Расчёт колонны. Определение расчётных длин. Подбор сечения в верхней части колонны. Расчётная схема траверсы с эпюрами. Эпюра напряжений, страница 3

Rb,loc = Rbx ϕв = 0.85 х 1.3 = 1,105 кН/см² = 11050 кН/м².

Ширину плиты базы определяем как:

Впл = hдвут + 2 х tтр + 2 х с, где;

hдвут – высота двутавра в нижней части колонны, равно 500 мм;

tтр – толщина траверсы, принимаем равным 10 мм;

с – участок свеса, принимаем равным 60 мм.

Впл = 400 + 2 х 10 + 2 х 60 = 540 мм.

Длину плиты базы определяем по формуле:

Lпл = N/(2 xBпл xRb,loc) + ((N/(2 xBпл xRb,loc)) ² + 6 xM/(Bпл xRb,loc)) ^0.5

М и N  берём те же самые, которые брали при расчёте нижней части колонны:

N =-1068,26 кН, М = 539,68 кН*м, тогда:

Lпл = 1068,26/(2 x 0.54 x 11050) + ((1068,26/(2 x 0.54 x 11050)) ² + 6 x539,68/(0.54 x 11050)) ^0.5 ≈ 0,8 м.

Напряжения под подошвой плиты находится как:

σ = N/(Lпл xBпл) ± 6 xM/(Bпл xLпл²),

σмах = 1068,26/(0,8 x 0.54) + 6 x 539,68/(0.54 x 0,8²) = 5710,9 кН/м².

σmin = 1068,26/(0,8 x 0.54) - 6 x 539,68/(0.54 x 0,8²) = -765,26 кН/м².

Суммарное усилие в анкерах определяем:

Ze = (M – Nx а)/Y, где:

а – расстояние от места, где эпюра напряжений обращается в ноль, до центра тяжести в растянутой зоне эпюры напряжений.

Y – расстояние от точки, где эпюра напряжений обращается в ноль, до оси анкеров.

Рис. 3 Эпюра напряжений.

а определяя графически получаем: а = 470,3 мм.

Y определяя графически получим: Y = 705,5 + 75 = 780,5 мм.

Ze = (539,68 – 1068,26 x 0.470,3)/0,7805 = 48 кН.

Всего у нас будет 2 анкера, значит усилие в одном анкере:

Nа = 48/2 = 24 кН.

Из условия прочности на растяжение определим площадь одного болта:

Атр ≥ N/(Ryxγc),

γc принимаем равным 0.9, принимаем сталь 10Г2С1 с Ry = 1800 кг/см² для болтов диаметра 33 – 60 мм

Атр ≥ 2400/(1800 x 0.9) = 1,5 см².

Отсюда диаметр болта:

d = (4 х Атр/3.14)^0.5 = (4 х 15/3.14)^0.5 = 13,7 мм, значит принимаем конструктивно болт диаметром 36 мм.

   Болты заделываем в бетон на глубину равную 20 диаметрам болта, отверстия для анкерного болта в 1.5 раза больше самого диаметра болта.

Определим изгибающие моменты на участках плиты опёртых соответственно на I, III и IV канта.

Расчёт производим в соответствии с п 8.6.2 [1]:

I участок: b/a = 80/6 = 13,3 > 2, значит рассчитываем участок как балку:

МI = σф х с²/2, где:

σф – среднее напряжение в бетоне фундамента, определяется:

σф = N/(Bпл xLпл) = 1068,26/(0.54 х 0,8) = 2472,8 кН/м² = 0.247 кН/см².

с – свес консольной части, равен 60 мм.

МI = 0.247 х 6²/2 = 4,45 кН*см.

III участок: a1/b1 = 54/15 = 3,6 > 2, значит также рассчитываем участок как балку:

МIII = σф х с²/2 = 0.247 х 15²/2 = 27,79 кН*см.

IV участок: b/a = 45,6/19,5 = 2,34 > 2, значит:

МIV = σф х a²/8, где:

МIV = 0.247 х 19,5²/8 = 11,74 кН*см.

М = fmax (МI, МIII, МIV) = 27,79 кН*см.

Толщину плиты определим из условия:

tпл ≥ (6 xM/Ryxγc) ^0.5.

В качестве материала принимаем сталь С255, с Ry = 2450 кг/см².

γc принимаем равным 1.2.

tпл ≥ (6 x 27,79/24.5 х 1.2) ^0.5 = 2,33 мм, округляя по сортаменту,

получим: tпл = 25 мм.

Определим высоту траверсы, предполагая, что траверса работает как балка с двумя консолями, нагруженная так как указано на Рис. 16.

q = σminxBпл/2 = 765,26 x 0.54/2 = 206,6 кН/м.

Судя по эпюрам М и Q, делаем вывод, что:

Ммах = 21,54 кН*м = 215400 кг*см.

Qmax = 267,3 кН = 26730 кг.

Высоту траверсы определяем из условия прочности:

Wтр ≥ Mmax/(Ryxγc).

Сталь принимаем С255 с Ry = 2450 кг/см², γc принимаем 1.2.