Расчет траверс, диафрагм и ребер

 

Высота раздельных траверс определяется длиной сварных швов, прикрепляющих их к ветвям колонны. В результате действия нормальных и касательных напряжений в швах возникает сложное напряженное состояние. Ввиду этого не представляется возможным дать формулу для определения высоты раздельных траверс и приходится предварительно назначать ее, а затем выполнять проверочный расчет.

Высоту траверсы следует назначать в пределах 300 – 600мм в зависимости от мощности колонны, толщина принимается равной 10 – 12мм. Толщина швов назначается обычно равной толщине листа траверсы.

Максимальное напряжение в швах, прикрепляющих траверсу к ветви, получим по формуле:

. (3.17)

Нормальное и касательное напряжения определяется по формулам:

,

,

где , здесь - ширина грузовой площади и - вылет траверсы (рис. 3.8);

;

;

;

- максимальное напряжение в бетоне фундамента.

 

Проверка прочности траверсы, работающей на изгиб, выполняется по формуле

,

где - полученный выше изгибающий момент для расчета швов;

.

Толщина диафрагм, поставленных по оси анкерных болтов, принимается обычно одинаковой с толщиной траверс. Они привариваются вертикальными швами к траверсам и горизонтальным швом к опорной плите базы колонны. Толщина шва принимается , ставится он только с одной (наружной) стороны. В расчете его нет необходимости.

Толщину ребер, поставленных в средней части базы, можно назначать также одинаковой с толщиной траверс. Обычно бывает достаточным поставить два – три ребра. Расстояния между ребрами могут быть одинаковыми или разными. Расстояние между средними ребрами, например (рис. 3.8), можно делать больше соседних, поскольку на этом участке напряжения под плитой будут меньше, чем на участках 2 или 3.

В швах, прикрепляющих ребра к стенке, возникает сложное напряженное состояние. Рассчитываются они по формуле (3.17)

Швы ребер столика анкерного болта работают также на изгиб и срез от усилия в анкерном болте и тоже рассчитываются по формуле (3.17).

 

Расчет анкерных болтов

 

Анкерные болты воспринимают растягивающие усилия, возникающие между плитой базы и фундаментом. Усилие в анкерных болтах, расположенных в растянутой зоне:

, (3.18)

где и - усилие основного сочетания (табл. 2.11, последняя строка);

- расстояние от центра тяжести эпюры сжатой зоны до оси колонны;

- расстояние от оси анкерного болта до центра тяжести эпюры сжатой зоны (см. рис. 6.8).

 

Площадь сечения одного анкерного болта нетто (по нарезке)

, (3.19)

где - расчетное сопротивление анкерных болтов растяжению (табл. 4 приложения);

- число анкерных болтов в растянутой зоне базы колонны.

 

Рекомендуется применять болты диаметром не более 80мм. Если двух болтов диаметром 80мм будет не достаточно, то следует вместо двух болтов применять четыре меньшего диаметра (по два болта на столик).

Диаметр анкерного болта и глубину заделки его в фундаменте можно определить по табл. 20 приложения.

В сжатой зоне базы колонны ставят анкерные болты такого же диаметра.

 

База сквозной колонны

 

В сквозных колоннах применяются в основном раздельные базы для каждой ветви, симметрично расположенные относительно оси ветви и работающие как база центрально нагруженной колонны.

Раздельные базы экономичны и просты в изготовлении. Простейшей для изготовления является база, состоящая из одной опорной плиты. Но при больших усилиях в ветвях колонны плита получается толстой, и база по сравнению с другими конструктивными решениями – неэкономичной.

Конструкция базы представленная на рис. 3.10, достаточна, проста и экономична. Она состоит из опорной плиты, траверс, ребра и столиков анкерных болтов. Анкерные болты размещают по оси ветви или же симметрично относительно нее (например, при четырех болтах).

Расчет раздельных баз весьма прост и ведется по наибольшим сжимающим усилиям в ветвях колонны.

Для наружной ветви наибольшее сжимающее усилие было получено ранее, при подборе сечения этой ветви; для подкрановой ветви это усилие следует определить. Необходимо воспользовавшись табл. 2.11, составить новую комбинацию усилий. При этом следует руководствоваться следующими указаниями: постоянная нагрузка 1 учитывается во всех случаях; необходимо вводить все (возможные) нагрузки, вызывающие в сечении отрицательный изгибающий момент; в сочетания нужно вводить также и нагрузки с положительным изгибающим моментом и соответствующей ему продольной силой, если отношение будет меньше величин , приведенных в табл. 3.3.

 

Таблица 3.3

Значения эксцентрицитета в зависимости от

, м	1,25	1,5	1,75
, м	0,625	0,75	0,875
Примечание: Величины эксцентриситета получены в предположении, что .

 

Пример 7. Требуется определить наибольшее сжимающее усилие в сечении подкрановой ветви по данным табл. 2.11 при . В соответствии с приведенными выше указаниями для нашего примера в сочетание следует ввести загружения 1, 3, 5 и 7; в результате получим:

Площадь опорной плиты определяется по формуле:

,

где — расчетное сопротивление бетона при местном сжатии (смятии); определяемое по формуле

,

здесь

 

Задавшись шириной плиты , где — высота сечения ветви и — свес плиты, принимаемый равным , получим второй размер .

Толщину плиты получим по формуле .

Изгибающий момент в плите определяется аналогично изложенному выше.

Для базы, изображенной на рис. 3.10, при усилии в ветви примерно до между траверсами достаточно поставить по одному ребру (тип 1). При больших усилиях возможны решения по типу 2 или 3.

Указания по расчету траверс, ребер и сварных швов изложены выше, а также в [1].

Анкерные болты рассчитываются на наибольшее растягивающее усилие в ветви, определяемое по формуле (3.18). В этой формуле вместо а при определении усилий в анкерных болтах подкрановой ветви следует подставить , а для наружной ветви . Вместо подставляется расстояние между осями ветвей .

По указанию руководителя проекта можно ограничиться расчетом базы только для наружной ветви колонны.