Расчет опорных плит на нагрузку от анкерных болтов
Опорные плиты также должны быть проверены на действие сосредоточенных сил, передающихся с растянутых анкерных болтов. Усилия в анкерных болтах могут определяться различными известными способами. В рекомендациях, усилия в анкерных болтах определяются с учетом развития пластических деформаций в бетоне фундамента (рис. 11). Расчетное усилие в анкерном болте находится как где х — относительная высота сжатой зоны бетона Rb — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию; N — продольная сила, действующая в колонне; n — число растянутых болтов, расположенных с одной стороны базы колонны; bb, lb — ширина и длина опорной пластины; lа — расстояние между анкерами; е0 — эксцентриситет продольной силы е0 =M/N. Пренебрегая усиливающим влиянием анкерных шайб, действующих на опорную плиту подобно упругому штампу, будем считать, что усилие от анкеров передается в виде сосредоточенной нагрузки, распределенной по контуру отверстия в плите. Требуемая толщина опорной плиты при расчетах в упругой стадии определяется по формуле: где Mef,1 — расчетный изгибающий момент, действующий на полоску опорной плиты единичной ширины и определяемый в зависимости от расчетной схемы рассматриваемого участка. В общем случае, расчетные участки опорной плиты могут быть представлены в виде консоли или участков, опертых на 2 или на 3 стороны (рис. 12). Для консольного участка (рис. 11а) изгибающий момент Mef,1 найдется как где ΣNa — сумма усилий в анкерных болтах, расположенных на расчетном участке; е — расстояние от оси анкера до наружной грани полки колоны; bef — расчетная ширина консоли, равная ширине полки колонны. При наличии опорных ребер, приваренных к продольным торцам полки, они включаются в расчетную ширину bef. Для квадратной пластины, опертой по двум сходящимся сторонам (рис. 11 б, в), расчетный изгибающий момент определяется по формуле где α2 = 0,155 — при установке анкерных болтов с одной стороны полки; α2 = 0,135 — при установке анкерных болтов с двух сторон полки. То же, для пластин, опертых на три стороны (рис. 11 г) где α3 — коэффициент, определяемый в зависимости от соотношения сторон пластины (табл. 5) Выводы: 1. Предлагаемая методика расчета относительно тонких опорных плит металлических колонн, основана на гипотезе передачи реактивного давления в относительно узких опорных зонах пластины, продавливаемой сечением колонны как жестким штампом. 2. Размеры опорных зон определяются по всем элементам приопорного сечения колонны, включая полки, стенку основного сечения, ребра, фасонки и др., расположенные в опорной зоне. 3. Предлагается, как вариант, упрощенная схема определения ширины и длины отдельных участков опорной зоны по схеме простого продавливания пластины с распределением зоны продавливания под углом 45° по толщине пластины. 4. Как основная, предлагается методика определения несущей способности пластины заданной толщины или определения ее толщины по заданной нагрузке по условию одновременного достижения предельного состояния как в самой пластине, так и в бетоне фундамента. Используются модели взаимодействия криволинейного упругого штампа с упругим основанием в условиях плоского деформированного состояния. Кривизна штампа определяется предельной кривизной изгибаемой пластины из условия ее прочности. Методика может быть уточнена за счет определения фактической формы цилиндрической поверхности изгибаемой пластины и учета действия касательных напряжений в пластине. 5. Для внецентренно-сжатых колонн следует выполнять проверки прочности опорных плит на действие сосредоточенных нагрузок, передающихся с растянутых анкерных болтов. Пример расчета опорной плиты центрально-сжатой колонны Исходные данные: N = 40 т, площадь опорной плиты А = В*52,5*25 = 1312,5 см2. Тип базы по рис. 12 а. 1. Расчет по традиционной методике: Реактивные напряжения σ = 40000/1312,5 = 30,48 кг/см2; Участок 1 (консоль) M = 10в2*30,48/2 = 1524 кг/см2; Участок 2 (пластина, опертая на 3 стороны) b/а = 2,4, α = 0,133, M = 608 кгсм. Требуемая толщина пластины tef = √6M/Ry*γс = √6*1524/2450 = 1,93 см. 2. Расчет по предлагаемой методике: определим несущую способность опорной пластины на отдельных участках при толщине, найденной по традиционной методике: — по полкам: P1 = 1,93 852/0,0161 2450 + 1,5(0,6 2+1,2) 85 = 353,5+306 = 659,5 кг/см; — по стенкам P2 = 1,93 852/0,0161 2450 + 1,5(0,6 2+0,6) 85 = 353,5+229,5 = 583 кг/см; Суммарная несущая способность опорной пластины при расчетной длине участков полок l = l0+ 2(1,93+0,6) = 25,06 см. Несущая способность опорной части: Ps = 659*25,06 2+583*30 = 50 544 кг. Как видно, несущая способность опорной пластины, рассчитанная по существующей и предлагаемой методике превышает на 26 % несущую способность, определенную по традиционной методике. Установка дополнительных ребер (t = 1,2 см) не изменяет несущей способности, определенной по традиционной методике, в то время как для предлагаемого метода расчета, оказывает существенное влияние: PΣ = 50544 + 16527 = 67 071 т. |