Конструирование и расчет базы стальной внецентренно-сжатой колонны.

Ответ:

Башмак внецентренно сжатой колонны оказывает неравномерное давление на поверхность фундамента. В направлении действия момента плита башмака оказывает на фундамент сжимающее действие, а с противоположной стороны стремится оторваться от поверхности фундамента.

Схема к расчету анкерных болтов

Этому отрыву препятствуют анкерные болты, осуществляющие защемление колонны. При конструировании первоначально задаются шириной плиты базы В. Длина плиты определяется из того условия, чтобы максимальное напряжение в фундаменте у края плиты σ б макc было меньше расчетного сопротивления бетона сжатию:

При этом наибольшее растягивающее напряжение у противоположного края плиты будет равно

Комбинация нагрузок для определения N и М при этом выбирается наиневыгоднейшая.

Решая уравнение (37.VIII) относительно L, можно определить необходимую длину плиты по принятой ширине плиты В и заданному расчетному сопротивлению бетона Rб:

После определения размеров плиты L и В переходят к конструированию базы и определению толщины плиты.

При определении толщины плиты предполагают (несколько в запас прочности), что плита нагружена равномерно распределенной нагрузкой q = σ б макс (так как большей частью моменты бывают разных знаков). Исключение допускают только для средних участков плиты, которые можно рассчитывать на равномерно распределенную нагрузку, равную максимальному напряжению, соответствующему краю данного участка.
При расчете анкерных болтов исходят из предположения, что растягивающая сила Z, определяемая растянутой зоной эпюры напряжений, полностью воспринимается анкерными болтами.

Поэтому, составляя уравнение равновесия относительно центра тяжести D сжатой треугольной зоны; эпюры напряжений, т. е. точки приложения равнодействующей сил сжатия, получим

Отсюда суммарное усилие Z во всех анкерных болтах, находящихся на одной стороне башмака:

и соответственно общая площадь сечения этих анкеров (считая по нарезке)

где m — коэффициент условий работы колонны;

mс — коэффициент условий работы анкерных болтов, принимаемый равным 0, 65;

Rp — расчетное сопротивление анкерных болтов растяжению, принимаемое равным 2 100 кг/см2 для болтов из стали Ст. 3.

Величина а определяется из геометрического соотношения

При определении величины с принимаются абсолютные значения σ б (без учета их знака).

Плечо анкерных болтов, т. е. размер у, определяют следующим образом. Сначала конструируют деталь прикрепления анкера к башмаку колонны и тем самым определяют размер е. Искомый размер у получится из уравнения

При расчете анкерных болтов необходимо принимать комбинацию нагрузок, дающую при минимальном N максимальное значение М (например, при ветре, но без кранов и снега).

Площадь сечения одного анкера, очевидно, получится, если общую площадь, определенную по формуле (41.VIII), разделить на количество анкеров, расположенных на одной стороне башмака. Обычно на другой стороне башмака анкерные болты ставят симметрично.

Диаметр анкеров принимается в пределах от 20 до 76 мм, так как более толстые анкерные болты сложны в изготовлении. Закрепление анкеров в фундаменте может осуществляться путем сцепления их с бетоном, чем и определяется глубина их заделки, или при помощи опорных шайб.