Строительные конструкции

 

R_b,loc= R_b * γ= 0,612 * 1,35 ≈ 0,82кН/см².

 

Проверяем давление в бетоне фундамента:

q= N/ B*L = 1952,02/ 52 * 52= 0,72 кН/см²< R_b,loc= 0,82 кН/см².

 

Толщину опорной  плиты определяем приближённым методом по балочной схеме (рис. 7б). Находим изгибающий момент в плите по кромке колонны, рассматривая трапециевидный участок плиты как консоль:

М=А_трап * q * с= 723,6 * 0,82 * 5,9=3500,77 кН , где:

А_трап= (В +b / 2) * а= (52+ 30/2) * 10,8=723,6 см²;

с= а/3 * ((2В+ b)/(В+ b))= 10,8/3 * ((2* 52+30)/ (52+30))= 5,9см.

 

Требуемая толщина  опорной плиты:

t_пл=

6 * М / b_f * R_y= 6 * 3500,77/ 30* 32,5= 4,64см ,

где: R_y=32,5 кНсм² расчетное сопротивление стали С375 по пределу текучести, свыше t_пл= 20…40мм  /2, табл.В5/

Принимаем толщину  опорной плиты t_пл=50мм /4, прил.4/.

 

При отношении b/B=30/52= 0,57>0,5 необходимо проверить подобранные размеры плиты более точным методом, учитывающим пространственный изгиб плиты. Для этого квадратную плиту и прямоугольное сечение колонны заменяем равновеликими по площади кругами (рис. 8в)

А_пл= B*L =52*52=2704 см²;   r_пл= 

А_пл/π= 2704/3,14= 29,34см;

А_кол= B*L =30*30,4=909 см²;   r_кол=

А_кол/π= 909/3,14= 17,01см;

 

Изгибающие  моменты (кНсм), приходящиеся на единичные  полоски в радиальном и тангенциальном направлениях, определяем по формулам:

M_r= k_r * N= 0,0226*1952,02= 44,1кНсм;

M_t= k_t * N= 0,0409*1952,02= 79,99кНсм, где:

k_r , k_t- коэффициенты, зависящие от отношения радиусов контура колонны и плиты r_кол/  r_пл=17,01/29,34=0,58, определяемые по [1, табл. 8.8]

Нормальные напряжения в опорной плите:

σ_r= 6 * М_r/ t_пл²= 6*44,1/5² =10,6кНсм² < R_y=32,5 кНсм²;

σ_t= 6 * М_t/ t_пл²= 6*79,99/5² =19,2кНсм² < R_y=32,5 кНсм².

Касательное напряжение определяем из условия продавливания: 

 

τ= N / 2* π * r_кол * t_пл = 1952,02/ (2*3,14*17,01* 5)= 3,65 кНсм².

Прочность плиты  проверяем по приведенным напряжениям:

σ_пр=

σ_r²+ σ_t ²- σ_t * σ_r+3*τ²= 10,6² + 19,2² – 19,2*10,6 +3*3,65²=

= 17,8 кНсм² < R_y=32,5 кНсм².

Так как прочность  плиты обеспечена, то окончательно принимаем t_пл=50мм.

Сварные швы, прикрепляющие  колонну с фрезерованным торцом к опорной плите, рассчитываем на усилие, составляющие 15% от общего давления. Сварка ручная электродами Э50.

Проверяем прочность  сварного шва:

• по металлу шва:

 

τ_wf= 0,15* N/ β_f*k_f*Σl_w=0,15*1952,02/0,7*0,9*157,8=2,94 кН/ см^2< R_wzγ_wzγ_с= 22 кНсм²

• по металлу границы сплавления:

 

τ_wz= 0,15· N/ β_z·k_f·Σl_w=0,15*1952,02/1*0,9*157,8=2,06 кНсм²<R_wzγ_wzγ_с= 22,05кНсм², где:

β_f=0,7, β_z=1- коэффициенты глубины проплавления /1, табл. 34/;

k_f= 0,9см- катет шва /2, табл. 38/;

R_wf=22кНсм²- расчетное сопротивление углового шва по металлу шва, для электродов Э50 ;

R_wz= 0,45· R_un=0,45· 48= 21,6кНсм²- расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления;

R_un=48кНсм²- нормативное временное сопротивление, для стали С375 при t_пл=50мм, /2, табл. В5/;

Σl_w- длина сварного шва, определяемая по формуле:

Σl_w= 2*h+ 4*b_f- 2 *t_w= 2*30,4+4*30-2*11,5= 157,8см.

 

Фундаментные  болты принимаем конструктивно d= 30мм.   из стали 09Г2С по ГОСТ 19281*, диаметр отверстий для болтов d_отв= 45мм. 

 

8. Список используемой литературы:

 

1. Свод правил СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия актуализированная редакция  СНиП 2.01.07-85* / Минрегион России. -М.: ГУП ЦПП, 2011-79с.
2. Свод правил СП 16.13330.2011 Стальные конструкции актуализированная редакция  СНиП II-23-81 Минрегион России. -М.: ГУП ЦПП, 2011-171с.
3. Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций. – М.: Стройиздат, 1991.-431 с.
4. Примеры расчета элементов металлических балочных клеток/ ПГТУ –П.: ГОУ ВПО ПГТУ, 2007. -69с.
5. Металлические конструкции. Общий курс; Учебник для вузов/ под общ. редакцией Е.И.Беленя. 6-е изд., М.: Строииздат, 1986. – 560 с.