Расчет базы колонны. Рассчитать и сконструировать базу центрально-сжатой колонны при жестком сопряжении ее с фундаментом

Рассчитать и сконструировать базу центрально-сжатой колонны при жестком сопряжении ее с фундаментом. Расчетная сила давления на фундамент N = 1514,22 + 5,53 = 1519,75 кН (где 7,91 кН = 0,096∙78,5∙1,05 – собственный вес колонны). Материал фундамента – бетон класса В 20 с расчетным сопротивлением 11,5 Мпа. Колонна сварная двутаврового сечения, стенка выполнена из листа 10×276 мм, полки из листов 12×284 мм. Материал база колонн – сталь С 245 (R_y = 240 МПа при толщине листов t до 20 мм).

Определение размеров опорной плиты в плане.

Согласно формуле расчетное сопротивление бетона на местное сжатие

где φ_b – коэффициент принимаемый не более 2,5 и не менее 1,0.

Требуемая площадь опорной плиты согласно условию

0,110 м².

Назначаем толщину траверсы 10 мм, вылет консольной части плиты с = 60 мм. Тогда ширина плиты м.

Требуемую длину плиты принимаем конструктивно L = 0,6 м.

Принимаем плиту с размерами в плане 440×600 мм. Размеры верхнего обреза фундамента устанавливаем на 0,1 м больше размеров опорной плиты.

Проверим справедливость назначенного выше значения φ_b = 1,2 м при определении расчетного сопротивления бетона фундамента.

, т.е. перерасчет плиты не требуется.

Определение толщины плиты.

Среднее напряжение в бетоне фундамента кН/м² = 5,74 МПа.

На участках опретых по четырем сторонам, м

b = 0,268 см

b/α = 0,268/0,15 = 1,79 < 2, следовательно, α₁ = 0,094.

Изгибающий момент на этих участках

кН∙м

Требуемая толщина плиты

м

На участках, опертых по трем сторонам, , поэтому β = 0,06, здесь м.

Изгибающий момент на этих участках равен

кН∙м.

Требуемая толщина плиты

м.

На консольных участках

кН∙м

м.

Принимаем толщину плиты 28 мм.

Расчет траверсы.

Высоту траверсы будем определять из условия размещения сварных швов поэтому предварительно проведем сравнительную оценку прочности по металлу шва и границе сплавления:

МПа

МПа

МПа

МПа

Необходима проверка по металлу шва.

Необходимая высота траверсы при четырех сварных швах с катетом k_f = t_t = 10 мм, прикрепляющих листы траверсы к полкам колонны составляет

= 0,312 м

Принимаем высоту траверсы h_t = 320 мм.

Производим проверку прочности траверсы на изгиб и на срез. Нагрузка на полоску единичной ширины траверсы кН/м.

Изгибающий момент в месте приварки траверсы к колонне

кН∙м

Поперечная сила

кН

Момент сопротивления траверсы

м³

Условие прочности по нормальным напряжениям выполнено, так как

Условие прочности по касательным напряжениям выполнено, так как

где .

Расчет траверсов, крепящих траверсу к опорной плите.

Требуемый катет швов крепления траверсы к плите

м.

Конструктивно принимаем катет швов крепления к опорной плите траверсы k_f = 10 мм. Такие же швы принимаем для крепления к плите стержня колонны.

В базах центрально-сжатых стоек анкерные болты выполняют установочную функцию. Размеры болтов назначаем конструктивно, принимая диаметр 20 мм, и заделываем болты в бетон на глубину, равную 15…20 диаметрам болта. Отверстия для болтов в опорной плите базы делаем в 1,5 раза больше диаметра болта.

Литература

1. Кутухин Е.Г., Коробков В.А. Конструкции промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений. -М.: Стройиздат, 1995. -272 с.

2. Агеев В.Д. Основы архитектурно-строительного проектирования: Учебное пособие / МАДИ (ГТУ); под ред. Р.Л. Серых. - М., 2005.

3. Картошина С.В. Основы проектирования металлических конструкций: Учебное пособие / МАДИ (ПГУ)/ под ред. В. К. Федулова. - М.: «Техполиграфцентр»

4. В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; под ред. В.В. Горева. Металлические конструкции. В Зт. Т.1. Элементы конструкций. - 3-е изд., стер. - М.: Высшая школа, 2004.

5. Е.И. Беленя, В.А. Балдин, Г.С. Ведеников и др., под ред. Е.И. Беленя. Металлические конструкции - 6-е изд., перераб. доп. - М.: Стройиздат, 1986.

6. СНиП 11-23-81. Стальные конструкции. - М., ФГУП ЦПП, 2006.

7. СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций. - М., ФГУП ЦПП. 2005.

8. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. - М., ФГУП ЦПП, 2006.

9. Макпакова Г.Т., Наносова С.М. Конструкции гражданских зданий; Учебник. -М.: Издательство АСВ, 2004.

10. Орловский Б.Я., Орловский Я.В., Архитектура гражданских и промышленных зданий. Промышленные здания. -М.: Высшая школа, 1991.

11. Трепененков Р.И., Альбом чертежей конструкций и деталей промышленных зданий. -М.: Стройиздат. 1990. -284с.

Поиск по сайту: