База колонны – это ее опорная часть, т.е. узел крепления колонны к фундаменту. Конструкция базы колонны зависит от величины действующих на колонну нагрузок. При относительно небольших нагрузках – до 350т, база выполняется относительно простой. Принято принимать основные 3 конструкции таких баз:
- база из одной опорной пластиной;
- база из одной опорной пластины и ребер;
- база из опорной пластины и траверсы.
Принцип расчета базы колонны следующий:
1. Определяем требуемую площадь опорной пластины по формуле:
где N- продольная сила в колонне;
Rф – расчетное сопротивление материала фундамента сжатию.
Для бетонного фундамента Rф зависит от расчетного сопротивления бетона сжатию Rбет. И от величины уступов фундамента. Другими словами от отношения Fф/Fпл.. Где Fф – площадь верхнего уступа фундамента, а Fпл – площадь опорной плиты базы.
Расчетное сопротивление фундамента определяется по формуле:
Так как при расчете базы колонны Fф и Fпл нам еще неизвестны, то мы задаемся предварительно этим отношением и принимаем его от 1 до 2. Далее при расчете фундамента размеры верхнего уступа его должны быть приняты таким образом, чтобы фактическая величина отношения Fф/Fпл была не менее принятой предварительно. Определив требуемую площадь опорной плиты, задаемся ее размерами.
Сначала удобнее задаваться шириной плиты. Она равна:
Впл = а + 2tтр + 2с,
где а – ширина или высота сечения колонны;
tтр – толщина стенки траверсы;
с – свес консольной части опорной плиты.
Значение свеса консольной части опорной плиты назначается конструктивно, но при креплении базы к фундаменту анкерными болтами, свес рекомендуется принимать не менее 10-15см. Полученную ширину опорной плиты принимают в соответствии с номенклатурной шириной листового металла по ГОСТ.
Опорная плита базы работает на изгиб. За расчетную нагрузку на нее принимается давление, равное напряжению в фундаменте под плитой.
Конструкция колонны условно разделяет опорную плиту на участки: консоли по краям от колонны, опертую по трем сторонам пластину между ребрами траверсы и краем пластины и пластина, опертая по четырем сторонам между ребром траверсы и стержнем колонны. Для всех участков определяем изгибающий момент по соответствующим формулам:
- для первого участка – консоли: М1 = qc2/2, где q – расчетная нагрузка, принимаемая для полосы шириной 1см. Она равна фактическому напряжению в фундаменте под плитой: N/Fпл .
- для второго участка – опирание по трем сторонам: М2 = ßqa2, где ß – коэффициент на основе исследований академика Б.Г.Галеркина. Он определяется по таблицам пособий по проектированию и зависит от отношения ширины вылета консоли к ее длине. Его можно ВЗЯТЬ ТУТ.
- для третьего участка – опирание по четырем сторонам: М3 = αqa2, где α – аналогичный коэффициент по таблице Б.Г.Галеркина, но для опирания по четырем сторонам. Его БЕРЕМ ЗДЕСЬ.
Из всех полученных значений изгибающего момента берется наибольшее значение и определяется требуемая толщина опорной плиты колонны по формуле:
где R – расчетное сопротивление стали изгибу.
В любом случае толщину опорной плиты принимаем не более 40мм. Если по расчету все же толщина получается больше нормируемого значения, то пересматриваем конструкцию базы колонны.
Размеры траверс зависят от конструкции базы колонны и действующих нагрузок. Толщину принимают конструктивно в пределах 10-14мм. Длина траверсы высчитывается исходя из полученной длины опорной плиты. Высота – с учетом размещения швов, которыми траверса приваривается к ветвям колонны.
Суммарная длина швов вычисляется по формуле:
где N – продольная сила в колонне;
hш – толщина шва, равная толщине траверсы.
Гарнитура | 
