Расчет и конструирование базы с траверсами раздельного типа сквозной колонны.

 I Расчёт опорной плиты

1. Площадь опорной плиты

А_пл ≥

  – коэф., принимаемый равным 1,0 при равномерном и 0,75 при неравномерном распределении местной нагрузки по площади смятия

R_b,loc = φ_bR_b – расчётное сопротивление локальному сжатию (смятию) бетона фундамента.

φ_b =  = 1…2,5 – коэф. повышения расчётного сопротивления бетона при местном сжатии. На этапе проектирования предварительно назначается 1,1…1,2.

А_ф – площадь верхнего обреза фундамента

Находим Атр => конструктивно длина В = b+2(3…5см) => ширина Cтр = Атр/В (для (1) и (2))

Уточняется расчётное сопротивление бетона: φ_b =  => R_b,loc = φ_bR_b

Проверка напряжений: σ_ф1(2) = N₁₍₂₎/(B₁₍₂₎C₁₍₂₎) ≤ R_b,loc

2. Толщина опорной плиты (ОП) и размеры траверсы определяются для наиболее загруженной базы ветви колонны, а для другой принимаются аналогичными.

Толщина ОП определяется из условия работы её на изгиб как пластинки, опирающейся на торец колонны и на траверсы. Загружена ОП отпорным давлением фундамента на единицу площади плиты q = σ_ф*1.

Участок №1 (опирание по трём сторонам)

- в направлении короткой стороны а: М_I = α₃qd₁²

α3 – коэф., зависящие от a₁/d₁ и принимаемые по табл. Е2.

Участок №2 (консоль)

В этом случае плита работает по балочной схеме (консоль) М_II =

Участок №3 (опирание по контуру)

- в направлении короткой стороны а: М_IIIa = α₁qа²

- в направлении длинной стороны b: М_IIIb = α₂qа²

α_1, α₂ – коэф., зависящие от b/a и принимаемые по табл. Е2.

Из полученных значений М выбирают М_max.

Толщину плиты определяют из условия прочности по наибольшему изгибающему моменту

(ширина полосы была принята 1 см)

II Расчёт траверсы

Усилие со стержня колонны передаётся на траверсу через вертикальные сварные швы, длина которых определяет высоту траверсы.

Прочность траверсы проверяется как однопролётной двухконсольной балки, опирающейся на полки колонны и воспринимающей отпорное давление.

1. Определение нагрузки на траверсу

- в пролёте: q_ПР = σ_Ф(а/2+t_ТР+С_II)

- на консоли: q_К = σ_Ф*С₂/2

2. Определение усилий, возникающих в траверсе

- в пролёте М_ПР = q_пр*b₂²/8-М_К; Q_ПР = q_ПР*b₂/2

- на консоли: M_К = q_К*((B₂-b₂)*0,5)²/2; Q_К = q_К*(B₂-b₂)/2

3. Требуемая высота траверсы определяется необходимой длиной шва

При этом необходимо, чтобы выполнялось условие

4. Проверка прочности траверсы по напряжениям:

- нормальным

- касательным

- приведённым

5. Проверка прочности траверсы и сварнго шва на максимальное усилие в анкерных болтах

Максимальное усилие в анкерных болтах: Z = Z_i/n (Z_i – из расчёта анкерных болтов, n – количество болтов)

- нормальным , где M = Z*l

- касательным

- приведённым

- прочность сварного шва τ_wf(z) =  ≤ 1

III Расчёт анкерных болтов

1. Подбор сечения болтов для обоих ветвей ведётся по максимальному усилию растяжения в анкерных болтах и сечениях всех болтов принимается одинаковым.

- наружная ветвь: Z₂ = +M/h₀-INIy₁/h₀ (2 сочетаня => 2 усилия)

- подкрановая ветвь: Z₁ = I-MI/h₀-INIy₂/h₀ (2 сочетаня => 2 усилия)

2. Выбираем тип стали болта => R_ba

Требуемая площадь болтов нетто (по резьбе):

k₀ – коэф., учитывающий характер изменения нагрузки во времени, для статических нагрузок 1,05

3. Принимаем болт с анкерной плитой.

Минимальная глубина заделки болта: H₀ = Hm₁m₂,

где H = 15d – минимальная глубина заделки для бетона В12,5 и стали ВСт3кп2

m₁ = R_bt1/R_bt – отношение расчётного сопротивления растяжения бетона В12,5 к расчётному принятого

m₂ = R_ba/R_ba1 – отношение расчётного сопротивления растяжению мет болтов принятой марки к ВСт3кп2

4. Требуемая длина шпильки определяется исходя из высоты траверсы, толщины плитки под анкерные болты (30-50 мм), толщины опорной плиты, глубины заделки болта и длины резьбы.

5. Плитки под анкерные болты рассчитываются на поперечный изгиб от воздействия болтов. Анкерные болты, из конструктивных соображений, устанавливают на расстоянии а = 3 см от внутренней грани траверсы.

Изгибающий момент в плите: M = za/n_b

Требуемая толщина плитки под анкерные болты:

l – длина анкерной плитки под анкерные болты

d₀ = b_b+10 – диаметр отверстия

IV Проверка базы колонны на восприятие сдвигающей силы

Сдвигающую силу Q, действующую в плоскости изгибающего момента, для сквозных стальных колонн, имеющих раздельные башмаки под ветви колонны, допускается воспринимать силой трения под сжатой ветвью колонны, удовлетворяющей условию:

Q – максимальная сдвигающая сила в сечении 1 (опоры колонны)

f – коэффициент трения, принимаемый равным 0,25

N, M – соответственно продольная сила и изгибающий момент в сквозной колонне в сечении 1, соответствующие нагрузкам, от которых определяется сдвигающая сила

h – расстояние между осями ветвей колонны

b – расстояние от центра тяжести сечения колонны до оси сжатой ветви