3.2. Приклади розрахунку анкерних болтів різних конструкцій

Нижче наводяться приклади розрахунків анкерних бол­тів різних конструкцій. При цьому враховувалась практика роз­рахунків різних авторів і наукових установ [25,46,47,57,58,62, 63,109].

Приклад 1. Визначити діаметр вигнутого болта для крі­плення устаткування (рис. 1.1 ,а) і глибину його закладання в бе­тон при таких вихідних даних. Розрахункове динамічне наван­таження на болт Р = 50 кН, сталь Ст 20 (Rs = 1,85-105 кПа); клас бетону фундаменту В15.

За табл. 3.1 для даного болта: коефіцієнт навантажен­ня х = 0,4; коефіцієнт стабільності затягування k = 1,9; глибина закладення болта в бетон Іанк = 25ds (для бетону класу В 12,5).

Площу поперечного перерізу болта (за різьбленням) знаходимо за формулою (3.1):

k0P      1,35 • 50       . --.„._    2     о п 2

A = -0— = —             = 0,00037 м = 3,7 см ,

s    Rs    1,85 105

де kg = 1,35.

За табл. 3.7 приймаємо болт з діаметром різьблення М30 (As = 5,60 см2).

Перевіряємо прийняту площу перерізу болта на ви­тривалість за формулою (3.2)

= W = 1,80,4 1,3 ;50 = 0,000253 м2 = 2,53 см2, 0Rs         11,85 105

де д. = 1,3 (за табл. 3.2); а = 1 (за табл. 3.3).

Прийнята площа перерізу болта задовольняє вимогам міцності й витривалості.

Зусилля попереднього затягування болтів згідно з п. 8 додатку 2 [96]

F = 1,1P =1,1-50 = 55кН.

Глибину закладання болтів у бетон Іанк0 визначаємо за формулою (3.19)

1анк0 ^ їанк«1«2 = 25 • 0,03 • 0,875 -1 = 0,66 м,

де mj = 0,7/0,8 = 0,875; m2 = 1,85 105/1,85 105 = 1.

Приклад 2. Визначити діаметр болта (рис. 1.13,б) для кріплення устаткування. Розрахункове динамічне навантаження на болт Р = 50 кН, сталь ВСт 3 кп 2, клас бетону фундаменту В15, глибина закладання за допомогою модифікованого акрило­вого клею Іанк = 8ds. Число циклів навантаження складає 6 • 106.

1. Площу поперечного перерізу болта (за різьбленням) знаходимо за формулою (3.1)

= к°Р = 1,35 • 50 = 0 000406 м2 = 4 Q6 см2^ s    Rs    1,85 105

де к0 = 1,35. Приймаємо болт з діаметром різьблення М30. У цьому випадку As = 5,6 см2.

Перевіряємо прийнятий болт на витривалість. Здійс­нюємо це за формулою (3.2)

Згідно з табл. 3.1 %= 0,365. Коефіцієнти ц і а згідно з табл. 3.2 і 3.3 відповідно рівні ц = 1,3 і а = 1, де ц - коефіцієнт, що залежить від діаметра болта, а - коефіцієнт, що враховує чи­сло циклів навантаження.

Тоді

Прийнята площа перерізу болта задовольняє вимогам міцності й витривалості.

Зусилля попереднього затягування згідно з п. 8 додат­ку 2 [96]

F = 1,1Р =1,1-50 = 55кН.

Глибина закладення анкера Іанк = 8ds= 8-3,0 = 24 см.

Приклад 3. Визначити діаметр болта з анкерною плитою (рис. 1.1,г) у зсувостійкому з'єднанні для кріплення устаткуван­ня, експлуатованого при температурі зовнішнього повітря -450С, і глибину його закладання в бетон при наступних ви­хідних даних. Розрахункове статичне навантаження на болт Р = 130 кН, кількість болтів п = 4, зсувна сила Q = 60 кН, вага устаткування N = 10 кН. Клас бетону фундаменту В 12,5.

За умовами експлуатації марку сталі для болтів прий­маємо 09Г2С-6 (табл. 1.1), Rs = 1,8105 кПа.

Площу поперечного перерізу болта (за різьбленням) знаходимо за формулою (3.11)

F1 визначаємо за формулою (3.9)

За табл. 3.7 приймаємо болт з діаметром різьблення М42

(A = 11,2 см2).

Необхідне зусилля попереднього затягування болтів визначаємо за формулою (3.10)

Глибину закладання болтів у бетон 1й1ё встановлює­мо за формулою (3.19)

hie 0 ^ hie mXM2 = 15 • 0,042 • 1 • 0,97 = 0,65 м,

де mi = 0,7/0,7 = 1; m2 = 1,8 105/1,85 105 = 0,097.

Приклад 4. Визначити діаметр болта (рис. 1.13,б) для кріплення устаткування при таких вихідних умовах. Розрахун­кове статичне навантаження на болт Р = 130 кН, кількість болтів п = 12, зсувна сила Q = 60 кН, вага устаткування N = 40 кН. Клас бетону фундаменту В12,5, глибина закладання болтів за допомогою модифікованих акрилових клеїв Іанк = 8ds.

1.         Площу поперечного перерізу болта знаходимо за фор-
мулою (3.11)

де к =1,49 - коефіцієнт стабільності затягування (табл. 3.1); к0 =1,05 ; Fi - зусилля попереднього затягування болтів при сприйнятті ними горизонтальних зсувних зусиль. Це зусилля ви­значаємо за формулою (3.9)

де f = 0,25 - коефіцієнт тертя металу по бетону.

2.         Площа анкерного болта за різьбленням дорівнює:

Приймаємо болт з діаметром різьблення М36 (As = 8,36

см2).

Необхідне зусилля попереднього затягування F0 в цьому випадку відповідно до формули (3.10) становить

Глибина закладення анкера Іанк = 8ds= 28,8 см.


Приклад 5. Визначити діаметр болта (рис. 1.13,б) для кріплення технологічного устаткування при таких вихідних да­них. Розрахункова схема кріплення устаткування подана на рис. 3.1, розрахунковий динамічний перекидний момент від устатку­вання М = 1200 кНм, власна вага устаткування N = 100 кН. Кі­лькість болтів п = 8; відстані від осі повороту устаткування до болтів у1 = 0; у2 = 1,45 і у3 = 2 м. Клас бетону фундаменту В15, глибина закладення болта модифікованим акриловим клеєм Іанк = 8ds, число циклів динамічного навантаження 1,6*106.

1.         При груповій установці анкерних болтів для кріплення
устаткування розрахункове навантаження, що припадає на один
болт, визначаємо за формулою (3.3)

2.         Площа перерізу болта за різьбленням дорівнює:

Rs       1,85 105 Приймаємо болти з діаметром різьблення М36 (As = 8,36

см ).

Перевіряємо прийнятий болт на витривалість. Здійс­нюємо це за формулою (3.2)

Згідно з табл. 3.1 % = 0,339. Коефіцієнти ц і а згідно з табл. 3.2 і 3.3 відповідно рівні ц = 1,3 і а =1,36

1,36       1,85 105 Прийнята площа перерізу болта задовольняє вимогам міцності й витривалості.

Зусилля попереднього затягування згідно з п. 8 додат­ку 2 [96]

5.         Глибина закладення анкера іанк = 8ds= 28,8 см.

Приклад 6. Визначити діаметр болта (рис. 1.13,б) для кріплення сталевої колони суцільного перерізу (рис. 3.2) при та­ких вихідних даних: М = 900 кНм; N = 1200 кН; Q = 100 кН; С = 0,4 м; 4= 0,9 м; bs = 0,5м; Rb = 8,7МПа, де с - відстань від осі колони до осі анкерного болта; ls і bs - довжина і ширина опор­ної плити бази колони.


1.         Визначаємо ексцентриситет прикладання навантаження:

2.         Знаходимо величину стиснутої зони бетону під опор-
ною плитою за формулою (3.6)

дорівнює:

де п = 2 - кількість розтягнутих ( що висмикуються) болтів.

Визначаємо необхідну площу перерізу болта (за різьб­ленням):

Приймаємо болт з діаметром різьблення М64 (As = 26,75

см2).

5. Перевіряємо можливість сприйняття зсувної сили у площині сполучення бази колони з фундаментом за формулою (3.17)

де N1 - мінімальна поздовжня сила, що відповідає навантажен­ням, від яких визначається зсувна сила (N1 = 600 кн).

Тоді Q = 100 кН < 211,9 кН - умова виконана.

Глибина закладення болта:

Іанк = 10ds = 10-64 = 640 см.

Зусилля попереднього затягування болта при спільній дії вертикальних і зсувних сил визначаємо за формулою (3.10):

F0 = F + V k ,

де k - коефіцієнт стабільності затягування згідно з табл. 3.1 до­рівнює 1,7; F - зусилля попереднього затягування болтів для сприйняття зсувних зусиль визначаємо за формулою (3.9)

Приклад 7. Визначити розрахункове навантаження, що припадає на найбільш навантажений болт, за розрахунковою схемою, наведеної на рис. 3.1, при таких вихідних даних. Розра­хунковий перекидний момент від устаткування М = 1200 кН- м, власна вага устаткування N = 100 кН. Кількість болтів п = 8, від­стань від осі повороту устаткування до найбільш віддаленого болта уг1 = 0; yu = 1,45 м; уг3 = уг = 2 м.

Розрахункове зусилля (розтягування) на найбільш наван­тажений болт визначаємо за формулою

Приклад 8. Визначити розрахункове навантаження, що припадає на болт, і діаметр болта з анкерною плитою для кріп­лення ґратчастої сталевої колони (рис. 3.3) при таких вихідних даних: М = 8000 кН м; N = 6000 кН; Q = 60 кН; h = 2 м; Rs = 1,75 • 105 кПа (сталь марки ВСт3кп2).


b = h / 2 =1 м, n = 2.

1.         Розрахункове навантаження, що припадає на один ро-
зтягнутий болт, знаходимо за формулою (3.4)

P = (M - Nb)nh = (8000 - 6000 • 1) / 2 • 2 = 500 кН.

2.         Визначаємо необхідну площу перерізу одного болта

(за різьбленням):

За табл. 3.7 приймаємо болт з діаметром різьблення М64 (As = 26,75 см2).

Глибину закладення для болтів з анкерною плитою приймаємо рівною 15d (табл. 3.1), для бетону фундаменту класу В12,5 і сталі марки ВСт3кп2.

їанк = 15ds = 15-0,072 = 1,08 м.

Перевіряємо можливість сприйняття зсувної сили у площині сполучення бази колони з фундаментом за формулою

де h - відстань між осями віток колон (h = 3 м); b - відстань від центра ваги колони до осі стиснутої вітки (b = 1,5 м); 0 = 300 кН £ 1417 кН - умова виконана.

Приклад 9. Визначити розрахункове навантаження, що припадає на болт, і діаметр болта для кріплення на епоксидному клеї сталевої колони суцільного перерізу (рис. 3.2) при таких вихідних даних: М = 4500 кН м; N = 600 кН; 0 = 100 кН; с = 0,4 м; ls= 0,9 м; bs = 0,5 м ; Rb = 8,7 МПа; Rs = 185 МПа (сталь марки ВСт3кп2).

Визначаємо ексцентриситет прикладання навантажен­ня:

Визначаємо величину стиснутої зони бетону під опор­ною плитою за формулою (3.6)

3. Перевіряємо виконання умови:

4. Розрахункове навантаження, що припадає на один ро­зтягнутий болт, визначаємо за формулою

де п - кількість розтягнутих болтів (п = 2).

Знаходимо необхідну площу перерізу одного болта (за різьбленням):

За табл. 3.7 приймаємо болт з діаметром різьблення М36 (As = 8,26 см2).

Глибину закладення для болтів на епоксидному клеї приймаємо рівною 10ds (табл. 3.1), для бетону фундаменту кла­су В 12,5 і сталі марки ВСт3кп2:

їш = 10ds = 10 - 0,036 = 0,36 м.

Перевіряємо можливість сприйняття зсувної сили у площині сполучення бази колони з фундаментом за формулою

де N - поздовжня сила, що відповідає навантаженням, від яких визначається зсувна сила; n - кількість болтів, що сприймають зсувну силу; Q = 100 кН < 185,6 кН - умова виконана.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я