2. Компоновка каркаса производственного здания

5.9 Расчет и конструирование базы колонны

Ширина нижней части колонны равна1м, поэтому проектируем базу раздельного типа.

Базу каждой ветви колонны конструируем и рассчитываем как базу центрально сжатой колонны. Для исключения дополнительных моментов центр тяжести плиты совмещаем с центром тяжести ветвей. Базу под наружную ветвь рассчитываем на отдельную комбинацию усилий M и N, которая даёт наибольшее сжимающее усилие в ветви в нижнем сечении колонны. Бетон фундамента класса С12/15.
Расчетные комбинации усилий в нижней части колонны (сечение 4 - 4):
а) для расчета базы подкрановой ветви (1,2,3,4) - кНм, кН;
б) для расчета базы наружной ветви (1,3*,4,5) кНм, кН;
Определяем усилия в ветвях колонны по формулам
(5.65)



База наружной ветви.
Определяем требуемую площадь плиты:
, (5.66)
где = МПа - расчетное сопротивление фундамента,
см².
По конструктивным соображениям свес плиты с₂ должен быть не менее 4см.
Тогда см;
где b - ширина сечения ветви колонны; принимаем см, тогда
(5.67)
см.
Принимаем см; см².



Рисунок 5.2 – К расчету базы под наружную ветвь колонны

Среднее напряжение в бетоне под плитой

МПа МПа.
Принимаем толщину траверсы см.
Из условия симметричного расположения траверс относительно центра тяжести ветви расстояние между траверсами в свету равно:
, (5.68)
где см –ширина полки уголка,
см– расстояние до центра тяжести сечения уголка.
см.
Тогда свес плиты
см.
Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты.
Участок 1 (консольный свес см):
, (5.69)
кНсм.
Участок 2: опертый на 3 канта,b/a=4,5/19,94=0,23, тогда


Участок 3 (плита, опертая на четыре канта: :
, (5.70)
кНсм.
Участок 4, плита, опертая на четыре стороны, имеет меньшие размеры сторон, и ее пролетный момент не является расчетным.
В расчет принимаем кНсм.
Определяем требуемую толщину плиты , мм, по формуле:
, (5.71)
см.
где R_у=230МПа, для стали С235 толщиной 2-20 мм,
_с=1,2 – для опорных плит толщиной до 40 мм из стали с R_un<285МПа,
Принимаем мм. Высоту траверсы , см, определяем из условия размещения шва крепления траверсы к ветви колонны.
Ширина грузовой площади, с которой собирается реактивное давление фундамента на одну траверсу:
см.
Нагрузка на более нагруженную внутреннюю траверсу:
кН.
Сварка полуавтоматическая проволокой марки СВ – 08Г2С. Расчёт швов проводим по металлу границы сплавления. Катет швов принимаем мм.
Требуемую длину шва l_w, см, определяем по формуле
, (5.72)
см см.
Принимаем высоту траверс h_тр=28см.
Интенсивность погонной нагрузки на траверсу:
, (5.73)
кН/см.
Определяем на траверсу усилия Q и М:
, (5.74)
, (5.75)
, (5.76)
где см – расчетный пролет траверсы,
см – консольный свес.
Момент сопротивления траверсы:
, (5.77)
кН;
кН;
кНсм;
см³.
Проверка траверсы на срез:
, (5.78)
МПа МПа.
Проверка траверсы на прочность по нормальным напряжениям:
, (5.79)
МПа МПа.
Проверка траверсы на прочность по приведенным напряжениям в опорном сечении при МПа.
, (5.80)
МПа МПа.
Расчетная комбинация усилий в нижнем сечении колонны для расчета анкерных болтов кНм, кН;
Усилие в болтах:
, (5.81)
кН.
Так как в болтах не возникает усилий растяжения, то конструктивно принимаем 2 болта d=20 мм.