Черт. 78. К примеру расчета 51

По табл. 28, задаваясь диаметром анкеров 16 мм, при классе бетона В30 и анкерах из арматуры класса А-III находим  = 0,49, тогда

Принимаем по два анкера в каждом ряду диаметром 18 мм (A_an = 509 мм²). Проверим необходимое значение A_an при коэффициенте , соответствующем принятому диаметру 18 мм, т. е. при  = 0,46:

Оставляем по два анкера диаметром 18 мм. Располагаем анкера на минимальном расстоянии один от другого в горизонтальном направлении, равном 5d = 5  18 = 90 мм (см. п. 5.111). Расстояния между анкерами в вертикальном направлении (т. е. в направлении сдвигающей силы Q), равные 140 мм > 7d = 7  18 = 126 мм, также удовлетворяют требованию п. 5.111.

Определим толщину пластины закладной детали. Поскольку фасонка, передающая отрывающую силу на закладную деталь, располагается посредине расстояния между вертикальными рядами анкеров, толщину пластины определим из расчета на прочность пластины как консольной балки с вылетом 35 мм (см. черт. 78) на действие растягивающего усилия в одном анкере, равного:

= 36,6 кН.

Ширину консольной балки принимаем b = 80 мм. Расчет производим из условия М  R_yW, где М = 36600  35 = 1280000 Hмм, ,

откуда = 21,2 мм.

Принимаем пластину из полосовой стали толщиной 22 мм, при этом выполняются условие (218):

0,25 = 0,25 = 12,6 мм < 22 мм и требования любого вида сварки стержней втавр (см. табл. 52): 0,75d = 0,75  18 = 13,5 мм < 22 мм.

Определим минимально допустимую длину анкеров без усилений по формуле (316) с учетом п. 5.112. Для этого вычислим коэффициент ₃:

Значение R_b принимаем с учетом _b2 = 1,1, поскольку нагрузка на закладную деталь вызвана только ветровой нагрузкой, т. е. R_b = 19 МПа.

Для определения коэффициентов _an и  вычислим максимальное и минимальное напряжения бетона в пределах длины анкера. Для этого вычислим приведенные площадь A_red и момент инерции I_red сечения колонны, принимая по черт. 78, б А_s = А_s = 1232 мм (228):

А_red = bh + 2А_s ( ‑ 1) = 400  400 + 2  1232 (6,9 ‑ 1) = 174,5  10³ мм²;

I_red = + 2А_s ( ‑ 1)(0,5h ‑ a)² =

= + 2  1232 (6,9 ‑ 1) (0,5  400 ‑ 50)² = 2460  10⁶ мм⁴

здесь = 6,9.

Максимальное напряжение бетона в конце анкера длиной l_a = 300 мм (т. е. на расстоянии у = 300 + 22 - 400/2 = 122 мм от центра тяжести сечения):

=

= 6,31 + 1,98 = 8,3 МПа < 0,75 R_b = 14,3 МПа.

Минимальное напряжение бетона в начале анкера, т. е. при у = ‑ 22 = 178 мм:

=

= 3,42 МПа < 0,25 R_b = 4,75 МПа.

Поскольку анкер не расположен полностью в зоне с напряжением от 0,25R_b до 0,757R_b, определим длину части анкера а, расположенную в этой зоне:

Тогда, согласно формуле (317),

_an определяем аналогично _an с заменой коэффициентов 0,7 и 0,5 соответственно на 11 и 8 (см. табл. 44):

Допустимая длина анкера равна:

Учитывая, что площадь A_an принята с запасом, уточняем l_an : l_an = 305 = 292 мм.

Принимаем длину анкера l_a = 300 мм.

Проверим бетон на выкалывание.

Поскольку все анкера растянуты и не имеют усилений, расчет производим из условия (222). Определим площадь проекции поверхности выкалывания а_h с учетом смещения наклонной грани на 2e_o = 2  100 = 200 мм. При h = l_a = 300 мм

A_h = (420 ‑ 200 + 2  300) 400 = 32,8  10⁴ мм².

Так как сила N приложена в центре тяжести площади A_h, e_h1 = е_h2 = 0, ₁ = 0,5 (как для тяжелого бетона).

По формуле (221) получим

₂ = 1 + 0,2 = 1 + 0,2 = 1,145.

Поскольку l_a = h, R_sА_ап,а (l_a ‑ h)/l_an = 0. Учитывая, что _b2 = 1,1, R_bt = 1,3 МПа.

₁₂A_hR_bt = 0,5  1,145  32,8  10⁴  1,3 = 244300 Н > N = 150 кН.

Проверим условие (222) при h = 200 мм < l_a. Так как на расстоянии h от пластины поверхность выкалывания пересекает только две пары анкеров,

A_an1 = 1018 мм² (418);

А_h = (420 ‑ 200 + 2  200) 400 = 24,2  10⁴ мм²,

₁₂A_hR_bt + R_sА_ап,а=

= 0,5  1,145  24,2  10⁴  1,3 + 365  1018 =

= 304  10³ Н > N = 150 кН.

Поскольку с уменьшением h несущая способность бетона на выкалывание повышается, расчет при меньших значениях h не производим.

Проверим условие (222) при значении h, равном высоте сечения колонны, т. е. h = 400 мм, без учета площади, расположенной между анкерами [(420 ‑ 200) 90 = 19800 мм²]:

А_h = (420 ‑ 200 + 2  400) 400 ‑ 19800 = 388 000 мм² > 328000 мм²,

т. е. площадь А_h превышает площадь, вычисленную при h = 300 мм. Следовательно, прочность бетона на выкалывание обеспечена.

РАСЧЕТ СТЫКОВ СБОРНЫХ КОЛОНН

3.111. Стыки колонн, выполняемые ванной сваркой выпусков продольной арматуры, расположенных в специальных подрезках, при последующем замоноличивании этих подрезок (см. п. 5.90) рассчитываются для двух стадий работы:

1-я до замоноличивания стыка — на нагрузки, действующие на данном этапе возведения здания; при определении усилий такие стыки условно принимаются шарнирными;

2-я после замоноличивания стыка  на нагрузки, действующие на данном этапе возведения здания и при эксплуатации; при определении усилий такие стыки принимаются жесткими.

3.112. Расчет незамоноличенных стыков колонн, указанных в п. 3.111 (черт. 79), производится на местное сжатие бетона колонны центрирующей прокладкой из условия (196) с добавлением в его правую часть усилия, воспринимаемого арматурными выпусками и равного:

N_out = 0,5 R_sc A_s (229)

где   коэффициент продольного изгиба для выпусков, определяемый в соответствии со СНиП II-23-81 (табл. 72) при расчетной длине l_o, равной фактической длине свариваемых выпусков;

А_s  площадь сечения всех выпусков.

При этом значение R^*_b,loc умножается на коэффициент _loc = 0,75, учитывающий неравномерность распределения нагрузки под центрирующей прокладкой, а за расчетную площадь А_loc2 принимается часть площади сечения торца колонны A_ef в пределах контура сеток косвенного армирования размерами, не превышающими соответствующих утроенных размеров площади смятия А_loc1.

За площадь А_loc1 принимается площадь центрирующей прокладки или, если центрирующая прокладка приваривается при монтаже к распределительному листу (см. черт. 79), площадь этого листа. При этом его учитываемые размеры не должны превышать соответствующих размеров площади A_ef, а толщина листа должна быть не менее 1/3 максимального расстояния от края листа до центрирующей прокладки.