Е) Проверка соотношения жесткостей (моментов инерции сечений) нижней и верхней частей колонны

	- принято по результатам статического расчета рамы;
	- фактические, полученные при подборе сечений колонны Iх.в – из табл. 6 или 7 Приложения), Iх.н – по формуле 2.59.

Расхождение значений и составляет:

Проверка соотношений жесткостей нижней и верхней частей колонны выполнена.

При расхождении значений и более чем на 30%, статический расчет рамы следует повторить после корректировки жесткостей участков колонны.

Расчет и конструирование базы колонны

База колонны – нижняя часть колонны, передающая нагрузку от стержня колонны на фундамент, имеет в своем составе такие основные элементы: опорную плиту, траверсы, ребра жесткости и анкерные болты.

Размеры элементов базы колонны определяются расчетом по максимальным усилиям в сечении 1-1 колонны. Конструктивное решение базы зависит от типа сечения колонны и должно обеспечивать удобство выполнения сварных швов, соединяющих ее элементы.

При проектировании базы необходимо предварительно задаться способом установки колонн на фундаменты. Широко распространен монтаж колонн на заранее установленные опорные плиты базы колонны (безвыверочный метод монтажа), при котором опорные плиты с верхней фрезерованной поверхностью устанавливаются на фундамент заранее и с большой точностью. Ветви колонны имеют фрезерованные торцы, а колонну собирают в кондукторе, обеспечивающем точное совмещение опорных плоскостей обеих ветвей колонны.

На рис. 2.6 приведен пример одного из распространенных видов конструктивного решения базы колонны сквозного сечения.

Рис. 2.6. Раздельная база решетчатой колонны

а) Определение максимальных усилий в ветвях колонны в сечении 1-1

Комбинации нагрузок, которые дают наибольшие усилия в ветвях колонны в сечении 1-1 определяются из таблиц 1.9 и 1.10,1.11.

Наибольшее усилие в наружной ветви колонны возникает при совместном действии нагрузок, которые вызывает в сечении 1-1 положительный изгибающий момент (+M, догружающий наружную ветвь), а в подкрановой ветви колонны – при комбинации нагрузок, вызывающий отрицательный изгибающий момент (-M, догружающий подкрановую ветвь).

Для приведенного примера (табл. 1.9 и 1.10, 1.11) такими комбинациями усилий являются:

- для наружной ветви колонны

- для подкрановой ветви колонны

Максимальные усилия в ветвях колонны можно определить по следующим формулам:

	(2.67)
	(2.68)

Примечания:

1. Значения изгибающих моментов и продольных сил в формулы подставлять со знаком «+»;

2. Значения y₁ и y₂ (рис. 2.6), принимаются по уточненным данным.

б) Определение размеров опорных плит ветвей колонны

Требуемая площадь опирания плиты на железобетонный фундамент:

- для наружной ветви колонны

(2.69)

- для подкрановой ветви

(2.70)

Здесь – расчетное сопротивление бетона фундамента смятию, принимается в пределах (0,5...0,9) кН/см².

– усилия в ветвях колонн в кН.

Компоновка размеров длины и ширины опорных плит ветвей. Ширину опорных плит для обеих ветвей колонны принимают одинаковой и равной высоте двутавра подкрановой ветви колонны плюс два свеса «» по (50...80) мм (рис. 2.6).

Принимаем мм.

(2.71)

Длина опорных плит ветвей колонн определяется, исходя из требуемой площади:

(2.72)

- для наружной ветви

- для подкрановой ветви

(2.73)

Окончательно размеры и принимаем кратными 20 мм.

Принимаем

Определение толщины опорной плиты базы колонны производится из условия ее работы на изгиб от действия отпора (реактивного давления) фундамента. Для этого необходимо определить максимальные изгибающие моменты на каждом участке опорной плиты (номера участков на рис. 2.6 обозначены цифрами в кружках).

Реактивный отпор фундамента под опорной плитой, являющийся одновременно нагрузкой на опорную плиту, равномерно распределен по всей поверхности плиты на ее контакте с бетоном фундамента и равен:

(2.74)

Изгибающие моменты на участках опорной плиты:

Участки 1 и 2.

Опорная плита на этих участках работает как консольная балка. При ширине такой условной балки 1 см

	(2.75)
где,	-	вылет консольного участка плиты;
	(2.76)

z₂ – по формуле 2.44; t_л – по рис. 2.5; t_тр ~ 16 мм.

	(2.77)

Участок 3.

На этом участке опорная плита опирается на 4 стороны. Изгибающий момент определяется по формуле:

	(2.78)
	(2.79)
	(2.80)

Принимаем

По наибольшему из полученных изгибающих моментов определяем толщину опорной плиты по формуле:

(2.81)

Окончательно размер принимаем кратным 2 мм.

Принимаем

 

в) Расчет и конструирование траверс

Траверса работает на изгиб от реактивного отпора фундамента. При соблюдении приведенных ранее рекомендаций определения размера , напряжения в траверсе от изгиба обычно невелики, поэтому размеры траверс назначаются конструктивно.

Учитывая то, что заглубление базы сквозной колонны от уровня пола рекомендуется принимать равным 600...800 мм, высоту траверсы следует принять равной .

Принимаем .

Толщина траверсы принимается конструктивно в пределах (12...16) мм, кратно 2 мм, в зависимости от размера катета углового сварного шва приварки траверс к ветви колонны с учетом условия:

(2.82)

Принимаем k_f = 12 мм.

где,	-	коэффициент, который зависит от вида сварки, определяется по таблице 22 Приложения (т. 1.12.2 [1]);
	-	расчетное сопротивление срезу по металлу шва, определяется по таблице 24 Приложения (т. Ж.2, Приложения [1]); Принимаем толщину траверсы .

г) Расчет фундаментных болтов

Фундаментные болты воспринимают растягивающие усилия, возникающие в результате действия изгибающих моментов в опорном сечении 1-1 колонны. Устанавливаются анкерные болты по осям ветвей колонны.

Определяем усилие в фундаментных болтах для наиболее растянутой ветви колонны:

	(2.83)
где,	-	расстояние от растянутой ветви колонны до оси колонны ( или , рис. 15);
		усилия в сечении 1-1 колонны от сочетания нагрузок, которое дает максимальную величину изгибающего момента при минимальном продольном усилии.

Эту комбинацию сочетаний нагрузок следует определить, используя данные загружений колонны табл. 1.9 в сечении 1-1 колонны (или табл. 1.10 по наибольшему суммарному растягивающему усилию).

Определяем требуемую площадь сечения нетто одного фундаментного болта (по резьбе болта):

	(2.84)
где,	-	расчетное сопротивление фундаментных болтов на растяжение, определяется по табл. 25 Приложения (т. Ж.4, Приложения [1]);
	-	количество болтов в растянутой зоне базы колонны (2 или 4).

Рекомендуемые диаметры фундаментных болтов приведены в приложении в таблице 26.

Принимаем болт d = 42 мм, А_в = 10,45 см².