Базы сплошных и сквозных колонн и их расчет.

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.

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.

 

 

Клепаный башмак сплошной колонны

Клепаные башмаки устраиваются только в клепаных колоннах; по своей конструкции они аналогичны сварным башмакам.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.

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:

Второй участок плиты 2 работает как плита, опертая по четырем сторонам и нагруженная снизу той же равномерно распределенной нагрузкой q = σ_б. Расчет такой прямоугольной плиты, у которой максимальный момент действует в ее центре, производится при помощи таблиц, составленных акад. Б. Г. Галеркиным, по формулам

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