Расчет анкерных болтов колонн

8.4.4 Расчет анкерных болтов колонн

Расчёт анкерных болтов колонны К₁.

М=17,73кН×м; N=85,5 кН.

С учётом перехода от расчётной нагрузки к нормативной, а затем опять к расчётной, N необходимо домножить на коэффициент 0,8.

N^/=85,5^.0,8=68,4кН;

Принимаем два болта (n=2), тогда усилие в одном болте:

Требуемая площадь сечения болта нетто:

где R_bn=185 МПа – расчётное сопротивление растяжению фундаментных болтов из стали марки ВСт3кп2;

Окончательно принимаем 2 болта Æ 20 мм, с А_bn=2,45 см².

Расчёт анкерных болтов колонны К₂.

М=17,46кН×м; N=193,74 кН.

С учётом перехода от расчётной нагрузки к нормативной, а затем опять к расчётной, N необходимо домножить на коэффициент 0,8.

N^/=193,74 ^. 0,8=154,99кН;

Принимаем два болта (n=2), тогда усилие в одном болте:

Требуемая площадь сечения болта нетто

где R_bn=185 МПа – расчётное сопротивление растяжению фундаментных болтов из стали марки ВСт3кп2;

Окончательно принимаем 2 болта Æ 30 мм, с А_bn=5,60 см².

Расчёт анкерных болтов колонны К₃.

М=10,88кН×м; N=45,9 кН.

С учётом перехода от расчётной нагрузки к нормативной, а затем опять к расчётной, N необходимо домножить на коэффициент 0,8.

N^/=45,9^.0,8=36,72кН;

Принимаем два болта (n=2), тогда усилие в одном болте:

Требуемая площадь сечения болта нетто

где R_bn=185 МПа – расчётное сопротивление растяжению фундаментных болтов из стали марки ВСт3кп2;

Окончательно принимаем 2 болта Æ 16 мм, с А_bn=1,57 см².

Оголовок колонн примем t=16мм. Размеры для колонн К₁ и К2 450х450мм; для колонны К₃ -350х350мм.

8.5 Основания и фундаменты

8.5.1 Оценка инженерно-геологических условий

Плотность грунта

(p. γ /10)

p₁ = 1.8 т/м³

p₂ = 1.86 т/м³

p₃ = 1.97 т/м³

Плотность частиц грунта

( p_s= γ_s/10)

p_s1 =2.62 т/м³

p_s2 =2.64 т/м³

p_s3 =2.72т/м³

Коэффициент пористости

e = p_s( 1+ W) / p – 1.0

e ₁= p_s( 1+ W) / p – 1.0 = 2.62( 1+ 0.074) / 1.8 – 1.0 = 0.56

e ₂= p_s( 1+ W) / p – 1.0 = 2.64( 1+ 0.262) / 1.86 – 1.0 = 0.79

e ₃= p_s( 1+ W) / p – 1.0 = 2.72( 1 + 0.802) / 1.97 – 1.0 = 1.49

Коэффициент водонасыщения

S_r = Wp_s /ep_w

S_r2 = Wp_s /ep_w = 0.262 * 2.64 / 0.79 * 1.0 = 0.88

Число пластичности для глинистых грунтов

J_p = W_e - W_p

J_p1 = W_e - W_p = 0.26 – 0.16 = 0.1

J_p3= W_e - W_p = 0.42 – 0.23 = 0.19

Показатель консистенции для глинистых грунтов

J_L= W – W_p / W_e- W_p

J_L1 = W – W_p / W_e- W_p = 0.074 – 0.16 / 0.1 = -0.86

J_{L 3}= W – W_p / W_e- W_p = 0.803 – 0.23 / 0.19 = 3.02

Литологическое описание грунта.

1 слой - супесь твёрдой консистенции

2 слой - песок крупный, рыхлый, насыщенный водой (если понадобится в расчётах, применяем цементизацию и доводим до средней плотности )

3 слой - глина тягучей консистенции

4 слой – скальный грунт-гранит

8.5.2 Проектирование фундамента под колонну К

Рис. 8.20. Схема к определению несущей способности сваи под колонну К₁.

1. Исходные данные.

Наиболее невыгодное сочетание нагрузок на уровне обреза фундамента

N=335,75кН, М= 58,10кН*м, Q=18кН.

2. Выбор глубины заложения ростверка, несущего слоя грунта и конструкции сваи.

Глубину заложения ростверка принимаем из конструктивных соображений d_r=1,5м, высота ростверка 1,3м и расположение обреза ростверка ниже поверхности грунта на 0,2м. Принятая глубина заложения ростверка больше расчетной глубине промерзания грунта d_f=1,4м.

Наиболее благоприятным грунтом для использования в качестве несущего слоя является супесь, но мощности слоя не достаточно. Используем в качестве несущего слоя песок. Принимаем глубину заделки сваи в ростверк D_z=0.05м, в несущий слой грунта h_z=2,95м. Требуемую длину сваи определяем по формуле 9,4/

Учитывая возможность погружения свай забивкой и не значительные нагрузки на фундамент, принимаем сваи сечением 30х30см. марка сваи С5-30, бетон кл. В15, рабочая арматура - 4Æ12, кл. A-I.

3. Определение несущей способности и силы сопротивления сваи по материалу и по грунту. Силу расчетного сопротивления сваи по материалу определяем по формуле 9,5 [9], учитывая, что γ_с=1 (при d³0,2м); φ=1 (для низкого ростверка); γ_сd=1 (для забивных свай); R_b=8500кПа (для бетона В15); A_b=0,3х0,3=0,09м²; R_sc=225000кПа (для арматуры A-I);

A_s= 4πr² = 4*3,14*0,006² = =0,452х10^-

³м²,

По характеру работы свая относится к висячей, так как опирается на сжимаемый грунт ( модуль деформации несущего слоя грунта Е=30МПа<50МПа). Поэтому несущую способность сваи по грунту определяем по формуле 9,10 [9] при γ_с=1; R=6600кПа (принято по таблице 9,3 с учетом интерполяции) [9]; A=0,3х0,3=0,09м²; u=4*0,3=1,2м; Σ γ_сff_ih_i=254,05кПа (см. таблицу на рис.8.20.); f_i-расчетное сопротивление i-го слоя грунта, кПа, принимаемое по табл. 9,4[9]; h_i-толщина i-го слоя грунта, м; γ_сR=1, γ_сf=1 при забивке свай молотом (см. таблицу 9,5) [9].

Силу расчетного сопротивления сваи по грунту находим по формуле 9,1для коэффициента надежности γ_k=1,4

В дальнейших расчетах используем меньшее значение силы расчетного сопротивления сваи F_R=R_Rs=642,04кН