База колонны изображена на рис. 5.5:
Рис.5.5. База колонны
Rф = ξ * Rb * γb2 = 1,2 * 46*104 * 0,9 = 49,7*104 кг/м2;
где Rф – расчетное сопротивление бетона сжатию;
ξ и γb2 – коэффициенты условия работы бетона;
Rb – прочность бетона на сжатие (для бетона В7,5: Rb = 46 кг/см2).
Aплтр = N / Rф = 80.061,8 / 49,7*104 = 1611,5*10-4 м2;
Lплтр = Aплтр / Bпл = 1611,5*10-4 / 0,42 = 0,38 м.
Принимаем площадку 420х420 мм (Aпл = 0,1764 м2).
Давление на бетон фундамента определяется в предположении, что плита работает, как жесткий штамп, нагрузка передается равномерно:
gф = N / Aпл = 80.061,8 / 0,1764 = 45,4*104 кг/м2.
Определение толщины фундаментной плиты из условия прочности при изгибе в каждом отсеке:
1.) Свес, жестко заделанный с одной стороны:
Mx = gф * aсв2 / 2 = 45,4*104 * (0,08)2 / 2 = 14,5*102 кг*м;
2.) Свес, жестко заделанный с 3х сторон:
к2 = a2 / b2 = 0,078 / 0,22 = 0,3545;
β2 =0,02382 + 0,1*к2 + 0,0185*к22 = 0,02382 + 0,1*0,3545 + 0,0185*0,35452 = 0,0616;
Mx = β2 * gф * h2 = 0,0616 * 45,4*104 * 0,222 = 13,5*102 кг*м;
3.) Центральная часть пластины, защемленная с 4х сторон:
к3 = b3 / a3 = 0,22 / 0,215 = 1,02;
α3 = -0,0218 + 0,08155*к3 – 0,009516*к32 = -0,0218 + 0,08155*1,02 – 0,009516*1,022 = 0,0517;
Mx = α2 * gф * a32 = 0,0517 * 45,4*104 * 0,2152 = 10,9*102 кг*м.
Определение толщины плиты:
δплтр ≥ (6 * Mmax / (Ry * γc))1/2 = (6 * 1450 / (25*106 * 1))1/2 = 0,019 м.
Принимаем толщину фундаментной плиты δпл = 20 мм.
Крепление к фундаменту осуществляется анкерными болтами. В центрально-сжатой колонне, воспринимающей только продольное усилие, болты не работают, назначаются по конструктивному минимуму: ∅24 мм.
Расчет сварных швов, крепящих траверсы к колонне:
kf = 1,2 * δmin = 5,4*10-3 * 1,2 = 6,48*10-3 м.
Принимаем катет шва kf = 6 мм.
lwтр = 0,25 * N / (βf * kf * Rwf * γc) = 0,25 * 80062 / (1,1 * 6*10-3 * 18,5*106 * 1) = 0,16 м.
Принимаем длину сварного шва lw = 180 мм. Высота траверсы hтр = 200 мм.
Проверка прочности траверсы.
Траверса рассчитывается как двухконсольная балка, опертая на сварные швы, крепящие ее к колонне (см. рис.5.6).
Рис.5.6. Расчетная схема траверсы.
aтр = ВС = 0,264 м;
lтр = (Lпл - ВС) / 2 = (0,42 – 0,264) / 2 = 0,078 м;
gтр = gф * Впл / 2 = 45,4*104 * 0,42 / 2 = 9,5*104 кг/м2;
Моп = gтр * lтр2 / 2 = 9,5*104 * 0,0782 / 2 = 289,0 кг*м;
Мпр = gтр * (lтр + aтр / 2)2 /2 – 0,25 * N * aтр / 2 = 9,5*104 * (0,078 + 0,264 / 2)2 / 2 – 0,25 * 80062 * 0,264 / 2 = 547,3 кг*м;
Проверка несущей способности траверсы:
Атр = δтр * hтр = 0,02 * 0,2 = 0,004 м2;
Wтр = δтр * hтр2 / 6 = 0,02 * 0,22 / 6 = 1,3*10-4 м3;
Проверка в средней части траверсы (М = Мпр; Q = 0):
σ = Мпр / Wтр ≤ Ry * γc;
σ = 547,3 / 1,3*10-4 = 4,2*106 кг/м2 ≤ 25*106 * 1 = 25*106 кг/м2;
Условие выполняется.
Проверка в сечении на опоре (М = Моп; Q = 0,25*N):
σ = Моп / Wтр = 289,0 / 1,3*10-4 = 222,3*104 кг/м2;
τ = Q / Атр = 0,25*N / Атр = 0,25*80062 / 0,004 = 500,4*104 кг/м2;
σпр = (σ2 + 3 * τ2)½ ≤ 1,15 * Ry * γc;
σпр = ((222,3*104)2 + 3 * (500,4*104)2)½ = 8,9*106 кг/м2 ≤ 1,15 * 25*106 * 1;
Условие выполняется.
