4.6. Расчет анкерных болтов

Для расчета анкерных болтов составляются специальные комбинации усилий, дающие наибольшее растяжение в ветвях в сечении

1 – 1.

Для случая 2-го основного сочетания при суммировании усилий в ветвях N_ш и N_П учитываются только положительные значения за исключением постоянных нагрузок. В случае отрицательных значений для постоянных нагрузок последние должны быть приняты с коэффициентом надежности по нагрузке _f=0,9, что приближенно может быть достигнуто умножением усилий от постоянной нагрузки на отношение k₁=0.9/1,1.

Из полученных усилий выбирается наибольшее N_max для шатровой и подкрановой ветвей. По полученным усилиям подбираются анкерные болты.

Требуемая площадь нетто одного анкерного болта определяется по формуле

(4.63)

где R_ва – расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов определяется по техн. докум. [2. табл.60*1], (табл.П1.19. прил.1) в зависимости от диаметра болта; n – принятое число болтов на одну ветвь.

По из табл.П1.14. прил.1 подбирается диаметр анкерного болта. Анкерные плитки под болты рассчитываются как балки на 2 опорах, опертых на траверсы, по ослабленному сечению. Диаметр отверстия в плитке на 3 – 5 мм превышает диаметр болта (рис. 19). При недостаточной прочности плитки из прокатной листовой стали сечение плитки принимается из 2 швеллеров. В этом случае необходима проверка стенок принятых швеллеров на срез.

Рис. 19. К расчету анкерных плиток:

а) – один болт на плитку; б) – два болта на плитку; в) – из листа;

г) – из швеллеров

5. Расчет и конструирование ригеля рамы

Принятые для курсового проектирования конструкции узлов крепления ригеля (фермы) к колонне позволяют (в эксплуатационном периоде здания) считать данное соединение жестким. В монтажный период здания, так как крепление ригеля происходит поэтапно и на первом этапе ригель работает как шарнирно опертая ферма (элемент верхнего пояса B₁ не включается в работу), расчет производится на вертикальную монтажную нагрузку без учета разгружающих опорных моментов.

5.1. Геометрическая схема ригеля

Геометрическая схема отправочной марки фермы приведена на рис. 20.

Рис. 20. Фрагмент схемы фермы: B_i – i-й стержень верхнего пояса фермы; Н_i – i-й стержень нижнего пояса фермы; Р_i – i-й стержень раскоса фермы; С_i – i-й стержень стойки фермы.

5.2. Расчетные усилия в элементах фермы

Расчетные усилия определяются в результате статического расчета фермы, как шарнирно-стержневой системы (см. раздел 3). Усилия определяются от нагрузок, используемых при расчете колонны, а также от монтажной нагрузки и от веса снега на половине ригеля.

Определение усилий в элементах, фермы можно вести графическим способом – построением диаграммы Максвелла-Кремоны или аналитическим, а также методом конечных элементов (включая программы расчета на ЭВМ). Пример подробного расчета стропильной фермы аналитическим способом приведен в прил. 3.

5.3. Подбор сечений элементов фермы

Требуемая площадь сечения элемента 1 от продольной силы N подбирается по формулам:

– для растянутых элементов (5.1)

– для сжатых элементов (5.1а)

где С=0,8 для растянутых элементов нижнего и верхнего поясов H₁ и B₁ (данный коэффициент учитывает ослабление сечения пояса отверстиями под болты крепления связей), для остальных элементов С=1; _с=0,95; l_ef.i – расчетная длина i-го элемента, для элементов верхнего и нижнего поясов B, H и опорного раскоса (Р₁) в плоскости фермы равна геометрической длине (расстоянию между узлами), для остальных элементов – 0.8 от геометрической длины; _i – гибкость, для элементов поясов задается ориентировочно в пределах _i=6080, для остальных элементов задается _i=100120, – коэффициент продольного изгиба центрально-сжатых элементов. Определяется по техн. докум. [2, табл.72] в зависимости от _i.

Сечения элементов фермы принимаются (при раскреплении ее связями из плоскости фермы через узел) следующие:

1) для 1-го элемента верхнего пояса B₁ – из двух равнополочных уголков;

2) для остальных элементов верхнего пояса – из двух неравнополочных уголков меньшими полками вместе;

3) для элементов нижнего пояса – из двух неравнополочных уголков меньшими полками вместе;

4) для опорного раскоса Р₁ – из двух неравнополочных уголков большими полками вместе;

5) для стойки С₂ – из двух равнополочных уголков;

6) для остальных элементов – из двух равнополочных уголков.

После подбора уголков по сортаменту (см. табл.П1.6. и П1.7. прил. 1) определяются геометрические характеристики сечений элементов фермы: площади, радиусы инерции, гибкости, а для сжимаемых элементов коэффициенты продольного изгиба _i в плоскости фермы.

После уточнения R_y для принятой толщины уголков производятся проверки прочности, для растянутых элементов и устойчивости для сжатых элементов и в случае необходимости делается снова подбор сечения. Растянутые элементы проверяются (по площади нетто) по формуле:

(5.2)

сжатые элементы – (5.2а)

где – площадь сечения одного принятого растянутого уголка:  – диаметр отверстий под болты крепления связей; – толщина принятого уголка; A_i – площадь сечения двух принятых сжатых уголков; _с=0.95 – для всех элементов фермы (в том числе и для опорных раскосов) за исключением сжатых элементов решетки при их гибкости _i 60. В этом случае – _с =0,8.

В процессе подбора и проверок сечений элементов фермы необходимо контролировать, чтобы гибкость _i не превышала предельно допустимой гибкости [_i]. Величины предельных гибкостей элементов фермы приведены в табл.П1.15. прил.1.

Проверка устойчивости и третей плоскости фермы не производится, так как при рекомендуемых типах сечений стержни являются равноустойчивыми в обеих плоскостях.

Сечения стержней рекомендуется, подбирать в табличной форме (см. пример расчета прил.2). Подбор сжатых элементов производится методом последовательных приближений, и в таблицу вносятся все попытки (результаты каждого приближения).