Если Ok напряжение в колонне от продольной силы Л, то сокращение длины колонны на протяжении панели длиной U (рис. 8.16, а) &.1=ак1в/Е, в соответствии с этим сокращение величины раскоса длиной 1р (рис. 8.16, а)

Др = = М cos а = cos а/Е, (8.34)

где Op - напряжение в раскосе от сжатия колонны. Поскольку

/р= ijj/cosa, тоор = Oj-cos а. (8.35)

К этому напряжению должно быть прибавлено напряжение от действия поперечной силы продольного изгиба Qycn (рис. 8.17, б). Усилие в раскосе определяется по формуле

Лр = Qycn/«-sina,

где Qyca - поперечная сила, п - число раскосов в одном сечении колонны, расположенных в двух параллельных плоскостях.

Напряжение в раскосе рассчитывается по формуле

S = V4p = 3ycn/"sina.p. (8.36)

Суммарное напряжение сжатия

a = ap-f ар<фят. (8.37)

Коэффициент ф берется по гибкости раскоса, определяемой по иаименьщему радиусу инерции сечения уголка; коэффициент условий работы у, учитывающий одностороннее прикрепление раскоса из одиночного уголка, принимается по СНиП 11-23-81, табл. 6.

Усилия в раскосах решетки обычно невелики и требуют уголков небольших сечений. В сварных колоннах следует применять уголки не менее 40x5 мм. Распорки служат для уменьшения расчетной длины ветви колонны и обычно принимаются такого же сечения, как и раскосы.

Поперечная сила Qyca создает в одной из ветвей колонны дополнительное сжимающее усилие, в другой - такое же по величине растягивающее. Эти дополнительные усилия по сравнению с осевой сжимающей силой в колонне незначительны и потому в расчете не учитываются.

§ 6. БАЗЫ КОЛОНН

1. Типы и конструктивные особенности баз

Конструкция базы должна отвечать принятому в расчетной схеме колонны способу сопряжения ее с основанием. При шарнирном сопряжении база при действии случайных моментов должна иметь возможность некоторого поворота относительно фундамента, при жестком сопряжении необходимо обеспечить сопряжение базы с фундаментом, не допускающее поворота.

По конструктивному решению базы могут быть с траверсой (рис. 8.17, а), с фрезерованным торцом (рис. 8.17, б) и с шарнирным устройством в виде центрирующей плиты (рис. 8.17, е).

При сравнительно небольших расчетных усилиях в колоннах (до 4000-5000 кН) чаще применяются базы с траверсами. Траверса воспринимает нагрузку от стержня колонны и передает ее на опорную плиту. Чтобы увеличить равномерную передачу давления с плиты на фундамент, жесткость плиты увеличивают дополнительными ребрами между ветвями траверсы (рис. 8.18, а). В легких колоннах роль траверсы могут выполнять консольные ребра, приваренные к стержню колонны и опорной плите (рис. 8.18, б). В колоннах с большими расчетными усилиями (6000-10 000 кН и более) целесообразно фрезеровать торец базы. В этом случае траверса и ребра отсутствуют и плита, чтобы равномерно передать нагрузку на фундамент, должна иметь значительную толщину. Конструкция базы с фрезерованным торцом значительно проще и в этом случае позволяет вести монтаж более простым, безвыверочным способом.

Базы с шарнирным устройством (рис. 8.17,8) четко отвечают расчетной схеме, но из-за большей сложности монтажа в колоннах при-

У /У у У

Центри рующая плита

8.17 1 8 19

8.18

1 i-1 !

I I

т-п-II М II II II

II 1

УУУ уУ А

"Г

Рис. 8.17. Типы баз колонн

Рис. 8.18. Базы центрально-сжатых колонн / - плита; 2 -траверса; 3 - ребро; 4 - анкерный болт; 5 - анкерная шайба; 6 - фундамент

Рнс. 8.19. К расчету базы колонны

меняются редко. Конструкция и расчет таких баз рассмотрены в гл. 17.

При шарнирном сопрялении колонны с фундаментом анкерные болты ставятся лишь для фиксации проектного положения колонны и закрепления ее в процессе монтажа. Анкеры в этом случае прикрепляются непосредственно к onopnoil плите базы; благодаря гибкости плиты обеспечивается необходимая податливость сопряжения при действии

случайных моментов (рис. 8.18, а и б). При жестком сопряжении анкеры прикрепляются к стержню колонны через выносные консоли и затягиваются с напряжением, близким к расчетному сопротивлению, что устраняет возможность поворота колонны (рис. 8.18,8).

Диаметр анкерных болтов при шарнирном сопряжении принимают равным d==20-30 мм, а при жестком d = 24-36 мм. Для возможности некоторой передвижки колонны в процессе ее установки диаметр отверстия для анкерных болтов принимается в 1,5-2 раза больше диаметра анкеров. На анкерные болты надевают шайбы с отверстием, которое на 3 мм больше диаметра болта, и после натяжения болта гайкой шайбу приваривают к базе.

2. Расчет и конструктивное оформление баз с траверсой и консольными ребрами

После выбора типа базы расчетом устанавливают размеры опорной плиты в плане и ее толщину (рис. 8.19). Требуемая площадь плиты

пл.тр = Л/Ясм б*

(8.38)

где N - расчетная нагрузка на колонну, /?омб - расчетное сопротивление сжатию материала фундамента (бетона).

При площади опорной плиты Лпл, значительно меньшей площади ьерхнего обреза фундамента Лф, расчетное сопротивление повышается и его можно определить по формуле

ЯсМб=?прТ Лф/Лпл=ЯпрУ. (8-39)

где Rnp-расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, максимальное значение Y=l,5.

Размеры плиты В и L определяются в пределах требуемой нагрузки пи конструктивным соображениям в зависимости от размещения ветвей траверсы или укрепляющих плиту ребер.

Плита работает как пластинка на упругом основании, воспринимающая давление от ветвей траверсы и ребер. Опыты показали, что давление на фундамент распределяется неравномерно, с пиками в местах передачи нагрузки. Однако для простоты расчета давление под плитой принимается равномерно распределенным. Плиту рассчитывают как пластину, нагруженную снизу равномерно распределенным давле1тием фундамента и опертую на элементы сечения стержня и базы колонны (гчетви траверсы, диафрагмы, ребра и т. п.).

В соответствии с конструкцией базы плита может иметь участки, опертые на четыре канта - контур /, на три канта - 2, на два канта - 3 и консольные - на рис. 8.19.

Наибольшие изгибающие моменты, действующие на полосе шириной 1 см, в пластинках, опертых на 3 или 4 канта, определяют по формулам:

при опирании на три канта

M = pqali (8.39а)

при опирании на четыре канта

M = (xqa, (8.40)

где q - расчетное давление на 1 см плиты, равное напряж>знию на фундамент.

а И j3 - коэффициенты, полученные акад. Б. Г. Галерктшым, приведены в табл. 8.6 и 8.7; а - коэффициент, зависящий от отношения бо-

Таблица 8.6. Коэффициенты а для расчета на изгиб плит, опертых на четыре каната