4.5.2Пример 17. Сконструировать и рассчитать оголовок сквозной колонны примера 14.

Сталь класса С345. Оголовок колонны состоит из плиты оголовка, ребер и вставки. Принимаем плиту оголовка толщиной мм и размерами  мм. Давление главных балок передается колонне через ребра, приваренные к вставке колонны четырьмя угловыми швами Д (рисунок 24). Сварка проволокой Cв-08Г2С, полуавтоматическая, в углекислом газе,  кН/см²,  кН/см², , .

Необходимая длина участка смятия

мм.

Толщину ребер находим из условия смятия

см=15,8 мм.

Принимаем  мм. Длину ребра находим из расчета на срез швов Д его прикрепления. Примем мм. Тогда

см.

Рисунок 24 – Оголовок колонны

Принимаем см. При этом условие  см выполнено.

Шов Е принимаем таким же, как и шов Д.

Принимаем толщину вставки мм, а длину  см.

 кН/см² <  кН/см².

Торец колонны фрезеруем после ее сварки, поэтому швы Г можно не рассчитывать. По таблице Б.4 принимаем конструктивно минимально допустимый катет шва  мм. Концы ребер укрепляем поперечным ребром, сечение которого принимаем 100 x 8 мм.

4.5.3Пример 18. Сконструировать и рассчитать базу сквозной колонны из примера 14.

Данные берем из примера 14 и из раздела 1. Конструкция базы показана на рисунке 25.

Рисунок 25 – База колонны

Требуемая площадь плиты из условия смятия бетона составляет

,

где – коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия. При равномерно распределенной нагрузке ψ = 1;

– расчетное сопротивление бетона смятию;

,

где – расчетное сопротивление тяжелого мелкозернистого бетона для предельных состояний первой группы на осевое сжатие (призменная прочность);

для бетонов класса ниже В25.

Значение коэффициента зависит от отношения площадей фундамента и плиты. В курсовой работе можно приближенно принимать . Для бетона класса В12,5  кН/см²; для бетона класса В15  кН/см²;

 см².

Принимаем плиту размером 600 × 540 мм.

Тогда см² >

кН/см²

Находим изгибающие моменты на единицу длины  см на разных участках плиты.

Участок 1 рассчитываем как опертую на 4 канта плиту, так как отношение сторон b/a=400/384 = 1,04 <2

 кНсм/см,

где  – коэффициент, принимаемый по таблице 3.

Участок 2 (консольный) рисунок 26:

 кНсм/см.

Участок 3 работает как консольный, так как отношение сторон

.

 кНсм/см.

Рисунок 26 – Схема участка плиты 2

Рисунок 27 – Схема участка плиты 3

Если отношение сторон на участках 1 и 3 оказалось меньше двух, их следует рассчитывать как опертые по четырем и трем сторонам соответственно с помощью коэффициентов, приведенных в таблицах 4.2 и 4.3.

Наибольшие изгибающие моменты, действующие на полосе шириной 1 см, в пластинках, опертых на 4 или 3 каната, определяют по формулам:

- при опирании на четыре канта ;

-при опирании на три канта ,

где q – расчетное давление на 1 см² плиты, равное напряжению на фундамент;

 и  – коэффициенты, приведённые в таблицах 4.2 и 4.3.

Толщину плиты подбираем по наибольшему моменту из условия

.

Момент сопротивления полоски плиты шириной d = 1 см равен , откуда, учитывая, что для стали С345 при  мм кН/см², см = 37 мм.

Принимаем  мм. Прикрепление траверсы к колонне выполняем полуавтоматической сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С. Соответствующие характеристики:

кН/см², кН/см², .

Как и в предыдущих примерах, расчет достаточно выполнить по металлу шва, так как Учитывая условие находим требуемую величину катета шва из условия

 см = 9 мм

Принимаем  мм. При этом требуемая длина шва составит  мм, поэтому высоту траверс принимаем 550 мм.

Угловые швы крепления траверсы к плите принимаем конструктивно с катетом 8 мм но таблице Б.4, так как применен фрезерованный торец колонны. Прочность траверсы на изгиб и срез можно не проверять, так как вылет консольной части мал по сравнению с относительно большой высотой траверсы.