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 Rba = 185 МПа = 18,5 кН/см2 (см. табл. 8.5).
Максимальное растягивающее усилие в анкерных болтах в базе подкрановой ветви колонны Fa 1 = 1639,2 кН.
Требуемая площадь нетто анкерных болтов
∑Aa 1 = Fa 1/(Rbaγc) = 1639,2 / (18,5 · 1) = 88,6 см2.
По табл. 8.6 принимаем 4 болта диаметром dб = 64 мм с площадью сечения нетто одного болта Abn = 26,4 см2.
Общая несущая способность четырех болтов
[ N ] = 4 · 488,4 = 1953,6 кН > . Fa 1 = 1639,2 кН.
Максимальное растягивающее усилие в анкерных болтах в базе наружной ветви колонны Fa 2 = 468 кН.
Требуемая площадь нетто анкерных болтов
∑Aa 2 = Fa 2/(Rbaγc) = 468 / (18,5 · 1) = 25,3 см2.
Принимаем 2 болта диаметром dб = 48 мм с площадью сечения нетто одного болта Abn = 14,72 см2.
Таблица 8.5
Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов Rba
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 | |||
24, 30 | |||
36, 42, 48, 56 | |||
64, 72, 80 | |||
90,100 | |||
110, 125, 140 | – |
Таблица 8.6
Предельные усилия на растяжение одного фундаментного болта Fnр
Сталь и Fnр | dб , мм | ||||||||||
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 > . Fa 2 = 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′a 1 = Fa 1/ n = 1639,2 / 4 = 409,8 кН.
Изгибающий момент
Ma 1 = F′a 1(a 1/2 – 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 = dб + 8 = 64 + 8 = 72 мм.
Анкерная пластина изготавливается из листовой стали.
Ширина пластины составляет:
bа 1 = 4 · 72 = 288 мм.
Принимаем bа 1 = 300 мм.
Расчетная ширина анкерной пластины с учетом ослабления отверстием под болт
bnа 1 = bа 1 – d о = 300 – 72 = 228 мм.
Определяем требуемый момент сопротивления нетто анкерной пластины:
Wna 1 = Ma 1/(Ryγс) = 2049 / (23 · 1) = 89,1 см3.
Толщина пластины
Толщина листов более 40 мм не рекомендуется.
Принимаем ta 1 = 40 мм и определяем ширину анкерной пластины:
bnа 1 = 6 Wna 1/ ta 12 = 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′a 2= Fa 2/ n = 488,4 / 2 = 244,2 кН.
Изгибающий момент
Ma 2 = F′a 2a 2/4 = 244,2 · 30 / 4 = 1831,5 кН·см.
Диаметр отверстия под анкерный болт d о = dб + 8 = 48 + 8 = 56 мм.
Ширина пластины
bа 2 = 4 · 56 = 224 мм.
Принимаем bа 2 = 240 мм. Расчетная ширина анкерной пластины
bnа 2 = bа 2 – d о = 240 – 56 = 184 мм.
Определяем требуемый момент сопротивления нетто анкерной пластины:
Wna 2 = Ma 2/(Ryγс) = 1831,5 / (23 · 1) = 79,63 см3.
Толщина пластины
Принимаем ta 2 = 40 мм и определяем ширину анкерной пластины:
bnа 2 = 6 Wna 2/ ta 22 = 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 dб = 20 – 30 мм), толщина анкерной пластины принимается минимальной tа = 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.