Расчет опорной плиты и анкерных болтов внецентренно сжатой колонны. Опорная плита колонны
Расчет опорной плиты и анкерных болтов внецентренно сжатой колонны - Базы колонн - Колонны
Башмак внецентренно сжатой колонны оказывает неравномерное давление на поверхность фундамента. В направлении действия момента плита башмака оказывает на фундамент сжимающее действие, а с противоположной стороны стремится оторваться от поверхности фундамента.
Схема к расчету анкерных болтов
Этому отрыву препятствуют анкерные болты, осуществляющие защемление колонны. При конструировании первоначально задаются шириной плиты базы В. Длина плиты определяется из того условия, чтобы максимальное напряжение в фундаменте у края плиты σб макc было меньше расчетного сопротивления бетона сжатию:
При этом наибольшее растягивающее напряжение у противоположного края плиты будет равно
Комбинация нагрузок для определения N и М при этом выбирается наиневыгоднейшая.
Решая уравнение (37.VIII) относительно L, можно определить необходимую длину плиты по принятой ширине плиты В и заданному расчетному сопротивлению бетона Rб:
После определения размеров плиты L и В переходят к конструированию базы и определению толщины плиты.
При определении толщины плиты предполагают (несколько в запас прочности), что плита нагружена равномерно распределенной нагрузкой q = σб макс (так как большей частью моменты бывают разных знаков). Исключение допускают только для средних участков плиты, которые можно рассчитывать на равномерно распределенную нагрузку, равную максимальному напряжению, соответствующему краю данного участка.
При расчете анкерных болтов исходят из предположения, что растягивающая сила Z, определяемая растянутой зоной эпюры напряжений, полностью воспринимается анкерными болтами.
Поэтому, составляя уравнение равновесия относительно центра тяжести D сжатой треугольной зоны; эпюры напряжений, т. е. точки приложения равнодействующей сил сжатия, получим
Отсюда суммарное усилие Z во всех анкерных болтах, находящихся на одной стороне башмака:
и соответственно общая площадь сечения этих анкеров (считая по нарезке)
где m — коэффициент условий работы колонны;
mс — коэффициент условий работы анкерных болтов, принимаемый равным 0,65;
Rp — расчетное сопротивление анкерных болтов растяжению, принимаемое равным 2 100 кг/см2 для болтов из стали Ст. 3.
Величина а определяется из геометрического соотношения
При определении величины с принимаются абсолютные значения σб (без учета их знака).
Плечо анкерных болтов, т. е. размер у, определяют следующим образом. Сначала конструируют деталь прикрепления анкера к башмаку колонны и тем самым определяют размер е. Искомый размер у получится из уравнения
При расчете анкерных болтов необходимо принимать комбинацию нагрузок, дающую при минимальном N максимальное значение М (например, при ветре, но без кранов и снега).
Площадь сечения одного анкера, очевидно, получится, если общую площадь, определенную по формуле (41.VIII), разделить на количество анкеров, расположенных на одной стороне башмака. Обычно на другой стороне башмака анкерные болты ставят симметрично.
Диаметр анкеров принимается в пределах от 20 до 76 мм, так как более толстые анкерные болты сложны в изготовлении. Закрепление анкеров в фундаменте может осуществляться путем сцепления их с бетоном, чем и определяется глубина их заделки, или при помощи опорных шайб.
Типы анкерных закреплений
При определении длины заделки анкерных болтов можно руководствоваться таблицей. Нарезку анкера обычно делают длиной 120 — 150 мм. При конструировании базы необходимо следить за тем, чтобы можно было свободно повернуть гайку при затяжке болта. Поэтому минимальное расстояние от оси болта до траверсы желательно принимать равным 1,5 d (где d — диаметр болта).
Анкерные болты выносят за опорную плиту для того, чтобы во время монтажа колонну можно было двигать во все стороны (примерно на 20 мм), устанавливая ее по оси.
Таблица Нормальные размеры анкерных болтов.
Высота траверсы назначается из условия размещения сварных швов или заклепок, прикрепляющих стержень колонны к траверсе.
Определение толщины плиты
Определение толщины плиты под подкрановую ветвь из условия ее работы на изгиб.
Пример. Требуется рассчитать конструкцию башмака решетчатой колонны, показанную на фигуре. Максимальные расчетные усилия в колонне принимаем те же, что и в примере:
В этом примере были определены наибольшие усилия в ветвях в подкрановой ветви Nп.в = 135,75 т; в наружной ветви Nн.в = 113 т.
Расчетная комбинация усилий в колонне для расчета анкерных болтов (от постоянной и ветровой нагрузок) принята:
Расчетное сопротивление осевому сжатию бетона марки 100 Rб = 44 кг/см2. Материал башмака Ст. 3; электроды типа Э42. Коэффициент условий работы m = 1.
Решение. 1) Определяем необходимую площадь опорных плит:
под подкрановую ветвь
под наружную ветвь
Назначаем размеры плит:
Давление на бетон будет равно:
2) Определяем необходимую толщину плиты под подкрановую ветвь из условия ее работы на изгиб. На участке 2 плита работает как консоль от определенной нагрузки в виде отпорного давления бетона q = σб.
Момент в консоли
На участке 1 плита оперта по трем сторонам и также нагружена равномерно распределенной нагрузкой при отношении сторон
находим по таблице коэффициент σ3 = 0,128. Максимальный изгибающий момент в середине свободной стороны равен
Этот момент больше консольного, а потому и подбираем по нему толщину плиты [по формуле (36.VIII)]
Принимаем δпл = 24 мм.
3) Производим расчет траверсы и ребер базы. Принимаем траверсу из листов 450 X 12 и толщину швов, прикрепляющих ветвь к траверсе, hш = 10 мм. Предполагая при расчете швов, что усилие ветви передается на опорную плиту только через листы траверсы, которые привариваются к двутавру четырьмя швами, и принимая расчетную длину шва равной lш = 45 — 2 = 43 см (где 2 см — вычет на непровар концов швов), найдем напряжение в швах
В швах, прикрепляющих листы траверсы к плите, при hш = 10 мм напряжение будет равно
Проверяем среднее ребро, укрепляющее плиту; это ребро с размерами 350 X 300 X 10 воспринимает давление от бетона σб с грузовой площади шириной 370:2 = 185 мм.
Нагрузка, действующая на ребро, будет равна:
Для ребра, работающего как консоль, защемленная в стенку, найдем:
Опорная реакция консоли А, сдвигающая ребро относительно стенки:
Производим расчет сварных швов, прикрепляющих консоль к стенке. Имеются два сварных шва hш = 10 мм. Шов подвергается действию срезывающей силы А и момента М. Проверку производим по условней формуле
где
4) Производим расчет анкерных болтов. Необходимая суммарная площадь сечения анкерных болтов, прикрепляющих наружную ветвь колонны, определится по формуле (41.VIII):
Здесь а = 45,2 см — расстояние от оси колонны до середины опорной плиты подкрановой ветви;
у — 100 см — расстояние от оси рассчитываемых анкеров до середины той же плиты;
mс = 0,65 — коэффициент условий работы анкерных болтов;
Rp — 2 100 кг/см2 — расчетное сопротивление растяжению анкерных болтов.
Значения а и у определяем, исходя не из формул (42.VIII) и (43.VIII), выведенных для сплошной опорной плиты, а из условий равновесия, приравнивая нулю сумму моментов всех сил относительно центра сжатой эпюры напряжений.
Найденную суммарную площадь сечения болтов делим на 2 (число болтов):
По таблице принимаем болты диаметром d = 56 мм, длина забелки в бетон l3 = 1 000 мм.
«Проектирование стальных конструкций»,К.К.Муханов
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 где N — расчетное усилие в колонне. Найдя необходимую площадь плиты, переходят к конструированию башмака, назначая ширину плиты…
Расчет и конструирование баз - Базы колонн - Колонны
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
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)
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
Первый участок плиты 1 работает и рассчитывается как консоль. Для этого выделяют полосу шириной 1 см и подсчитывают момент в сечении I — I:
Момент сопротивления плиты толщиной 8 и шириной 1 см будет равен
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
откуда связь между толщиной плиты и вылетом консоли получается в следующем виде:
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
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
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
откуда
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
Башмак внецентренно сжатой колонны оказывает неравномерное давление на поверхность фундамента. В направлении действия момента плита башмака оказывает на фундамент сжимающее действие, а с противоположной стороны стремится оторваться от поверхности фундамента. Схема к расчету анкерных болтов Этому отрыву препятствуют анкерные болты, осуществляющие защемление колонны. При конструировании первоначально задаются шириной плиты базы В. Длина плиты определяется из…
www.ktovdome.ru
13 Проектирование оголовка колонны
Определение толщины вертикальных опорных ребер
Толщину опорных ребер находим из расчета на смятие:
– расчетная продольная сила;
z-условная длина распределения нагрузки:
– ширина опорного ребра главной балки;
– назначенная толщина опорной плиты оголовка колонны;
– расчетное сопротивление стали С245 смятию торцовой поверхности при наличии пригонки поверхностей;
– коэффициент условий работы.
Окончательно принимаем.
Определение высоты траверсы в оголовке колонны
- толщина стенки швеллера;
– расчетное сопротивление стали на сдвиг.
Принимаем .
Определение толщины траверсы в оголовке колонны
Принимаем .
Проверка прочности сварных угловых швов, прикрепляющих траверсу оголовка к ветви колонны
Вид сварки – механизированная в среде углекислого газа .
Принимаем сварочную проволоку марки Св-08Г2С ,
Условие выполняется
Условие выполняется
– катет сварного углового шва;
– коэффициенты, учитывающие глубину проплавления сварного шва для катетов швов
Проверка прочности вертикальных опорных ребер
– длина вертикальных опорных ребер оголовка колонны;
– толщина вертикальных опорных ребер оголовка колонны;
– расчетное сопротивление стали на сдвиг;
14. Проектирование базы центрально-сжатой колонны
14.1 Определение расчетного сопротивления бетона фундамента на смятие
– при равномерном давлении под опорной плитой базы;
– призменная прочность бетона класса В12,5;
– коэффициент условий работы для бетонных конструкций;
– коэффициент, учитывающий повышение призменной прочности бетона при местном сжатии.
14.2 Определение требуемой площади опорной плиты базы колонны
14.3 Определение размеров опорной плиты в плане
с – ширина участков плиты со стороны траверс;
см – ширина колонны в плоскости соединительной решетки;
– высота поперечного сечения ветви колонны, выполненной из швеллера 36;
см – принятая толщина траверсы базы колонны.(Толщины траверсы вполне было бы достаточно 10 – 12 мм (замечание преподавателя))
Принимаем мм.(С учетом размещения на этих участках отверстий для фундаментных болтов этот размер надо принять больше – 100 мм (Замечание преподавателя)).
Принимаем в соответствии с ГОСТ 82-70*, тогда вылеты консоли будут равны:
Размер плиты назначается кратным 10 мм: .
14.4 Диафрагма базы колонны
Высота диафрагмы
Принимаем
Принимаем толщину диафрагмы
Длина диафрагмы
где - толщина стенки швеллера [36.
Погонная нагрузка на диафрагму:
– погонная нагрузка на диафрагму;
– ширина грузовой площади диафрагмы.
Усилия, действующие в диафрагме:
Проверка прочности диафрагмы:
– условие выполняется.
– условие выполняется.
Проверка по приведенным напряжениям:
.
Прочность диафрагмы в опорном сечении обеспечена.
Проверка прочности сварных швов, прикрепляющих диафрагму к ветвям колонны:
Принимаем
– прочность обеспечена.
– прочность обеспечена.
14.5 Определение толщины опорной плиты
– наибольший изгибающий момент, действующий в опорной плите от равномерно распределенного реактивного давления от фундамента;
– коэффициент условий работы, при толщине плиты
– расчетное сопротивление стали С245 при толщине свыше 20 мм.
Изгибающий момент, действующий на консольном участке плиты:
– реактивное давление фундамента;
– расчетное сопротивление бетона фундамента на смятие.
Изгибающий момент, действующий на участке плиты, опертом на четыре стороны:
Изгибающие моменты в направлении короткой и длинной сторон соответственно:
– длина более короткой стороны участка;
– длина более длинной стороны участка
– длина более короткой стороны участка;
Изгибающий момент, действующий на участке плиты, опертом на три стороны:
– длина свободной стороны;
– длина стороны, перпендикулярной к свободной;
Принимаем по ГОСТ 82–70*.
studfiles.net
База колонны с траверсами — Мегаобучалка
Определение размеров опорной плиты
Расчетная продольная сила N в колонне на уровне базы определяет размеры опорной плиты колонны.
Требуемая площадь опорной плиты, обеспечивающая передачу усилия от колонны на фундамент:
,
где Rв – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию по 1 группе предельных состояний, принимаемое равным 0,765 кН/см2 для класса бетона В12,5; gф – коэффициент увеличения Rв в зависимости от соотношения площади верхнего обреза фундамента и рабочей площади опорной плиты Аф и Апл.
Принимаем ,
.
Опорная плита принимается квадратной
.
Уточнив по сортаменту размеры плиты, определяем фактическое реактивное давление со стороны фундамента:
.
Расчет траверс опорной плиты и ребер жесткости
Задавшись толщиной траверс tтр=10-14 мм, определяем высоту траверс из условия прочности сварных швов, прикрепляющих траверсы к стержню колонны:
– при срезе по металлу шва:
;
– при срезе по металлу границы сплавления:
,
при этом kш принимать
Все обозначения см. разд. 3.4. Полученная hтр не должна превышать
(мм).
Для равномерной передачи нагрузки от колонны на опорную плиту базы кроме траверс устанавливают ребра жесткости высотой
толщиной мм.
Определение толщины опорной плиты
Для определения толщины плиты базы находим изгибающие моменты на участках 1, 2, 3, 4. Каждый участок рассматривается как свободно опертая пластина на ребра, траверсы или стержень колонны и загруженная равномерно распределенной нагрузкой реактивным давлением со стороны фундамента на полосе шириной 1см.
.
Участок 1 – будет изгибаться как пластина, опертая по четырем сторонам (на четыре канта). Изгибающий момент в такой пластине
,
где а1 – меньшая сторона контура; a – коэффициент, зависящий от отношения более длинной стороны в1 к более короткой а1 [4,табл. 8.6].
Участки 2 и 3 – по трем сторонам(на три канта)
;
,
где b – коэффициент, зависящий от отношения закрепленной стороны пластинки вi к свободной аi [5, табл. 8].
При отношении сторон аi/вi> 2 плита рассчитывается как консоль
.
Участок 4 – опирается по двум сторонам. Момент определяется как для пластинки, опертой по трем сторонам, но с условными размерами а4 и в4.
.
По наибольшему из найденных моментов определяется момент сопротивления плиты шириной 1 см.
,
а по нему требуемая толщина плиты
.
Обычно толщину плиты принимают в пределах 20-40 мм.
При большей толщине плиты (> 40) необходимо уменьшить (за счет постановки дополнительных ребер) изгибающий момент в наиболее загруженной пластинке.
megaobuchalka.ru
Конструирование и расчет базы колонны Определение размеров опорной плиты
Размер опорной плиты в плане определяется исходя из условия прочности бетона фундамента смятию под плитой:
где где – коэффициент (зависит от отношения площади фундамента к площади плиты). В курсовом проекте можно приближенно принимать= 1,2;Rb – прочность бетона осевому сжатию. Для бетона класса В12,5 Rb= 7,5 МПа.
Назначается минимально возможная длина плиты базы колонны:
Lpl = b + 290 мм = 340 + 180 = 520 мм = 0,52 м.
Тогда ширина плиты:
Принимается плита с размерами в плане 204 520 мм.
Уточняется значение коэффициента :
перерасчет плиты не требуется.
ЗдесьAf = (Bpl + 2 a)(Lpl + 2 b) = (0,204 + 2 0,1)(0,52 + 2 0,1) = 0,29088 м2 ; a = b = 100 мм = 0,1 м – расстояние от края опорной плиты базы колонны до наружной грани подколонника.
= =м2,
Вычисляется значение равномерно распределенной нагрузки на плиту снизу, равной реактивному давлению фундамента:
Из условия работы опорной плиты базы колонны на изгиб, которая рассматривается как пластина, опертая на торец стержня колонны и траверсы, устанавливаются значения максимальных изгибающих моментов на отдельных расчетных участках.
Уч а с т о к 1 ( п л и т а , о п е р т а я п о ч е т ы р е м с т о р о н а м )
Отношение большей стороны участка (b = 0,3 м) к меньшей (а = 0,27 м) равно:
По табл. 5 приложения определяется коэффициент = 0,055.
Максимальный момент в плите участка 1 в направлении короткой стороны а равен:
Требуемая толщина плиты:
–максимальной толщины стали С245 (табл. 51*[3]). Устанавливается дополнительное ребро (см. рис. 17, б). При толщине проката 20…40мм Ry = 230 МПа.
Уточняется толщина плиты на участке № 1:
= 0,072; М1 = 0,072 9 103 0,22= 25,92 кНм;
У ч а с т о к 2 ( к о н с о л ь н а я п л и т а )
В пластинке, опертой по трем сторонам, изгибающий момент в середине свободного края определяют по формуле:
,
где а – закрепленная сторона отсека; – коэффициент (см. приложение, табл. 6).
Так как отношение закрепленной стороны участка к свободной:
участок 2 рассматривается как консольный:
5
Требуемая толщина плиты:
У ч а с т о к 3 ( к о н с о л ь н а я п л и т а )
Назначается толщина листа траверсы ttr = 12 мм и определяется вылет консольной части плиты:
Требуемая толщина плиты:
Принимается толщина плиты 32 мм (2 мм принимаются на фрезеровку).
Расчет траверсы
Прикрепление траверсы к колонне выполняется полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08Г2С, d = 1,4…2 мм. Максимальный катет углового шва вдоль кромок швеллера № 27 kf = 6 мм. Соответствующие характеристики: Rwf = 215 МПа, Rwz =166,5 МПа; f = 0,9; z = 1,05. Расчет выполняется по металлу границы сплавления, так как f Rwf = 0,9 215= 193,5 МПа > z Rwz = 1,05 166,5 = 175 МПа.
Расчет ребра:
Площадь, с которой нагрузка передается на ребро:
Ар = 0,2(0,27 - 0,0083) = 0,05234 м2;
Нагрузка на ребро:
N’ = Ар q = 0,05234 9 103 = 471,06 кН;
Необходимая длина сварного шва крепления ребра к ветвям колонны:
Принимается высота ребра hр = 200 мм =0,2 м.
Расчет траверсы:
Необходимая длина сварного шва крепления траверсы и ребра к ветвям колонны:
Принимается высота траверсы htr = 200 мм = 0,2м. Крепления траверсы и к плите принимаются конструктивно kf = 6 мм по табл. 38*[3], так как принят фрезерованный торец колонны.
Проверяется траверса на изгиб и срез.
Нагрузка на 1 м длины ребра (см. рис. 17, б):
qr = 9 103 0,2 = 1800 кН/м.
Изгибающий момент в месте приварки ребра к ветви колонны:
Поперечная сила:
Qr = qtr a = 1800 0,09 = 162 кН.
Момент сопротивления листа ребра:
studfiles.net
Расчет базы колонны. Расчет оголовка колонны
3.3 Расчет базы колонны .
Расчетными элементами базы являются опорная плита и траверсы (рис. 3.3) .
Расчет базы для колонны сплошного сечения производится в следующем порядке.
1. Определяют требуемую площадь опорной плиты
где N = 595,29 кН - расчетное усилие в колонне ;
RВ = 0.75 кН/см2 - прочность бетона на сжатие-для бетона класса В12,5 ;
-площадь верхнего обреза фундамента .
Поскольку при расчете базы соотношение 
неизвестно , то коэффициентом 
задаются в пределах 1,2 ... 1,5 . Задаемся для нашего случая 
2. Определяется ширина плиты
где 
- расстояние между траверсами;
- толщина траверсы , принимаемая в пределах 1 ... 1.6 см;
C = 8 см-ширина свеса плиты для наложения сварных швов, назначаемая в пределах 5...8см.
3. Определяется длина плиты
Размеры B и L округляют до удобных конструктивных размеров, кратных 2 см. Назначаем длину плиты L = 50 см, а В=50см.
4.Определяется толщина плиты по формуле
где 
- наибольший изгибающий момент на участках плиты.
Плита базы рассматривается состоящей из нескольких независимых друг от друга пластинок , отличающихся условиям опирания. Например, участок , опертый по четырем сторонам ,-1, опертый на три канта ,-2 , и консольный участок - 3. На каждом из выделенных участков плиты определяется изгибающий момент.
Участок 1. Максимальный изгибающий момент в середине участка находится по формуле
где 
- напряжения под плитой базы;
Участок 2. Плита на этом участке закреплена по трем сторонам. Наибольший момент в середине свободной стороны плиты будет равен
где 
- коэффициент, зависящий от отношения закрепленной стороны (
) к свободной (
), принимаемый по [6] табл.3.3
При соотношении 
плита рассчитывается как консоль при 
по формуле
Участок 3 не проверяется, поскольку он имеет меньший консольный свес.
Определяется толщина плиты по максимальному моменту на втором участке
Принимаем толщину плиты 
.
5. Определяется высота из условия прочности сварных швов, необходимых для передачи усилия со стержня колонны на траверсы .
где 4 - количество угловых швов;
= 0,8 - катет углового шва;
- коэффициент глубины провара шва , определяемого по табл.56[1].
- расчетное сопротивление углового сварного шва, определяемого по табл.56[1] .
Окончательно высота траверсы:
По сортаменту принимаем 160 мм.
Находится максимально допустимая длина углового сварного шва
6.Определяется катет угловых швов, прикрепляющих траверсы к опорной плите
где 
- суммарная длина сварных швов.
Принимаем 
Проверку прочности траверсы производится как для балки на двух опорах. Пролет траыерсы L=34см
Равномерно распределенная нагрузка: 
.
; 
,
где l1=a2, l2=b1.
Проверка прочности траверсы:
;
где 
.
3.4 Расчет оголовка колонны .
Наибольшее распространение получил оголовок , изображенный на рис.3.4 , который состоит из плиты и ребер , поддерживающих опорную плиту оголовка и передающих нагрузку на cтержень колонны.
Опорное давление передается с опорной плиты на опорное ребро , затем на стенку колонны и далее равномерно распределяется по сечению стержня . Порядок расчета оголовка колонны следующий.
1. Принимается толщина опорной плиты оголовка в пределах 1.6 ... 2,5 см. Назначаем 
2. Определяется ширина опорных ребер оголовка
Поскольку в нашем случае в оголовке два опорных ребра, то ширина каждого равна 
3. Определяется толщина опорных ребер оголовка
принимаем толщину ребер 
где 
4. Определяется высота оголвка колнны из условия сварных швов, прикрепляющих ребра к стенкам колонны. Предварительно назначается кактет углового шва 
Назначаем 
, тогда
Назначаем высоту ребер (огловка) 
с учетом удобных констуктивных размеров, т.е. 16 см
5. Определяется кактет сварных швов, прикрепляющих ребра к плите оголовка,
Такая толщина сварного шва больше максимальной возможной толщины, равной 
, поэтому для получения нужного размера фрезеруем торец ребра.
6. Производится проверка на срез по формуле
ЛИТЕРАТУРА.
1.СНиП II -23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования. М., Стройиздат , 1988 г. - 93 с.
2.Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов. Под ред. Е.И.Беленя. - 6-е изд.-М., 1985.- 560 с.
3.СНиП II.01.07- Нагрузки и воздействия М. Стройиздат, 1988 г.
4.Справочник конструктора по стальным конструкциям под общей редакцией профессора Н.П. Мельникова. - М., 1965г.
5. Примеры расчета металлических конструкций 2-е издание. Под ред. А. П. Мандрикова М., Стройиздат , 1991 г. –431с.
6. Методические указания к выполнению расчетно-графической работы по курсу “ Металлические конструкции “, Под. ред. А.В.Кропачева.
СОДЕРЖАНИЕ.
СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
ЦЕЛЬ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ 1
1. КОМПОНОВКА РАБОЧЕЙ ПЛОЩАДКИ 1
1.1 Выбор схем балочных клеток 2
1.2 Подбор сечения второстепенных и вспомогательных балок 3
2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ 4
2.1 Компоновка и подбор сечения главной балки 5
2.2 Изменение сечения балки по длине 8
2.3 Проверка местной устойчивости элементов балки 10
2.4 Расчет поясных швов 16
2.5 Расчет укрупнительного монтажного стыка балки 17
2.6 Расчет опорного узла балки 19
3. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫХ КОЛОНН
3.1 Определение расчетной длины колонны и действующих нагрузок 22
3.2 Расчет сплошной колонны 22
3.3 Расчет базы колонны 25
3.4 Расчет оголовка колонны 28
ЛИТЕРАТУРА 30
vunivere.ru
Базы колонн
Типы и конструкций баз
Назначением базы (башмака) колонны является:
- распределять сосредоточенное давление от стержня колонны по определенной площади фундамента;
- обеспечить закрепление нижнего донца стержня колонны в фундаменте в соответствии с принятой расчетной схемой.
Различают два основных типа баз — шарнирные и жесткие.
Простейшей шарнирной базой для центрально сжатых колонн является база, состоящая из толстой стальной опорной плиты, на которую опирается фрезерованный торец стержня.
Типы баз колонн
Применение баз с передачей усилия через фрезерованный торец стержня колонны целесообразно для колонн со значительной нагрузкой. Для легких колонн (а также в случае отсутствия торцефрезерных станков) применяют базы, в которых все усилие передается на плиту через сварные швы.
Передача усилия от стержня колонны на опорную плиту может быть также осуществлена при помощи траверсы, которая служит для более или менее равномерной передачи силовых потоков от стержня на плиту, приближая конструкцию по характеру воздействия к жесткому «штампу», опирающемуся на фундамент. Одновременно траверса является опорой для плиты при ее работе на изгиб от реактивного (отпорного) давления фундамента. Сама траверса работает на изгиб как двухконсольная балка, опертая на пояса или ветви колонны и нагруженная отпорным давлением фундамента.
Во внецентренно сжатых колоннах, как правило, устраивают жесткие базы, которые могут передавать изгибающие моменты.
С этой целью траверсы приходится развивать в направлении действия момента. При относительно небольших опорных моментах траверсы делают из листов толщиной 10 — 12 мм или швеллеров. Некоторое применение нашли также базы подкосного типа. Существенным недостатком такой базы являются ее малая жесткость, а также коробление опорной плиты в результате усадки швов, прикрепляющих листовые подкосы.
В колоннах с более тяжелыми крановыми нагрузками, с большими опорными моментами базы и их траверсы приходится еще более развивать.
Удобны, с точки зрения производства сварки открытые одностенчатые башмаки, усиленные ребрами или листовыми подкосами. Последние должны быть приварены швами минимальной толщины во избежание коробления опорного листа.
Открытые одностенчатые башмаки
Одностенчатые башмаки чаще всего применяются в сплошных колоннах постоянного сечения. К их недостаткам относится малая жесткость из плоскости рамы.
Подносный двухстенчатый разъемный башмак
Вариант двухстенчатого башмака с подкосами может быть применен для самых тяжелых колонн; при этом ввиду больших размеров базы, препятствующих транспортировке колонны с базой в целом виде, подобные башмаки иногда делают разъемными.
В сплошных колоннах переменного сечения весьма распространенным типом является сварной башмак с раздельными траверсами — одностенчатый в пределах стенки и двухстенчатый у ветвей.
Башмак с раздельными траверсами
В сквозных колоннах промышленных зданий обычно применяются базы раздельного типа, состоящие из двух самостоятельных башмаков, соединенных уголковыми связями.
База сквозной колонны
При большом расстоянии между ветвями они более экономичны, чем сплошные башмаки.
Клепаные башмаки устраиваются только в клепаных колоннах; по своей конструкции они аналогичны сварным башмакам.
Клепаный башмак сплошной колонны
Прикрепление башмаков к фундаментам осуществляется при помощи анкерных болтов (анкеров), заделываемых в фундамент при бетонировании. В центрально сжатых колоннах анкерные болты не рассчитывают и размеры их назначают по конструктивным соображениям (d = 22 — 26 мм).
В изгибаемых защемленных колоннах анкерные болты работают на растяжение от изгибающего момента. В этом случае их диаметр и длина назначаются по расчету.
Для удобства монтажа в верхней части фундамента вокруг анкерных болтов иногда оставляют колодцы сечением около 100 X 100 мм и глубиной 500 мм, которые позволяют производить незначительный отгиб болтов. При установке анкеров с применением жестких кондукторов (что особенно рекомендуется) колодцев не делают.
Отверстия в башмаке для анкерных болтов, как правило, делают диаметром, большим диаметра болтов, закрывая их монтажными шайбами, привариваемыми к башмаку после установки колонны в проектное положение. После установки колонн базы обетониваются для предохранения от коррозии.
«Проектирование стальных конструкций»,К.К.Муханов
Башмак внецентренно сжатой колонны оказывает неравномерное давление на поверхность фундамента. В направлении действия момента плита башмака оказывает на фундамент сжимающее действие, а с противоположной стороны стремится оторваться от поверхности фундамента. Схема к расчету анкерных болтов Этому отрыву препятствуют анкерные болты, осуществляющие защемление колонны. При конструировании первоначально задаются шириной плиты базы В. Длина плиты определяется из…
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 где N — расчетное усилие в колонне. Найдя необходимую площадь плиты, переходят к конструированию башмака, назначая ширину плиты…
www.ktovdome.ru
