8. База колонны

База колонны служит для передачи нагрузки с колонны на фундамент и обеспечивает закрепление нижнего конца колонны в соответствии с расчетной схемой. Различают два основных типа баз – шарнирные и жесткие. Для легких колонн применяют шарнирное закрепление базы, в которых все усилие передается на плиту через сварные швы (рис. 8).

Рисунок 8. База колонны.

Передача усилия от стержня колонны осуществляется при помощи траверсы, которая служит для равномерной передачи силовых потоков от стержня на плиту.

Размеры сечения базы определяют, исходя из условия смятия бетона фундамента под плитой, по формуле:

,

где R_b,loс = R_b·ψ_b,loc – расчетное сопротивление бетона фунда-мента смятию; коэффициент ψ_b,loc обычно принимают 1,2 – 1,5;

R_b – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, зависит от класса бетона (прилож. 12).

Ширину плиты В_пл принимают конструктивно

В_пл > 2с + 2t_тр + b

где: t_тр – толщина траверсы, t_тр = 10 – 12 мм;

с – свес плиты, с = 40 – 50 мм;

b – ширина полок сварных швеллеров.

Длину плиты L_пл определяют по расчету при известной ширине В_пл

.

Длина плиты должна быть не менее конструктивного размера:

где: h – высота св. швеллера;

а – свесы для размещения анкерных болтов, а = 100–120 мм.

Длину L_пл и ширину В_пл плиты округляют до 10 мм.

Толщину плиты базы рассчитывают из условия работы ее на изгиб. В курсовом проекте допускается принять толщину в пределах 25 – 30 мм.

Высоту траверсы определяют из условия полной передачи усилия от стержня колонны на опорную плиту через сварные швы траверсы. При расчете по металлу шва:

см,

где: β_f – коэффициент, зависящий от вида сварки, для ручной сварки β_f =0,7;

k_f – катет шва, принимаемый равным 6-12 мм, но не более 1,2 t_тр;

R_wf – расчетное сопротивление сварного шва на срез, принимают в зависимости от типа электрода [7].

Высота траверсы из конструктивных соображений должна быть не менее 200 мм и не более 85 β_f k_f и кратной 10 мм. Анкерные болты принимают конструктивно диаметром 30–36 мм.

Пример 5. Запроектировать базу колонны, рассмотренной в примере 4. Исходные данные: усилие в колонне N = 354 кН, материал фундамента – бетон класса В10, размеры сечения стержня колонны из примера 4: h = 180 мм, b = 140 мм, t_тр =10 мм.

Расчетное сопротивление бетона сжатию R_b = 6,0 МПа = 0,6 кН/см² (прилож. 12).

Расчетное сопротивление бетона смятию

R_b,loс = R_b·ψ_b,loc= 0,6·1,2 = 0,72 кН/см².

Требуемая площадь плиты

см².

Назначаем размеры плиты в плане.

Ширина плиты

В_пл = 2с + 2t_тр + b = 2·40+2·10+140 = 240 мм = 24 см.

Длина плиты по расчету

см.

Конструктивная длина плиты

мм.

Принимаем большую длину (с округлением) L_пл = 38 см.

Назначаем толщину плиты базы t_пл = 20 мм.

Высоту траверсы вычисляем, задавшись: катетом шва k_f = 6 мм, видом сварки – ручной, при которой β_f = 0,7, типом электрода Э42 с расчетным сопротивлением шва срезу (по металлу шва) R_wf = 180 МПа =18 кН/см² (прилож. 2), γ_wf =1,0; γ_c= 1,0.

Тогда

см.

Принимаем h_тр = 20 см. Анкерные болты принимаем диаметром 30 мм.