Башмак внецентренно стислій колони надає нерівномірний тиск на поверхню фундаменту. У напрямку дії моменту плита черевика надає на фундамент стискуюче дію, а з протилежного боку прагне відірватися від поверхні фундаменту.
Схема до розрахунку анкерних болтів
Цьому відриву перешкоджають анкерні болти, які здійснюють защемлення колони. При конструюванні спочатку задаються шириною плити бази В. Довжина плити визначається з того умови, щоб максимальна напруга в фундаменті біля краю плити σб макc було менше розрахункового опору бетону стиску:
При цьому найбільше розтягуюче напруга у протилежного краю плити дорівнюватиме
Комбінація навантажень для визначення N і М при цьому вибирається найневигідніших.
Вирішуючи рівняння (37.VIII) щодо L, можна визначити необхідну довжину плити за прийнятою ширині плити У і заданому розрахунковому опору бетону Rб:
Після визначення розмірів плити L і В переходять до конструювання бази і визначення товщини плити.
При визначенні товщини плити припускають (кілька в запас міцності), що плита навантажена рівномірно розподіленим навантаженням q = σб макс (так як здебільшого моменти бувають різних знаків). Виняток допускають тільки для середніх дільниць плити, які можна розраховувати на рівномірно розподілене навантаження, що дорівнює максимальному напрузі, відповідному краю даної ділянки.
При розрахунку анкерних болтів виходять із припущення, що сила, що розтягує Z, яка визначається розтягнутої зоною епюри напружень, повністю сприймається анкерними болтами.
Тому, складаючи рівняння рівноваги щодо центра ваги D стислій трикутної зони; епюри напружень, т. е. точки прикладання рівнодіючої сил стиснення, отримаємо
Звідси сумарне зусилля Z у всіх анкерних болтах, що знаходяться на одній стороні черевика:
і відповідно загальна площа перетину цих анкерів (вважаючи по нарізці)
де m - коефіцієнт умов роботи колони;
mс - коефіцієнт умов роботи анкерних болтів, що дорівнює 0,65;
Rp - розрахунковий опір анкерних болтів розтягуванню, прийняте рівним 2 100 кг / см 2 для болтів зі сталі Ст. 3.
Величина а визначається з геометричного співвідношення
При визначенні величини з приймаються абсолютні значення σб (без урахування їх знака).
Плече анкерних болтів, т. Е. Розмір у, визначають наступним чином. Спочатку конструюють деталь прикріплення анкера до черевика колони і тим самим визначають розмір е. Бажаємий розмір у вийде з рівняння
При розрахунку анкерних болтів необхідно приймати комбінацію навантажень, що дає при мінімальному N максимальне значення М (наприклад, при вітрі, але без кранів і снігу).
Площа перерізу одного анкера, очевидно, вийде, якщо загальну площу, визначену за формулою (41.VIII), розділити на кількість анкерів, розташованих на одній стороні черевика. Зазвичай на іншій стороні черевика анкерні болти ставлять симетрично.
Діаметр анкерів приймається в межах від 20 до 76 мм, так як більш товсті анкерні болти складні у виготовленні. Закріплення анкерів в фундаменті може здійснюватися шляхом зчеплення їх з бетоном, що навіть визначається глибина їх закладення, або за допомогою опорних шайб.
При визначенні довжини закладення анкерних болтів можна керуватися таблицею. Нарізку анкера зазвичай роблять довжиною 120 - 150 мм. При конструюванні бази необхідно стежити за тим, щоб можна було вільно повернути гайку при затягуванні болта. Тому мінімальна відстань від осі болта до траверси бажано приймати рівним 1,5 d (де d - діаметр болта).
Анкерні болти виносять за опорну плиту для того, щоб під час монтажу колону можна було рухати в різні боки (приблизно на 20 мм), встановлюючи її по осі.
Висота траверси призначається з умови розміщення зварних швів або заклепок, що прикріплюють стрижень колони до траверсі.
Визначення товщини плити під підкранових гілку з
умови її роботи на вигин.
Приклад. Потрібно розрахувати конструкцію черевика гратчастої колони, показану на фігурі. Максимальні розрахункові зусилля в колоні приймаємо ті ж, що і в прикладі:
У цьому прикладі були визначені найбільші зусилля в гілках в підкранової гілки Nп.в = 135,75 т; в зовнішньої гілки Nн.в = 113 т.
Розрахункова комбінація зусиль в колоні для розрахунку анкерних болтів (від постійної та вітрового навантаження) прийнята:
Розрахунковий опір осьовому стиску бетону марки 100 Rб = 44 кг / см 2. Матеріал черевика Ст. 3; електроди типу Е42. Коефіцієнт умов роботи m = 1.
Рішення. 1) Визначаємо необхідну площу опорних плит:
під підкранових гілку
під зовнішню гілку
Призначаємо розміри плит:
Тиск на бетон дорівнюватиме:
2) Визначаємо необхідну товщину плити під підкранових гілку з умови її роботи на вигин. На ділянці 2 плита працює як консоль від певного навантаження у вигляді відпорними тиску бетону q = σб.
Момент в консолі
На ділянці 1 плита оперта по трьом сторонам і також навантажена рівномірно розподіленим навантаженням при відношенні сторін
знаходимо по таблиці коефіцієнт σ3 = 0,128. Максимальний згинальний момент в середині вільної сторони дорівнює
Цей момент більше консольного, а тому і підбираємо по ньому товщину плити [за формулою (36.VIII)]
Приймаємо δпл = 24 мм.
3) Виконуємо розрахунок траверси і ребер бази. Приймаємо траверсу з листів 450 X 12 і товщину швів, що прикріплюють гілку до траверсі, hш = 10 мм. Припускаючи при розрахунку швів, що зусилля гілки передається на опорну плиту тільки через листи траверси, які приварюються до двотаврів чотирма швами, і приймаючи розрахункову довжину шва рівної lш = 45 - 2 = 43 см (де 2 см - відрахування на непровар решт швів), знайдемо напруга в швах
У швах, які прикріплюють листи траверси до плити, при hш = 10 мм напруга дорівнюватиме
Перевіряємо середнє ребро, що зміцнює плиту; це ребро з розмірами 350 X 300 X 10 сприймає тиск від бетону σб з вантажної площі шириною 370: 2 = 185 мм.
Навантаження, що діє на ребро, буде дорівнює:
Для ребра, що працює як консоль, затиснена в стінку, знайдемо:
Опорна реакція консолі А, зсувна ребро щодо стінки:
Виконуємо розрахунок зварних швів, що прикріплюють консоль до стінки. Є два зварних шва hш = 10 мм. Шов піддається дії зрізують сили А і моменту М. Перевірку виробляємо по умовнішою формулою
4) Виконуємо розрахунок анкерних болтів. Необхідна сумарна площа перетину анкерних болтів, що прикріплюють зовнішню гілку колони, визначиться за формулою (41.VIII):
Тут а = 45,2 см - відстань від осі колони до середини опорної плити підкранової гілки;
у - 100 см - відстань від осі розраховуються анкерів до середини тієї ж плити;
mс = 0,65 - коефіцієнт умов роботи анкерних болтів;
Rp - 2 100 кг / см 2 - розрахунковий опір розтягуванню анкерних болтів.
Значення а й у визначаємо, виходячи не з формул (42.VIII) і (43.VIII), виведених для суцільної опорної плити, а з умов рівноваги, прирівнюючи нулю суму моментів всіх сил щодо центру стислій епюри напружень.
Знайдену сумарну площу перетину болтів ділимо на 2 (число болтів):
По таблиці приймаємо болти діаметром d = 56 мм, довжина забелка в бетон l3 = 1 000 мм.
«Проектування сталевих конструкцій»,
К.К.Муханов
Розрахунок опорної плити і траверси центрально стислій колони Розміри опорної плити центрально стислій колони визначаються по розрахунковому опору бетону фундаменту осьовому стиску R6 (приймається рівним 44 кг / см2 для бетону марки 100). Мінімальна площа плити визначається за формулою де N - розрахункове зусилля в колоні. Знайшовши необхідну площу плити, переходять до конструювання черевика, призначаючи ширину плити ...
Хіт сезону!
Рукавичка для роботи в саду і городі