Материалы для строительных металлических конструкций. Нормативные и расчетные сопротивления сталей, страница 17

Расчетная сила давления на фундамент N = 2270 кН. Материал фундамента – бетон класса В 7,5 с расчетным сопротивлением  (см. табл.) R_b= 0,45 кН/см².  Материал стальных конструкций – сталь С 235 с R_у = 23 кН/см² при толщине листов t до 20 мм и R_у = 22 кН/см² при 20 мм < 40 мм.

Сварка ручная электродами Э42.

Где: γ_с = 1; γ_ωf = γ_ωz = 1; R_ωf = 18 кН/см²; R_ωz = 16,6 кН/см²; β_f =0,7; β_z=1.

Колонна (см. рис. 20) сварная двутаврового сечения, стенка выполнена из листа 8×360 мм, полки – из листов 14×360 мм.

Расчетные сопротивления бетона сжатию

Таблица 11

Класс прочности	В 7,5	В 10	В 12	В 15	В 20
Расчетное сопротивление, кН/см2	0,45	0,60	0,75	0,85	1,15

Рис. 20. Колонна сварная двутаврового сечения.

Определяем размеры опорной плиты в плане

Задавшись φ_b = 1,2, устанавливаем расчетное сопротивление бетона смятию по формуле:

Определяем требуемую площадь опорной плиты согласно условию:

Назначаем толщину траверсы 10 мм, вылет консольной части плиты с = 60 мм.

Определим ширину плиты по формуле:

Требуемая длина плиты равна:

Принимаем плиту с размерами в плане 500×900 мм.

Размеры верхнего обреза фундамента устанавливаем на 20 см больше размеров опорной плиты.

Проверим справедливость назначенного значения φ_b = 12 при определении расчетного сопротивления бетона фундамента.

Значение  φ_b определим по формуле:

Перерасчет плиты не требуется.

Определим толщину плиты

Среднее напряжение в бетоне фундаментов определяем по формуле:

На участках, опертых по четырем сторонам, определяем по формуле:

Здесь: b = 36 см; тогда b/a = 36/17,6 = 2,04 > 2, следовательно  по таблице 12 определяем а₁ = 0,125.

Коэффициенты для расчета на изгиб прямоугольных пластинок,

опертых на четыре канта

Таблица 12

b/a	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	≥ 2,0
а1	0,048	0,055	0,063	0,069	0,075	0,081	0,086	0,091	0,094	0,098	0,125

Изгибающий момент на этих участках по формуле:

Требуемая толщина плиты по формуле равна:

На участках, опертых по трем сторонам, имеем

Поэтому  (см. таблицу 12) при β = 0,089, будем иметь:

Изгибающий момент на этих участках определим по формуле:

Требуемая толщина плиты будет равна:

На консольных участках момент определяем по формуле:

Разбивка плиты на участки оказалась не удачной, так как нужно принимать плиты 40 мм по данным расчета пластинки, опертой на три канта, в то время как на остальных участках такая толщина не требуется. Возможны различные варианты уменьшения толщины плиты.

Наиболее простым является увеличение размера консольного участка при сохранении общей площади плиты. Это позволит уменьшить размеры участка, опертого на три канта. Ориентироваться будем  на момент М₁, соответствующей толщине плиты 24 мм.

Вылет консольной  части «с» определим из условия:

откуда:

Приняв с = 85 мм, получим ширину плиты 550 мм, тогда длина плиты будет равна:

Для участка, опертого на три канта, по формуле: будем иметь

При β = 0,074

 

тогда

Рассмотренный прием позволит уменьшить толщину плиты, но незначительно, поэтому проанализируем другие варианты:

- можем перекрыть участок, опертый на три канта, диафрагмой между траверсами;

- укрепить его ребром, приваренным к стенке;

- ограничиться последними вариантами (см. рис. 20).

Назначаем толщину ребра t_s = 10 мм, тогда по формуле:

При отношении

при β = 0,127 момент будет равен:

Толщина ребра из формулы:

Принимаем толщину плиты 25 мм.

Значения расчетных данных опорной плиты

Таблица 13