Проектирование несущих конструкций рабочей площадки промышленного здания в г. Новосибирск (размеры здания в плане - 16,2 × 45), страница 9

В курсовой работе предполагается свободное опирание главной балки с колонной. При свободном сопряжении главные балки устанавливаются на колонну сверху, что обеспечивает простоту монтажа.

В этом случае оголовок колонны состоит из плиты и ребер, поддерживающих плиту и передающие нагрузку на стержень колонны.

Если нагрузка передается на колонну через фрезерованные торцы опорных ребер балок, расположенных близко к центру колонны, то плита оголовка поддерживается снизу ребрами, идущими под опорными ребрами балок. Чтобы придать жесткость ребрам в местах передачи больших сосредоточенных нагрузок вертикальные ребра обрамляют снизу горизонтальными ребрами.

 

          Рисунок 12 – Оголовок колонны

Толщину опорной плиты принимаем конструктивно 20мм, свесы плиты принимаем 15 мм в каждую сторону.

Для фиксации положения балок на колонне служат монтажные болты. Обычно диаметр монтажных болтов принимается 20мм, диаметр отверстия под них 23мм. Расположение отверстий под болты в оголовке должны соответствовать отверстиям на опорных частях главных балок.

Высоту ребра оголовка (h_r) определяют требуемой длиной швов, передающих нагрузку на стержень колонны (длина швов не должна быть больше ):

                                                         

                                                

Высоту ребра назначают кратно 10мм.

При проектировании сварных швов применяем ручную сварку.

β_f = 0.7 ;  β_z = 1.0; γ_f = 1.0; γ_z = 1.0

R_wf = 180 МПа; R_wz = 0,45·R_un = 0,45·370 = 166,5 МПа

k_f,min = 8мм.

Принимаем h_r = 220 мм.

Толщину ребра оголовка (t_r) определяют из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением:

                                                                                                     

где  – длина сминаемой поверхности,

R_p = 0.45·R_un = 0.45·370 = 361 мм.

При этом толщина ребра должна быть в пределах .

Принимаем толщину ребра t_r = 15 мм.

Назначив толщину ребра, проверяем его на срез по формуле:

                                                               

 

124.5 < 133

4.3 Проектирование базы колонны

База служит опорной частью колонны и служит для передачи усилий от колонны на фундамент. Конструктивное решение базы зависит от типа и высоты сечения колонны, способа сопряжения с фундаментом, принятого метода монтажа.

В курсовом проекте проектируем базу с траверсой при жестком сопряжении.

4.3.1 Расчет опорной плиты

Рисунок 13 – База колонны

В центрально-сжатых колоннах размеры плиты в плане определяется из условия прочности фундамента

,

где N – расчетное усилие в колонне; А_р – площадь опорной плиты; f – коэффициент, принимаемый при равномерном распределении напряжений под плитой равным 1; R_b,loc – расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле , ; A_f – площадь верхнего обреза фундамента.

Для определения размеров опорной плиты необходимо выполняем следующие действия:

1) Определяем требуемую площадь сечения опорной плиты из формулы:

 Бетон для фундамента принимаем В20.

2) Назначаем ширину опорного листа базы колонны по формуле:

где t_tr – толщина траверсы, назначается конструктивно в пределах 8…14мм,

с – вылет консольной части плиты первоначально принимают от 50 до 100мм.

3) Определяем длину плиты из условия

,

после чего уточняем длину плиты по конструктивным требованиям из условия размещения колонны:

Тогда площадь опорной плиты

4)  Назначаем размеры обреза фундамента и определяем площадь обреза фундамента. Размеры обреза фундамента обычно не намного отличаются от размера опорной плиты и отличаются на 150-300мм.

В_ф = 500 мм, L_ф =470 мм.

А_ф = 0.235мм².

5) Определяем значение коэффициента  и расчетное сопротивление бетона смятию

, 

6) Проверяем напряженное состояние в уровне обреза фундамента

После определения размеров плиты в плане необходимо определить толщину опорной плиты t_p.