2.4 Розрахунок та конструювання бази колони

База колони є опорною частиною колони, яка служить для перерозподілу зосередженого тиску, яке виникає від стержня колони, рівномірно по площі обпирання та передачі цього навантаження на фундамент, а також забезпечує закріплення нижньої частини колони. Конструктивне рішення бази залежить від типу колони та умов її закріплення у фундаменті (шарнірне чи жорстке).

Найпростіша база складається з опорної плити, яка приварена до фрезерованого торця стержня. Таке рішення доцільне при невеликих поздовжніх зусиллях та шарнірному закріпленню колони у фундаменті.

Для зменшення товщини плити її укріплюють траверсами та ребрами жорсткості, які забезпечують більш рівномірну передачу навантаження від стержня колони на фундамент і є опорою для плити при згинанні її під дією тиску фундаменту.

Анкерні болти фіксують вірне положення колони відносно фундаменту . У центрально стиснутих колонах вони, по суті, не мають зусиль, і тому їх діаметр призначають конструктивно в межах 20-30мм для шарнірних баз та 24...38мм для жорстких..

При шарнірному обпиранні анкерні болти кріплять безпосередньо до опорної плити, за рахунок гнучкості якої забезпечується піддатливість з’єднання, якщо виникнуть випадкові моменти (див. рис. 5).

Рис.5 Шарнірно закріплена база колони

Жорсткі бази мають не менше 4-х анкерних болтів, які кріпляться до траверс за допомогою спеціальних столиків та затягуються з напруженням, близьким до розрахункового опору, що уникає можливість повороту стержня колони (див. рис.6).

Анкерні болти при їх установлюванні заводять у спеціальні отвори, ширина яких на 10...30мм більше діаметра болта чи пропускають між траверсами.

На болти надягають шайби товщиною 20...30мм з отвором на 3мм більшими діаметра болта. Гайки завертають, а шайби приварюються монтажним зварюванням до плити чи траверсам.

Рис.6 Жорстко закріплена база колони

1. Розрахунок опорної плити бази.

1. Розміри опорної плити визначають виходячи з умов зминання бетону під

плитою по формулі:

де - навантаження на колону, яке включає і її особисту вагу

,

де - 7850 кГ/м³- питома вага сталі;

- 9,8м/с² – прискорення вільного падіння;

- висота колони;

- площа перерізу стержня колони;

=1,05 – коефіцієнт надійності по навантаженню від ваги колони;

- розрахунковий опор бетону на зминання;

де - розрахунковий опор тиску бетону:

для бетону класу В7.5, ;

для бетону класу В12.5, .

2. Розраховуємо ширину плити залежно від прийнятої конструкції бази (розміщення траверс, ребер жорсткості ) та умов розміщення анкерних болтів Визначив необхідну площу опорної плити, переходимо до конструювання бази колони.

,

де - відстань між вітками траверс та ширина чи висота перерізу стержня колони;

-– товщина траверс;

- консольна частина плити.

3. Визначаємо довжину опорної плити

Приймаємо =

4. Перевіряємо напруження під плитою

.

Робимо висновки щодо міцності на зминання опорної плити

2.1.1.5 Розрахунок товщини опорної плити

Товщину опорної плити визначають з умов її роботи на згинання на окремих ділянках. Опорну плиту розглядають як пластину, обперту на торець стержня колони, траверси, діафрагми і ребра жорсткості та навантажену рівномірно розподіленим (умовно) реактивним опором фундаменту. Контур перерізу гілок колони, поділяють плиту на ділянки, які обпираються з одного боку або двох, трьох та чотирьох боків (див. рис.7).

Рис. 7 До розрахунку опорної бази

Згинаючий момент в таких пластинах визначають по таким формулам

а) ділянка І заключна між гілками стержня колони та обперта з чотирьох боків

(2.36)

де - коефіцієнт, який вибирається по таблиці № 6 залежно від відношення більш довгої сторони до більш короткої сторони.

- довжина більш короткої сторони ділянки плити.

Таблиця 6