Файл: Федеральное агентство по образованию иркутский государственный технический университет.doc

– в пролете по нормальным напряжениям



– по касательным напряжениям



– по приведенным напряжениям



где σ= М_оп/W_тр = 1001,5 / 352,8 = 2,84 кН/см²;

τ = Q_пр/(t_трh_тр) = 500,75 / (1,2 · 42) = 9,94 кН/см².

– в консольной части от усилия в анкерных болтах по нормальным напряжениям



– по касательным напряжениям



– по приведенным напряжениям



где

τ= Q_k1/(t_трh_тр) = 409,8 /(1,2 · 42) = 8,13 кН/см².

Все условия выполняются.

Требуемый катет горизонтальных швов для передачи усилия (N_тр = q_трL) от одной траверсы на плиту



где l_w = (L– 1) + 2(b₁ – 1) = (70 – 1) + 2 · (10 – 1) = 87 см – суммарная расчетная длина горизонтальных швов.

Принимаем k_f = 10 мм < 1,2 t_тр = 12 мм.

8.5.5. Расчет анкерных болтов и пластин

Пример 8.4. Рассчитать анкерные болты для закрепления базы сквозной внецентренно-сжатой колонны по данным примера 8.3. Болты выполняются из стали марки ВСт3кп2 по ГОСТ 535-88 с расчетным сопротивлением R_ba = 185 МПа = 18,5 кН/см² (см. табл. 8.5).

Максимальное растягивающее усилие в анкерных болтах в базе подкрановой ветви колонныF_a1 = 1639,2 кН.

Требуемая площадь нетто анкерных болтов

∑A_a1 = F_a1/(R_baγ_c) = 1639,2 / (18,5 · 1) = 88,6 см².

По табл. 8.6 принимаем 4 болта диаметром d_б = 64 мм с площадью сечения нетто одного болта A_bn= 26,4 см².

Общая несущая способность четырех болтов

[N] = 4 · 488,4 = 1953,6 кН > F_a1 = 1639,2 кН.

---

Максимальное растягивающее усилие в анкерных болтах в базе наружной ветви колонныF_a2 = 468 кН.

Требуемая площадь нетто анкерных болтов

∑A_a2 = F_a2/(R_baγ_c) = 468 / (18,5 · 1) = 25,3 см².

Принимаем 2 болта диаметром d_б = 48 мм с площадью сечения нетто одного болта A_bn= 14,72 см².

---

Таблица 8.5

Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтовR_ba

Диаметр болтов, мм	Расчетные сопротивления, МПа, болтов из стали марок
	ВСт3кп2 по ГОСТ 380–71** (с 1990г. ГОСТ 535-88)	09Г2С по ГОСТ 19281–73*	10Г2С1 по ГОСТ 19281–73*
12, 16, 20	185	235	240
24, 30	185	230	235
36, 42, 48, 56	185	225	225
64, 72, 80	185	220	215
90,100	185	215	215
110, 125, 140	185	215	–

Таблица 8.6

Предельные усилия на растяжение одного фундаментного болта F_nр

Сталь и Fnр		dб, мм
		16	20	24	30	36	42	48	56	64	72
		Abn, см2
		1,57	2,45	3,52	5,60	8,16	11,20	14,72	20,2	26,4	33,70
ВСт3кп2	Fnр, кН	29,0	45,3	65,1	103,6	160,0	207,2	272,3	373,7	488,4	623,5
09Г2C	Fпр, кН	36,9	57,6	81,0	128,8	183,6	252,0	331,2	454,5	580,8	741,4

---

Общая несущая способность двух болтов

[N] = 2 · 272,3 = 544,6 кН >F_a2 = 468 кН.

Анкерные пластины опираются на траверсы и работают как балки на двух опорах, нагруженные усилием в анкерных болтов (рис. 8.10).

Рассчитываем анкерную пластину в базе подкрановой ветви.

Усилие, приходящееся на один болт:

F′_a1 = F_a1/n = 1639,2 / 4 = 409,8 кН.

Изгибающий момент

M_a1 = F′_a1(a₁/2 – f) = 409,8 · (20 / 2 – 5) = 2049 кН·см,

где f = 35 – 80 мм – привязка анкерных болтов.

а) б)


Рис. 8.10. К расчету анкерных пластин:

а – для базы подкрановой ветви; б – для базы наружной ветви

Диаметр отверстия под анкерный болт d_о = d_б + 8 = 64 + 8 = 72 мм.

Анкерная пластина изготавливается из листовой стали.

Ширина пластины составляет:

b_а1 = 4 · 72 = 288 мм.

Принимаем b_а1 = 300 мм.

Расчетная ширина анкерной пластины с учетом ослабления отверстием под болт

b_nа1 = b_а1 – d_о = 300 – 72 = 228 мм.

Определяем требуемый момент сопротивления нетто анкерной пластины:

W_na1 = M_a1/(R_yγ_с) = 2049 / (23 · 1) = 89,1 см³.

Толщина пластины



Толщина листов более 40 мм не рекомендуется.

Принимаем t_a1 = 40 мм и определяем ширину анкерной пластины:

b_nа1 = 6W_na1/t_a1² = 6 · 89,1 / 4² = 33,4 см.

Выполняем анкерную пластину из листа сечением 340×40 мм.

Рассчитываем анкерную пластину в базе наружной ветви.

Усилие, приходящееся на один болт:

F′_a2= F_a2/n= 488,4 / 2 = 244,2 кН.

Изгибающий момент

M_a2 = F′_a2a₂/4 = 244,2 · 30 / 4 = 1831,5 кН·см.

Диаметр отверстия под анкерный болт d_о = d_б + 8 = 48 + 8 = 56 мм.

Ширина пластины

b_а2 = 4 · 56 = 224 мм.

Принимаем b_а2 = 240 мм. Расчетная ширина анкерной пластины

b_nа2 = b_а2 – d_о = 240 – 56 = 184 мм.

Определяем требуемый момент сопротивления нетто анкерной пластины:

---

W_na2 = M_a2/(R_yγ_с) = 1831,5 / (23 · 1) = 79,63 см³.

Толщина пластины



Принимаем t_a2 = 40 мм и определяем ширину анкерной пластины:

b_nа2 = 6W_na2/t_a2² = 6 · 79,63 / 4² = 29,86 см.

Выполняем анкерную пластину из листа сечением 300×40 мм.



Рис. 8.11. Крепление связевых колон на фундаменте

В том случае, когда отрыв базы колонны от фундамента невозможен или отрывающее усилие невелико, анкерные болты ставятся в зависимости от мощности колонны конструктивно (2 болта d_б = 20 – 30 мм), толщина анкерной пластины принимается минимальной t_а= 20 мм.

Подкрановые связи между колоннами передают на фундамент горизонтальные силы от продольного торможения мостовых кранов и ветровой нагрузки на торец здания. Опорные плиты баз, к которым крепятся эти свя-зи, привариваются к специальным швеллерам, заделанным в фундамент (рис. 8.11).

При проектировании базы для безвыверочного монтажа толщина опорной плиты должна быть на 2 – 3 мм больше полученной по расчету (для выполнения фрезеровки).

Базы колонн после установки в проектное положение обетонируются.
8.5.6. Особенности расчета общей базы внецентренно-сжатой колонны

База внецентренно-сжатой колонны развивается в плоскости действия изгибающего момента (рис.8.12, а).

Под плитой в бетоне фундамента возникают нормальные напряжения σ_б (рис. 8.12, б), определяемые по формуле внецентренного сжатия:

σ_б = N/A_пл ± M/W_пл= N/(BL) ± 6M/(BL²),

где A_пл и W_пл – площадь и момент сопротивления плиты;

Bи L – ширина и длина плиты.

При определенном сочетании усилий N′и M′ (при большом значении изгибающего момента M′) второй член формулы может оказаться больше первого и под плитой возникают растягивающие напряжения, в этом случае отрыву плиты будут препятствовать анкерные болты.



Рис. 8.12. К расчету базы колонны:

---