9.3.2. Якорь с двумя тягами

1. Определяют максимальный изгибающий момент в анкере:

М=S·c²/(2l),

где с – расстояние от конца анкера до точки крепления тяги (рис. 12 б).

2. Находят усилие, сжимающее анкер:

N=S·tg β/2,

где β – угол между тягой и направлением усилия S.

3. Проверяют анкер на прочность при его изгибе и сжатии, задаваясь диаметром бревен или стальных труб и их количеством:

mR ,

где F – суммарная площадь сечения бревен или труб; W_х – суммарный момент сопротивления сечения бревен или труб. Для труб величины F и W_х выбираются из прил. 7, для бревен эти величины рассчитываются как для круглого сечения:

W_х=0,1 d ³·n .

9.3.3. Усиленный заглубленный якорь

Принцип расчета этого типа якоря (см.рис. 13) аналогичен расчету облегченного якоря.

Рис. 13. Расчетная схема усиленного заглубленного якоря

1. Определяют устойчивость якоря от действия вертикальных сил:

G_г+Т К_уN,

где G_г – масса грунта котлована G_г=Н·а·l·ρ_г; К_у – коэффициент устойчивости якоря, К_у=2. Остальные обозначения такие же, как для облегченного якоря. Коэффициент трения анкера по бревенчатой стенке принимается равным 0,4.

2. Рассчитывают удельное давление анкера на грунт от действия горизонтальных сил, которое должно быть меньше допускаемого

σ_г=Р/(l·h·η), σ_г <[σ]_{г ,}

где h – высота вертикального щита.

3. Рассчитывают сечение анкера.

Пример 7. Рассчитать заглубленный якорь для крепления тормозной оттяжки с усилием 180 кН, направленной под углом к горизонту α = 35⁰. Грунт – плотно слежавшийся гравий.

Решение:

1. Задаемся следующими основными размерами: ширина верхнего основания котлована a=3 м (см. рис. 11); ширина нижнего основания котлована b=0,5 м; глубина заложения анкера Н=3 м; длина анкера l=3,2 м.

2. Определяем масса грунта в котловане:

G_г= Н·l·ρ_г = ·3·3,2·1500 = 25200 кг = 25,2 т .

3. Рассчитываем силу трения анкера (бревна) о стенку котлована:

Т=f·S·сosα =0,5·180·0,819=73,7 кН .

4. Вертикальную и горизонтальную составляющие усилия в тормозной оттяжке определяем по формулам:

N=S·sin α =180·0,574=103,3 кН;

P=S·cos α =180·0,819=147,4 кН.

5. Проверяем устойчивость якоря от вырывания анкера из котлована усилием N:

G_г+Т>К_у·N.

G_г+Т=10·25,2+73,7=325,7 кН.

К_у·N=3·103,3=309,9 кН.

Условие выполняется, что свидетельствует об устойчивости якоря от вырывания из грунта.

6. Выбрав предварительно количество бревен для анкера n=2 шт. диаметром d=300 мм, рассчитаем удельное давление их на стенку котлована от действия горизонтальной составляющей Р:

σ_г = 0,03 кН/см² = 0,3 МПа.

Так как [σ]_г =0,5 МПа, условие σ_г <[σ]_г выполняется.

7. Для якоря с одной тягой изгибающий момент определяем как:

М= 180·320/8=7200 кН·см.

8. Требуемый момент сопротивления сечения бревна рассчитываем по формуле

W_тр=М/(m·0,1·R)=7200/0,85·0,1·13=6515,8 см³ .

9. Находим диаметр бревен:

d= = = 31,9 см 320 мм .