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 Rba = 185 МПа = 18,5 кН/см2 (см. табл. 8.5).

Максимальное растягивающее усилие в анкерных болтах в базе подкрановой ветви колонны Fa1 = 1639,2 кН.

Требуемая площадь нетто анкерных болтов

∑Aa1 = Fa1/(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

= 4 · 488,4 = 1953,6 кН > Fa1 = 1639,2 кН.

Максимальное растягивающее усилие в анкерных болтах в базе наружной ветви колонны Fa2 = 468 кН.

Требуемая площадь нетто анкерных болтов

∑Aa2 = Fa2/(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

Таблица 8.6

Предельные усилия на растяжение одного фундаментного болта Fnр

Общая несущая способность двух болтов

= 2 · 272,3 = 544,6 кН > Fa2 = 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 = Fa1/n = 1639,2 / 4 = 409,8 кН.

Изгибающий момент

Ma1 = 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 dо = dб + 8 = 64 + 8 = 72 мм.

Анкерная пластина изготавливается из листовой стали.

Ширина пластины составляет:

bа1 = 4 · 72 = 288 мм.

Принимаем bа1 = 300 мм.

Расчетная ширина анкерной пластины с учетом ослабления отверстием под болт

bnа1 = bа1 – dо = 300 – 72 = 228 мм.

Определяем требуемый момент сопротивления нетто анкерной пластины:

Wna1 = Ma1/(Ryγс) = 2049 / (23 · 1) = 89,1 см3.

Толщина пластины

Толщина листов более 40 мм не рекомендуется.

Принимаем ta1 = 40 мм и определяем ширину анкерной пластины:

bnа1 = 6Wna1/ta12 = 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= Fa2/n = 488,4 / 2 = 244,2 кН.

Изгибающий момент

Ma2 = F′a2a2/4 = 244,2 · 30 / 4 = 1831,5 кН·см.

Диаметр отверстия под анкерный болт dо = dб + 8 = 48 + 8 = 56 мм.

Ширина пластины

bа2 = 4 · 56 = 224 мм.

Принимаем bа2 = 240 мм. Расчетная ширина анкерной пластины

bnа2 = bа2 – dо = 240 – 56 = 184 мм.

Определяем требуемый момент сопротивления нетто анкерной пластины:

Wna2 = Ma2/(Ryγс) = 1831,5 / (23 · 1) = 79,63 см3.

Толщина пластины

Принимаем ta2 = 40 мм и определяем ширину анкерной пластины:

bnа2 = 6Wna2/ta22 = 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.