колонна

определении требуемой площади опорной плиты) предварительно назначается в пределах 1,1…1,2;

нимаем С2 30,0 см ;

Уточняется расчетное сопротивление бетона при размерах обреза фундамента 1,2 1,5 м

(размеры обреза фундамента назначаются кратными 0,3 м и расстояние от края опорной плиты ветви колонны до края фундамента должно быть не менее 10 см)

Проверка напряжений

Толщина опорной плиты и размеры траверсы определяются для наиболее загруженной ба-

зы ветви колонны, а размеры плиты и траверсы для другой ветви принимаются аналогичными. Для рассматриваемого примера рассчитывается база наружной ветви.

Согласно п. 8.6.2 [1] толщина опорной плиты определяется из расчета ее на изгиб, как пластинки, опирающейся на ветвь колонны и на траверсы и загруженной отпорным давлением фундамента на единицу площади плиты q ф 1, в нашем случае q ф2 1 0,91 кН / см .

31

Изгибающие моменты в опорной плите определяются для каждого участка, отличающего-

ся размерами и условиями опирания. В рассматриваемой плите имеются следующие участки

(рис. 10)

III участок – плита, опертая по контуру.

Изгибающий момент в консольных участках определяется по формуле 102 [1] только для

на изгиб по формуле 101 [1]

Расчет траверсы

Высота траверсы определяется из условия расчета сварных швов, соединяющих ее с вет-

вями колонны. На первом этапе толщина траверсы задается (10…16 мм) tтр 1,0 см .

Прочность траверсы проверяется как однопролетной двух консольной балки, опирающей-

ся на ветви (полки) колонны и воспринимающей отпорное давление от фундамента (рис. 11).

32

Определение высоты траверсы

Принимаем ручную сварку электродами Э42А (табл. Г.1 [1]). Расчетное сопротивление углового шва и коэффициенты, определяющие глубину провара, составляют

33

Требуемая расчетная длина шва определяется по формуле 176 [1]

по касательным напряжениям

34

по приведенным напряжениям

Проверка прочности траверсы и сварного шва на максимальное усилие в анкерных бол-

тах

Расчетная схема и эпюры усилий представлены на рис. 12.

Рис. 12 Траверса: а – расчетная схема; б – эпюра М; в – эпюра Q

Максимальное усилие в анкерных болтах возникает в подкрановой ветви колонны и со-

по нормальным напряжениям от максимального момента

MZ l 202,9 11,9 2414,51 кН см

по касательным напряжениям

по приведенным напряжениям

ef 2 3 2 23,182 3 8,122 27,11 1,15Ry c 27,6 кН / см2

прочность сварного шва

35

Расчет анкерных болтов

Расчет анкерных болтов следует выполнять в соответствии с прил. 2 [7].

Подбор сечения болтов для обоих ветвей ведется по максимальному усилию растяжения в анкерных болтах и сечение всех болтов принимается одинаковым.

Усилия растяжения в анкерных болтах

наружная ветвь

ния в анкерных болтах). Принимаем в каждой ветви по 4 болта из стали 15X по ГОСТ 4543-71,

Конструкцию болта и основные размеры принимаем по ГОСТ 24379.1-2012 , в нашем слу-

чае принимаем болт с анкерной плитой (тип 2, исполнение 1) (рис. 13). Анкерную плиту ис-

пользуем общую под 2 спаренных болта (несмотря на то, что для данного типа болта анкерная плита имеет фиксированную длину под один болт, допускается увеличить эту длину под два болта). Минимальную глубину заделки болта следует определять по формуле 10 прил. 2 [7]

H0 H m1 m2 15 36 0,88 2,7 1283,04 мм ,

36

расчетному сопротивлению бетона принятого класса;

принятой марки стали к расчетному сопротивлению стали марки ВСт3кп2.

Исходя из высоты траверсы, толщины плитки под анкерные болты (30…50 мм), толщины

опорной плиты, глубины заделки болта и длины резьбы, определяем требуемую длину шпильки

принимаем шпильку длиной L=1900 мм.

Рис. 13 Конструкция болта с анкерной плитой Плитки под анкерные болты рассчитываются на поперечный изгиб от воздействия болтов.

Анкерные болты, исходя из конструктивных соображений, устанавливаются на расстоянии

Требуемая толщина плитки под анкерные болты

где l 150 мм – длина анкерной плитки под анкерные болты; d0 db 10 46 мм – диаметр отверстия.

37

Конструктивные требования

Наименьшие допустимые расстояния между осями болтов и от оси крайних болтов до грани фундамента приведены в табл. 1 прил. 2 [7].

При установке спаренных болтов (например, для закрепления несущих стальных колонн зданий и сооружений) следует предусматривать общую анкерную плиту с расстоянием между отверстиями, равным проектному расстоянию между осями болтов, или устанавливать одиноч-

ные болты с разбежкой по глубине.

Расстояния между болтами, а также от оси болтов до грани фундамента допускается уменьшать на 2d при соответствующем увеличении глубины заделки болта на 5d. Расстояние от оси болта до грани фундамента допускается уменьшать еще на один диаметр при наличии спе-

циального армирования вертикальной грани фундамента в месте установки болта.

Во всех случаях расстояние от оси болта до грани фундамента не должно быть менее 100

мм для болтов диаметром 30 мм включ., 150 мм — для болтов диаметром до 48 мм и 200 мм —

для болтов диаметром более 48 мм.

Проверка базы колонны на восприятие сдвигающей силы

Сдвигающую силу Q, действующую в плоскости изгибающего момента, для сквозных сталь-

ных колонн, имеющих раздельные башмаки под ветви колонны, допускается воспринимать си-

лой трения под сжатой ветвью колонны, удовлетворяющей условию 8 прил.2 [7]

Q f M N (h b) , h

где Q – максимальная сдвигающая сила в сечении 1; f – коэффициент трения, принимаемый равным 0,25;

N, М – 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;

В нашем случае, максимальную сдвигающую силу Q и соответствующие ей N, M определяем по табл. 2 [5] Q 93,07 кН , N 1101,91 кН , M 726,83 кН м – соответствуют комбинации усилий Cm №1 №10 1 (№3 №6) 0,9 №2 0,7 , проверяем условие

тельно, сдвигающая сила воспринимается силой трения под сжатой ветвью колонны.

38

3.6 Конструкция и расчет сопряжения верхней и нижней частей колонны

Конструкция сопряжения верхней и нижней частей колонны представлена на рис. 14

Монтажные соединения верхней и нижней частей колонны осуществляются

путем соединения стенки и внутренней полки верхней части колонны со стенкой траверсы и вертикальным ребром нижней части колонны при по-

мощи монтажной сварки стыковыми горизонтальными швами;

путем соединения наружной полки верхней части колонны и наружной вет-

ви нижней части колонны при помощи накладки, которая приваривается монтажной сваркой угловыми вертикальными швами.

Длина наружной накладки определяется из условия расчета сварных швов, а также для равномерного распределения напряжений необходимо соблюдать соизмеримость длины и ши-

рины накладки. Верхняя часть полунакладки приваривается к наружному поясу верхней части колонны, нижняя к наружной ветви нижней части колонны.

Траверса, на которую передается воздействие верхней части колонны и половина давле-

рассчитывается как однопролетная балка, прикрепленная к ветвям колонны.

39