РАСЧЕТ АНКЕРНЫХ БОЛТОВ

3.16.Расчетные сопротивления металла болтов растяжениюR_ba следует принимать по табл. 60 прил. 2СНиП II-23-81.

3.17.Диаметры, площади сечения болтов по резьбе и расчетные сопротивленияразрыву следует принимать по табл. 3.

Таблица3

П р и м е ч а ни е. Расчетные площади определены по СТ СЭВ 182-75.

3.18.Площадь поперечного сечения болтов по резьбе А_saследует определять по формуле

, (86)

гдеР - расчетная нагрузка, действующая на болт;

R_ba- расчетное сопротивление материала болта.

3.19.Для сквозных стальных колонн, имеющих раздельные базы (черт. 22),величина расчетной нагрузки Р, приходящаяся на один болт,определяется по формуле

P= (0,5 N - M/h) / n , (87)

где N,М - соответственно продольная сила и изгибающий момент в сквознойколонне;

h- расстояние между осями ветвей сквозной стальной колонны;

n- число болтов крепления ветви.

Черт.22. Схема сквозной стальной колонны

1 -анкерный болт

3.20.Для баз стальных колонн сплошного типа (черт. 23) величина расчетнойнагрузки, приходящаяся на растянутые болты, определяется всоответствии с указаниями п. 3.20, с формулами (38), (39) СНиП2.03.01-84 для внецентренно сжатых железобетонных элементовпрямоугольного сечения.

Черт.23. Расчетная схема для определения усилий в анкерных болтах стальнойколонны сплошного тина

1 -анкерный болт

Расчетноеусилие Р в анкерном болте рекомендуется определять по формуле

P= (R_b b_b x - N) / n , (88)

гдеR_b - расчетное сопротивление бетона осевому сжатиюс учетом коэффициентов g_b2,g_b3,g_b9;

b_b- ширина опорной плиты базы колонны;

N- продольная сила в колонне;

n - числорастянутых болтов, расположенных с одной стороны базыколонны;

х - высотасжатой зоны бетона под опорной плитой базы колонны, определяемая поформуле

х= 0,5 (l_a + l_b) - , (89)

гдеl_a - расстояние между анкерами(см. черт. 23);

l_b,b_b - соответственно длина и ширина опорной плиты;

-эксцентриситет продольной силы.

Высотасжатой зоны х ограничивается условием

х/ l_a£x_R, (90)

гдеx_R= (0,85 - 0,008R_b)/{1+ R_ba [1 - (0,85 - 0,008R_b)/1,1]/400}. (91)

Прирасчете коэффициента условий работы g_b2< 1 в формуле (91) вместо 400 подставляется 500 МПа.

3.21.Все болты должны быть затянуты на величину предварительной затяжки V,которую необходимо принимать равной V = 0,75 Р.

3.22.Болты следует затягивать, как правило, с контролем величины крутящегомомента М, значение которого следует определять по формуле

M= V x, (92)

гдеV - усилие затяжки, определяемое по п. 3.21;

x- коэффициент, учитывающий геометрические размеры резьбы,трение на торце гайки и в резьбе, принимается по прил. 6.

3.23.Сдвигающую силу от стальной колонны на фундамент допускаетсяпередавать через силу трения, возникающую под опорной плитой базыколонны от действия сжимающей продольной силы с учетом усилий затяжкиболтов.

Длясквозных стальных колонн, имеющих раздельные базы под ветви колонны,сдвигающая сила Q, действующая в плоскостиизгибающего момента, воспринимается силой трения под сжатой ветвьюколонны и определяется по формуле

Q£f (0,5 N + M / h) , (93)

гдеf - коэффициент трения, равный 0,25.

Длястальных колонн сплошного типа, а также для сквозных колонн придействии сдвигающей силы из плоскости изгибающего момента, сдвигающаясила воспринимается трением от силы затяжки болтов и определяется поформуле

Q£f (0,25 n A_sa R_ba + N), (94)

где n —число болтов крепления сжатой ветви для сквозной колонны или (дляколонны сплошного типа) число сжатых болтов, расположенных с однойстороны базы колонны;

N— минимальная продольная сжимающая сила, соответствующаянагрузкам, по которым определяется сдвигающая сила.

Еслиусловия (91) и (92) не удовлетворяются, требуется предусмотретьпередачу сдвигающей силы от стальной колонны на фундамент с помощьюупорных элементов, заделанных и тело фундамента.

СБОРНО-МОНОЛИТНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ
СТАЛЬНЫХ КОЛОНН

3.24.Сборно-монолитные фундаменты, рекомендуемые для применения встроительстве, показаны на черт. 4, 5 (см. п. 1.4).

Этифундаменты могут быть использованы под стальные колонны прокатныхцехов.

3.25.Особенностью рамных двухветвевых подколонников (см. черт. 4) являетсяспособ сопряжения стоек с оголовком.

Длязданий без подвала рамные двухветвевые подколонники рекомендуетсявыполнять с жестким сопряжением стоек с оголовком. В зданиях сподвалом (при увеличенном разносе стоек подколонника для опирания наних конструкций подвала без консолей, см. черт. 4, б) оголовокподколонника не полностью опирается на стойки подколонника, образуя сними условное шарнирное соединение, и включается в работу напоперечную силу и изгиб.

Расчетрамного двухветвевого подколонника дан в примере 3.

3.26.Особенностями сборно-монолитных фундаментов, состоящих из монолитнойплитной части, сборных вертикальных плит, устанавливаемых покоротким, наиболее нагруженным сторонам фундамента, и бетонногозаполнения между плитами (см. черт. 5), являются:

применениесборных плит, включающих всю вертикальную арматуру подколонника иявляющихся элементами несъемной опалубки и опорами кондукторов дляустановки анкерных болтов;

обеспечениесовместной работы сборного и монолитного бетонов.

3.27.Сборные элементы подколонника могут выполняться в виде плоских илиребристых плит, устанавливаемых в стаканы плитной части фундамента.

Принеобходимости армирования всех граней подколонника арматурные сеткиустанавливаются в монолитном бетоне.

3.28.Совместная работа сборных элементов с монолитным бетоном подколонникаобеспечивается петлевыми арматурными выпусками, шероховатостьюповерхности, поперечными и продольными ребрами (при наличии) .

Длясвязи плоских сборных элементов с плитной частью фундамента в сборныхэлементах в пределах стакана предусматриваются шпонки (черт. 24).

Черт. 24. Сопряжениесборных элементов с монолитной частью
сборно-монолитногофундамента

3.29.Расчет сборно-монолитных подколонников на эксплуатационные нагрузкирекомендуется производить как для внецентренно сжатых бетонных илижелезобетонных элементов без учета сжатой арматуры.

Проверкапрочности внецентренно сжатого бетонного подколонника, когдарастянутая арматура для расчета не требуется, выполняется из условия

N£b R_bm (x + DR_b t / R_bm) , (95)

гдеt — толщина сборной плиты;

DR_b = R_b - R_bm ,

здесьR_b , R_bm - расчетныесопротивления бетона соответственно сборной имонолитной частям сечения.

Высотасжатой зоны определяется по формуле

x= x_e + , (96)

гдеx_e = 0,5 l_cf-e ³0,05 l_cf .

Еслиx_e<0,5 t, то х =2х_е.

Площадьсечения необходимой растянутой арматуры во внецентренно сжатомжелезобетонном подколоннике А_sопределяется по формуле

N+ R_s A_s = R_bm b_cf x + DR_b b_cf l_cf , (97)

откуда

A_s= (R_bm b_cf x + DR_b b_cf l_cf-N) / R_s . (98)

Высотасжатой зоны определяется по формуле

x= l_0,cf-, (99)

где l_0,cf = l_cf-0,5t ; e_a = e + 0,5 (l_cf-t) .

Еслиx < t, то x = l_0,cf-. (100)

3.30.Сборные элементы, кроме того, необходимо рассчитывать на монтажныенагрузки, а также на случай транспортировки.

3.31.Для обеспечения совместной работы сборных плит с монолитным бетономколичество поперечной арматуры (выпусков) необходимо назначать изусловия

A_sw³g_cb S R_bt / R_sw , (101)

гдеA_w - площадь сечения одного ряда арматурныхвыпусков (петель или стержней) в горизонтальной плоскости;

g_c- коэффициент условия работы, принимается равным 0,35 длянеобработанной (незаглаженной) поверхности и 0,3 - для поверхности,специально обработанной щетками, с втопленным щебнем, имеющей насечкиили шпонки. Для поверхности сборных плит, формуемых на металлическомподдоне, g_c= 0,6, на деревянном поддоне g_c= 0,45;

b- ширина сборной плиты;

S- расстояние между рядами выпусков но высоте, принимается не более8t;

R_bt- расчетное сопротивление монолитного бетона растяжению;

R_sw- расчетное сопротивление металла выпусков растяжениюпринимается равным 147 МПа (1500 кгс/см²)для арматуры класса А-I и 176 МПа (1800 кгс/см²)для арматуры класса А-II.

Минимальныйпроцент поперечного армирования (число выпусков) должен быть равен0,15, т.е.

m= A_sw×100 / bS = 0,15 %. (102)

Вверхней части сборных плит необходимо предусматривать не менее двухрядов стержневых или одни ряд петлевых выпусков, объединенныхгоризонтальными сетками (не менее двух) косвенного армирования,размещенными в монолитном бетоне.

3.32.Глубина заделки d_с сборныхэлементов в стаканы монолитной плитной части фундамента определяетсяпо конструктивным соображениям исходя извыполнения длины анкеровки растянутых стержней арматуры (см. п.4.10), а также из условий сцепления бетона замоноличивания с бетономстенок стакана и с бетоном сборных плит с учетом шпонок в плитах:

N_p= 2d_p (b_p + l_p) R_an¢; (103)

N_p= 2d_c (t + b_cf) R_an¢¢+ T . (104)

Вформулах (103) и (104):

d_p, b_p , l_p - соответственно глубина,ширина и длина стакана;

R_an'= 0,18 R_bt ; (105)

R_an¢¢=0,2 R_bt , (106)

гдеR_bt - расчетное сопротивление бетоназамоноличивания осевому растяжению;

Т - сдвигающаясила, воспринимаемая шпонками, принимаемая по наименьшему иззначений:

T= dR_bm l n ; (107)

T= 2h R_bt l n, (108)

гдеd,l, h -соответственно глубина, длина и высота шпонки;

R_bm- расчетное сопротивление бетона замоноличивания осевомусжатию;

n- число шпонок (не более трех).

4. КОНСТРУКТИВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮФУНДАМЕНТОВ

МАТЕРИАЛЫ

4.1.*Для монолитных железобетонных фундаментов следует применять тяжелыйбетон классов по прочности В12,5 и В15 на сжатие, при соответствующемобосновании допускается применение бетона классаВ20.

Длязамоноличивания колонн в стакане применяется бетон класса не нижеВ12,5. Бетон подготовки под подошвой фундамента принимается классаВ3,5.

4.2.Для армирования фундаментов рекомендуется применять горячекатануюарматуру периодического профиля класса А-IIIпо ГОСТ 5781-82. Для слабонагруженных сечений, где прочность арматурыиспользуется не полностью (конструктивные сетки армированияподколонника, сетки косвенного армирования дна стакана и т.п.), атакже в тех случаях, когда прочность арматуры класса А-IIIне используется полностью из-за ограничения по раскрытию трещин,допускается применять арматуру классов A-IIпо ГОСТ 5781-82 и Вр-I по ГОСТ 6727-80.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ

4.3.Монолитные фундаменты рекомендуется проектировать ступенчатого типа,плитная часть которых имеет от одной до трех ступеней.

4.4.Все размеры фундамента следует принимать кратными 300 мм (3 М всоответствии с ГОСТ 23478-79) из условия ихизготовления с применением инвентарной щитовой опалубки.

Присоответствующем обосновании в случае массового применения или дляотдельных индивидуальных фундаментов разрешается принимать размеры,кратные 100 мм в соответствии с ГОСТ 23477-79.

4.5.При центральной нагрузке подошву фундамента следует приниматьквадратной.

Привнецентренной нагрузке, соответствующей основному вариантунагружения, подошву рекомендуется принимать прямоугольной ссоотношением сторон не менее 0,6.

4.6.Высота фундамента h назначается с учетомглубины заложения подошвы и уровня обреза фундамента. Обрезфундамента железобетонных колонн зданий следует принимать, какправило, на отметке 0,15 для обеспечения условий выполнения работнулевого цикла.

4.7.Рекомендуемые размеры сечений подколонников, высот фундаментов иплитной части, а также подошвы приведены в табл. 4.

Таблица 4

4.8.Сопряжение фундамента с колонной выполняется монолитным дляфундаментов под монолитные колонны (черт. 25, а) и стаканным длясборных или монолитных фундаментов под сборные колонны (черт. 25, б,в).

Черт. 25. Сопряжениефундамента с колонной

а - монолитной; б и в - сборной; 1 - колонна; 2 -подколонник; 3 - плитная часть фундамента

4.9.Стакан под двухветвевые колонны с расстоянием между наружными гранямиветвей не более 2400 мм выполняется общим под обе ветви, срасстоянием более 2400 мм - раздельно под каждую ветвь. Под колонны втемпературных швах также рекомендуется выполнять раздельные стаканы.

Размерыстакана для колони следует назначать из условия обеспечениянеобходимой глубины заделки колонны в фундамент и обеспечениязазоров, равных 75 мм по верху и 50 мм по низу стакана с каждойстороны колонны (см. черт. 25).

4.10.Глубина стакана d_pпринимается на 50 мм больше глубины заделки колонныd_с, которая назначаетсяиз следующих условий:

длятиповых колонн - по данным рабочей документации;

дляиндивидуальных прямоугольных колонн - по табл. 5, но не менее, чемпо условиям заделки рабочей арматуры колонн, указанным в табл.6;

длядвухветвевых колонн:

приl_d³1,2 м d_c= 0,5 + 0,33 l_d , (109)

ноне более 1,2 м,

гдеl_d — ширина двухветвевой колонны по наружнымграням;

приl_d < 1,2 м как дляпрямоугольных колонн, с бóльшимразмером сечения l_c, равно:

l_c= l_d [1 - 0,8 (l_d - 0,9)] , (110)

ново всех случаях не менее величин, указанных в табл. 6 и не более 1,2м.

Таблица5

Таблица 6

П р и м е ч а ни я: 1. d - диаметр рабочей арматуры.

2.Значения в скобках относятся к глубине заделки сжатой рабочейарматуры.

3.Длина заделки может быть уменьшена в случаях:

а)неполного использования расчетного сечения арматуры длину заделкидопускается принимать l_anN/R_sA_s, но не менее чем для стержней в сжатой зоне, где N - усилие,которое должно быть воспринято анкеруемыми растянутымистержнями, а R_sA_s -усилие, которое может быть воспринято;

б)приварки к концам рабочих стержней анкерных стержней или шайб (черт.26).

Черт.26. Детали анкеровки рабочей арматуры

а- анкеровка дополнительным стержнем; б - анкеровка шайбой

Приэтом шайбы должны рассчитываться на усилие, равное

N= 15d_an R_s A_s / l_a/ (111)