Расчёт базы внецентренно сжатой колонны сплошного сечения

1. Исходные данные (из практического занятия №4А)

2. Проверка давления под опорной плитой

· Размеры опорной плиты назначаются из двух условий: условия сопротивления бетона фундамента местному сжатию и конструктивного условия удобства размещения анкерных болтов.

· Назначаем длину L и ширину В опорной плиты, так чтобы её свесы с каждой стороны составляли не менее 15 см:

L» h + 2·15 см = 22,7 + 30 = 52,7 см; принимаем L = 55 см (кратно 5 см);

B» b + 2·15 см = 24,0 + 30 = 54,0 см; принимаем B = 55 см (кратно 5 см);

При незначительном отличии длины и ширины плиты её целесообразно назначать квадратной.

· Площадь и момент сопротивления плиты:

· Проверка прочности бетона фундамента под плитой:

0,279 + 0,087 =

= 0,366 кН / см ² < R_b ·φ _b = 1,45·1,2 = 1,74 кН / см ²

где φ _b = 1,2 – коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона за счёт включения в работу ненагруженной части фундамента

· Анкерные болты во внецентренно сжатой колонне воспринимают растягивающие усилия от действия момента, опрокидывающего колонну.

· Продольная сила от постоянной нагрузки разгружает анкерные болты, поэтому её учитываем с понижающим коэффициентом 0,8. Продольную силу от временной нагрузки не учитываем.

· Напряжения под плитой:

кН / см ²

· Высота сжатой зоны (без учёта знака напряжений):

· Расстояние от оси колонны до ц.т. сжатой зоны бетона под плитой:

· Расстояние от грани плиты до оси анкерного болта назначаем 75 мм, тогда расстояние между анкерными болтами в плоскости действия момента составит l_a = L – 2·75 = 550 – 150 = 400 мм

· Расстояние от оси растянутого болта до ц.т. сжатой зоны:

· Усилие в анкерных болтах с одной стороны колонны определяется из условия суммы моментов всех сил относительно ц.т. сжатой зоны:

· Требуемая площадь сечения анкерных болтов (по резьбе):

где R_ba = 190 МПа – расчётное сопротивление анкерных болтов из стали марки Ст3пс4 (табл. Г.7 СП 16);

n = 2 – число анкерных болтов с одной стороны колонны.

· Принимаем по сортаменту (прил. 2 ПЗ №3) анкерный болт М24 из стали марки Ст3пс4

(в данном случае – конструктивно, так как растягивающие усилия незначительны).

4. Расчёт толщины опорной плиты

· Толщина опорной плитыназначается из условия её работы на изгиб под действием реактивного отпора фундамента. Изгибающие моменты определяются для отдельных участков плиты.

· Участок 1 – плита размером 240х161 мм, опёртая по трём сторонам; отношение закреплённой стороны к свободной: b / a = 161/240 = 0,67; коэффициент b = 0,088 (прил. 3, в запас для b / a = 0,7)

· Участок 2 – плита размером 227х155 мм, опёртая по трём сторонам; отношение закреплённой стороны к свободной: b / a = 155/227 = 0,68; коэффициент b = 0,088 (прил. 3, в запас для b / a = 0,7)

· Участок 3 – плита размером 227х120 мм, опёртая по четырём сторонам; отношение длинной стороны к короткой: b / a = 227/120 = 1,89; коэффициент a = 0,098 (прил. 3, в запас для b / a = 1,9)

· Окончательно для расчёта принимается наибольшее значение момента:

M _max = max { M ₁; M ₂; M ₃} = 18,55 кН · см

· Требуемая толщина плиты определяется из условия прочности на изгиб полоски шириной 1 см:

; откуда

· Окончательно принимаем толщину опорной плиты t ₀ = 2 см