6.1.1 Расчет анкерных болтов

Расчет анкерных болтов (рис. 21) производится на сочетание нагрузок, дающее минимальное значение продольной растягивающей силы в ветви в расчетном сечении 1-1 подкрановой части колонны (приложение 2):

Рисунок 22 — Расчетная схема траверсы на усилия от анкерных болтов

Усилие в анкерных болтах:

(106)

Требуемая площадь сечения болтов:

(107)

где – расчетное сопротивление анкерного болта растяжению (таблица Г.7 [3])

Принимаем 4 болта на базу, определим требуемый диаметр одного анкерного болта:

(108)

Принимаем 4 болта диаметром 24 мм.

Сварные швы Штр (рис. 22), прикрепляющие ветви траверсы к ветви колонны следует проверять на усилие и момент от него:

(109)

где – расстояние от наружной грани полки до оси анкерного болта (рис. 22), определяемая по формуле:

(110)

где – ширина анкерной плитки, равная:

(111)

Напряжение в швах Штр проверяются по металлу шва, т.к.

(112)

- от силы

(113)

- от момента

(114)

Результирующее напряжение по металлу шва:

(115)

Так как условие выполняется, то оставляем принятые высоту траверсы и катет шва.

Усилие от анкерных болтов изгибает траверсу, как двухконсольную балку (рис. 22). Поэтому траверсу рекомендуется проверить на изгиб от и на срез на опоре от

Прочность траверсы на изгиб:

(116)

Значит прочность траверсы на изгиб обеспечена.

Прочность траверсы на срез:

(117)

Значит прочность траверсы на срез обеспечена.

6.1.2 Расчет анкерной плитки

Плитка работает на изгиб, как свободно лежащая на ветвях траверсы балка, нагруженная сосредоточенными силами от анкерных болтов (рис. 23).

Рисунок 23 — Расчетная схема анкерной плитки

Расчетный пролет анкерной плитки:

(118)

Усилие на плитку от одного болта:

(119)

где – число болтов с одной стороны базы ветви колонны

Длина анкерной плитки:

(120)

Ширина анкерной плитки с учетом ослаблений отверстиями:

(121)

где – диаметр отверстия под анкерный болт (таблица 40 [3])

Требуемую толщину плиты определяем из условия ее прочности на изгиб:

(122)

где – расчетный изгибающий момент в сечении анкерной плитки (рис. 23)

Принимаем

6.2 Расчет и конструирование базы подкрановой ветви колонны

Расчет базы колонны произведем по примеру расчета ступенчатой колонны производственного здания (гл. 14, §4 [1]) и материалу по расчету базы колонны [6].

Требуемая площадь плиты базы:

(123)

где – коэффициент, зависящий от характера распределения напряжений под плитой, при равномерном распределении;

– расчетное сопротивление бетона смятию, определяемое по формуле:

(124)

где – коэффициент, принимаемый для бетонов класса прочности В25 и ниже;

– коэффициент, принимаемый для бетонов класса прочности выше В7,5;

– расчетное сопротивление бетона класса В25 осевому сжатию (призменная прочность), определяемая по программе «Арбат» из ПВК SCAD Office

Примем свес плиты , тогда ширина плиты:

(125)

где – ширина колонны (рис. 24)

Рисунок 24 — База подкрановой ветви колонны

По назначенной ширине плиты находим требуемую длину плиты:

(126)

По конструктивным соображениям принимаем:

(127)

где – ширина полки сварного швеллера (рис. 24);

– заданная толщина траверсы (рис. 24)

Принимаем .

Фактическое значение размеров плиты в плане будет отличаться от требуемых теоретически. При этом среднее напряжение под плитой:

(128)

где – фактическая площадь плиты базы, равная:

(129)

Свес плиты в плоскости рамы при фактической длине плиты:

(130)

Определим требуемую толщину плиты максимальному изгибающему моменту разбив плиту на участки в зависимости от опирания (рис. 24):

- Участок 1 (консольный свес ) рассчитывается по формуле 102 [3]:

(131)

где – реактивный отпор фундамента на единицу площади плиты

- Участок 2 (консольный свес ) рассчитывается по формуле 102 [3]:

(132)

- Участок 3 (плита опертая на 4 канта) рассчитывается по формуле 103 [3]:

(133)

(134)

где и – короткая и длинная сторона участка соответственно;

и – коэффициенты, определяемые по таблиц Е.2 [3] в зависимости от отношения длинной стороны к короткой

- Участок 4 (плита опертая на 4 канта) рассчитывается по формуле 103 [3]:

(135)

(136)

где и – короткая и длинная сторона участка соответственно;

и – коэффициенты, определяемые по таблиц Е.2 [3] в зависимости от отношения длинной стороны к короткой

Значит

Требуемая толщина плиты базы по формуле 101 [3]:

(137)

К требуемой толщине плиты необходимо прибавить 2 мм на строжку, значит фактическая толщина плиты будет равна:

Принимаем

Высота траверсы определяется по длине шва крепления траверсы к ветви колонны Штр (рис. 25). В запас прочности все усилие в ветви передается на траверсу через четыре угловых шва. Требуемая длина шва при заданном катете шва (таблица 38 [3]) будет находится из формулы 176 [3] для расчета сварного соединения на срез по металлу шва:

(138)

исходя из того, что

где – расчетное сопротивление срезу по металлу шва (таблица Г.2 [3]);

– расчетное сопротивление срезу по металлу границы сплавления, определяемое по формуле таблицы 4 [3]:

(139)

где – временное сопротивление разрыву по таблице В.5 [3];

– коэффициент, учитывающий глубину проплавления шва (при механизированной сварке), по таблице 39 [3];

– коэффициент, учитывающий границы сплавления шва (при механизированной сварке), по таблице 39 [3]

Рисунок 25 — Расчетная схема траверсы на изгиб

Высота траверсы:

(140)

Принимаем

Толщину траверсы находим из условия ее работы на изгиб, как двухконсольной балки, опертой шарнирно на полки наружной ветви колонны и ребра жесткости, являющиеся продолжением полок на базе ветви (рис. 25). Нагрузкой на траверсу является в рассматриваемом случае отпор фундамента , передающийся через плиту базы в виде условно принимаемой равномерно распределенной нагрузки по подошве базы (плиты базы), пересчитанный в погонную нагрузку на траверсу:

(141)

Максимальный момент в среднем сечении траверсы:

(142)

Требуемая толщина траверсы:

(143)

Принимаем