Главная / Проектирование стальных конструкций / Колонны / Базы колонн / Расчет и конструирование баз

Расчет и конструирование баз


Расчет опорной плиты и траверсы центрально сжатой колонны

Размеры опорной плиты центрально сжатой колонны определяются по расчетному сопротивлению бетона фундамента осевому сжатию R6 (принимаемому равным 44 кг/см2 для бетона марки 100). Минимальная площадь плиты определяется по формуле

Формула (32.VIII)

где N — расчетное усилие в колонне.

Найдя необходимую площадь плиты, переходят к конструированию башмака, назначая ширину плиты В несколько больше ширины колонны.

Плита работает на изгиб от равномерно распределенной нагрузки (отпорного давления фундамента)

Формула

причем различные участки плиты будут находиться в разных условиях изгиба. На фигуре показана плита, на которой могут быть выделены три различных участка.


К расчету опорной плиты центрально сжатой колонны

К расчету опорной плиты центрально сжатой колонны


Первый участок плиты 1 работает и рассчитывается как консоль. Для этого выделяют полосу шириной 1 см и подсчитывают момент в сечении I — I:

Формула

Момент сопротивления плиты толщиной 8 и шириной 1 см будет равен

Формула

Плита должна иметь достаточную толщину, чтобы равномерно передавать нагрузку на бетон, не прогибаясь при этом (как показано в преувеличенном виде), т. е. башмак должен работать как жесткий штамп.

Используя полное напряжение в плите, равное расчетному сопротивлению, можно записать условно

Формула

откуда связь между толщиной плиты и вылетом консоли получается в следующем виде:

Формула

Второй участок плиты 2 работает как плита, опертая по четырем сторонам и нагруженная снизу той же равномерно распределенной нагрузкой q = σб. Расчет такой прямоугольной плиты, у которой максимальный момент действует в ее центре, производится при помощи таблиц, составленных акад. Б. Г. Галеркиным, по формулам

Формула

Здесь Ма и Мb — моменты, вычисленные для полос шириной 1 см в направлении размеров а и b; α — длина короткой стороны прямоугольника; α1 и α2 — коэффициенты, принимаемые по таблице в зависимости от отношения стороны b (более длинной стороны) к α.

В случае, если — b/a > 2, определение момента может быть произведено для полосы, вырезанной вдоль короткой стороны, как в однопролетной балке (смотрите таблицу ниже, последний столбец).

В предположении упругого защемления краев плиты можно полученные по формуле (34.VIII) или как в однопролетной балке моменты уменьшить на 25%.

Третий участок плиты 3 работает как плита, опертая по трем сторонам. Наиболее опасным местом такой плиты является середина ее свободного края. Момент в этом сечении определяется по формуле

Формула

где α3 — коэффициент, принимаемый по таблице;

d1 — длина свободного края плиты.

В случае, если a1/d1 < 0,5, плита проверяется как консоль.

Определение толщины плиты производится по необходимому моменту сопротивления плиты

Формула

откуда

Формула (36.VIII)

При конструировании базы следует стремиться к тому, чтобы толщины на различных участках плиты, определяемые по формулам (33.VIII) и (36.VIII), были близкими друг к другу. Этого можно достичь, изменяя размеры a, b и с. Так, например, на фигуре, в путем постановки диафрагмы, участок 3 (внизу) разбивается на два: на участок 4, опертый по четырем сторонам, и на участок 5, опертый по трем сторонам, но с меньшим размером а1.

Таблица Коэффициенты α1, α2 и α3 для расчета на изгиб прямоугольных плит, опертых по четырем и трем сторонам.

Обычно толщину опорной плиты принимают в пределах 16 — 40 мм (кроме плит колонн с фрезерованными торцами, где толщина может быть больше).

Высота траверсы определяется из условия размещения сварных швов, через которые усилия со стержня колонны передаются на траверсу.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов