БАЗЫ КОЛОНН
Общие соображения Назначение базы: передавать нагрузку на фундамент и обеспечивать закрепление колонны в соответствии с принятой расчётной схемой. Опорная плита распределяет вертикальную нагрузку по площади фундамента Площадь опорной плиты назначается так, чтобы напряжения в бетоне не превышали его прочность на сжатие. реактивный отпор фундамента Толщина опорной плиты назначается из условия её работы на изгиб под действием реактивного отпора (давления) фундамента. Тонкие опорные плиты могут отгибаться, и тогда напряжения в бетоне фундамента будут сосредоточены у кромок колонны. Поэтому приходится либо увеличивать толщину опорной плиты, либо усиливать её консольными рёбрами или траверсами (т. е. сплошностенчатыми рёбрами). Консольные рёбра и траверсы способствуют более равномерной передаче давления на фундамент, снижая толщину опорной плиты. 7 – консольные рёбра 9 – траверсы
Жёсткие и шарнирные базы Базы с шарнирным устройством, не создающие никакого момента, применяются крайне редко из-за сложности монтажа: Базы колонн Шарнирные Жёсткие не предназначены для передачи изгибающего момента передают расчётный изгибающий момент допускают некоторый поворот за счёт гибкости опорной плиты или близкого размещения анкерных болтов поворот не допускается за счёт увеличения расстояния между анкерными болтами и повышения жёсткости плиты Шарнирное опирание колонны «Трансвааль-парка» Обычные базы создают некоторый момент, в зависимости от которого они могут считаться шарнирными или жёсткими: Одна и та же база может быть жёсткой в одной плоскости и шарнирной в другой
Шарнирные базы с траверсами Анкерные болты фиксируют проектное положение колонны, закрепляют её в процессе монтажа, воспринимают случайные усилия 1 – колонна, 2 – траверса, 3 – опорная плита, 4 – анкерные болты, 5 – железобетонный фундамент В шарнирной базе анкерные болты расчётных усилий не воспринимают, поэтому диаметр их назначается конструктивно (20… 30 мм).
Жёсткие базы с выносными консолями траверс 1 – колонна, 2 – траверса, 3 – опорная плита, 4 – анкерные болты, 5 – железобетонный фундамент В жёсткой базе диаметр анкерных болтов назначается из расчёта на действие момента.
Заделка анкерных болтов в фундамент Виды анкерных болтов Обычно анкерные болты устанавливают до бетонирования фундамента, но возможна их установка в колодцах или скважинах готовых фундаментов с последующей заделкой ц/п смесями, эпоксидным или силиконовым клеем или с помощью разжимных штанг.
Шарнирные и жёсткие узлы сопряжения ригеля с колонной
Опирание колонны из гнутых профилей
База с консольными рёбрами При небольших моментах анкерные болты могут крепиться и непосредственно к опорной плите, если жёсткость её достаточна (плита укреплена от изгиба консольными рёбрами или траверсами). Передача усилия от колонны на опорную плиту через сварные швы через фрезерованный торец колонны катет сварных швов назначается из расчёта на действие усилий сварные швы выполняются минимальной толщины Консольные рёбра и траверсы позволяют уменьшить катет швов 100… 150 Консольные рёбра и траверсы не нужны, если толщина плиты достаточна Большие вертикальные нагрузки целесообразно передавать через фрезерованный торец колонны. База с консольными рёбрами
Монтаж колонн Конструкция базы должна учитывать технологию монтажа колонны. Методы монтажа колонн Выверочный Безвыверочный Опорную плиту привают на заводе Опорную плиту привозят отдельно Монтаж с выверкой. Колонна устанавливается на выверочные гайки, находящиеся под опорной плитой. В проектном положении колонну закрепляют гайками и контргайками, расположенными над опорной плитой. Для удобства выполнения работ требуется устройство подливки под плитой ц/п р-ра слоем 100 -150 мм.
Отверстия под анкерные болты. Анкерные шайбы Для возможности перемещения колонны в процессе установки диаметр отверстий под анкерные болты принимают в 1, 5. . . 2 раза (или на 20… 30 мм) больше диаметра анкеров. На анкерные болты надевают шайбы, которые после натяжения болта привают к опорной плите. Размеры шайбы 120… 160 мм, толщина – 20… 25 мм, диаметр отверстия на 3 мм больше диаметра болта. Расстояние от оси болта до края плиты 75… 100 мм, до колонны – не менее 1, 5 диаметра болта.
Распространённый дефект – несовпадение отверстий в плите с анкерными болтами
Частая замена рабочих и прораба не пошла на пользу стройке
Распространённый дефект – несвоевременная подливка под плиту Замёрзший слой ц-п раствора под опорной плитой удалён
Искривления анкерных болтов (вышка мобильной связи) Шайбы под гайками анкерных болтов имеют недостаточную толщину и не приварены к опорной плите. Отклонения размеров расположения анкерных болтов в плане. Отсутствует крепления опорных плит к упорам антисдвига. Отсутствует бетонная подливка под опорной плитой.
Восприятие горизонтальных сил. Упоры антисдвига Для передачи горизонтальных сил на фундамент обычно достаточно сил трения под опорной плитой от действия сжимающей нагрузки и усилий затяжки болтов. При больших горизонтальных силах (в связевых колоннах или в сейсмических районах) предусматривают упоры антисдвига, заделанные в фундамент. При монтаже их соединяют с плитой с помощью стальных пластин.
Безвыверочный метод монтажа колонн Сначала на фундамент устанавливают опорную плиту, которую приводят в проектное положение с помощью установочных болтов. Между плитой и фундаментом оставляют зазор 50… 70 мм, который затем заполняют цементнопесчаным раствором. Окончательно плиту закрепляют анкерными болтами. На плиту по рискам устанавливают колонну с фрезерованным торцом. Благодаря высокой точности фрезеровки колонна сразу, без выверки занимает своё проектное положение, в котором её закрепляют монтажными швами минимальной толщины. Торец колонны и плиту фрезеровать монтажные швы слой ц/п р-ра 50 -70 мм анкерные болты опорная плита установочные болты
Расчёт базы центрально сжатой колонны
Определение размеров опорной плиты в плане Площадь опорной плиты назначается из условия сопротивления бетона фундамента местному сжатию: Rb – расчётное сопротивление бетона фундамента осевому сжатию; b – коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона за счёт включения в работу ненагруженной части фундамента ( b > 1): где Af – площадь верхнего обреза фундамента. Размеры опорной плиты в плане назначаются исходя из её требуемой площади, а также обеспечения необходимой величины её свесов, которые должны составлять не менее 50 мм (не менее 150 мм при креплении к ним анкерных болтов). Окончательно размеры опорной плиты принимаются кратными 50 мм. 50… 200 мм кратно 50 мм
Определение толщины опорной плиты Толщина опорной плиты назначается из условия её работы на изгиб под действием реактивного отпора фундамента. Изгибающие моменты определяются для отдельных участков плиты, окончательно для расчёта принимается наибольшее значение: Mmax = max {M 1; M 2; M 3}. Требуемая толщина плиты определяется для полоски шириной 1 см: W 0 – момент сопротивления плиты толщиной t 0 и шириной 1 см; c = 1, 2 при толщине плиты до 40 мм. Окончательно толщина плиты принимается на 2… 3 мм больше требуемой по расчёту (для последующей фрезеровки); обычно толщина плиты составляет 20… 40 мм. расчётная полоса шириной 1 см (1) – консольный свес (2) – опирание по трём сторонам (3) – опирание по контуру
Определение изгибающих моментов в плите с помощью коэффициентов академика Б. Г. Галеркина Участок 1 – консольный свес: где pf – давление под плитой Участок 4 – плита, опёртая по четырём сторонам; изгибающий момент в центре пластинки в направлении короткой стороны а: b/a 1, 0 1, 1 1, 2 1, 3 1, 4 1, 5 1, 6 1, 7 1, 8 1, 9 2, 0 0, 048 0, 055 0, 063 0, 069 0, 075 0, 081 0, 086 0, 091 0, 094 0, 098 0, 125 где b/a – отношение длинной стороны к короткой Участок 3 – плита, опёртая по трём сторонам; изгибающий момент в середине свободного края а: b/a 0, 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 9 1, 0 1, 2 1, 4 2, 0 0, 060 0, 074 0, 088 0, 097 0, 107 0, 112 0, 120 0, 126 0, 132 0, 133 где b/a – отношение закреплённой стороны к свободной Участок 2 – плита, опёртая по двум сторонам, сходящихся под углом; при расчёте используется коэффициент и размеры а и b, показанные на рис.
Расчёт траверсы Высота траверсы определяется длиной сварных швов (4 шва), передающих вертикальное усилие N с колонны: где kf – катет шва, принимается не более 1, 2 толщины траверсы, которая составляет обычно 10… 16 мм; (Rw )min = min {Rwf f ; Rwz z}. На траверсу передаётся реактивный отпор фундамента с соответствующей грузовой площади; траверса работает на изгиб как двухконсольная балка. Окончательно сечение траверсы проверяется по прочности при изгибе.
Расчёт анкерных болтов внецентренно сжатой колонны сплошного сечения
Применение метода предельного равновесия (теория железобетона) e 0 N Высота сжатой зоны х определяется из условия равновесия моментов относительно точки Р: откуда где h 0 – рабочая высота сечения: M – момент внешней нагрузки относительно точки Р: Усилие в анкерных болтах с одной стороны колонны определяется из условия суммы проекций всех сил на вертикальную ось:
Применение упругого метода Напряжения под плитой: Геометрические характеристики плиты: Р Растягивающее усилие в анкерных болтах равно площади эпюры в растянутой зоне Высота сжатой зоны (без учёта знака напряжений): Усилие в анкерных болтах с одной стороны колонны определяется из условия суммы моментов всех сил относительно ц. т. сжатой зоны: Расстояния:
Определение диаметра анкерных болтов Требуемая площадь сечения анкерных болтов (по резьбе): Rba – расчётное сопротивление анкерных болтов; n – число анкерных болтов с одной стороны колонны (1 или 2). Усилие затяжки болта
Скачать презентацию БАЗЫ КОЛОНН Общие соображения Назначение базы передавать
Базы колонн.ppt