Пособие к СНиП 2.09.03 по проектированию анкерных болтов для крепления строительных конструкций и оборудования

Пример 5. Определить расчетную нагрузку, приходящуюся на болт идиаметр болта для крепления стальной колонны сплошного сечения (см.рис. 8), при следующих исходных данных:

М= 900 кН×м; N= 1200 кН; Q= 100 кН;с = 0,4 м;

l_a= 0,9м;в_s=0,5м; R_в= 8,7 МПа;R_ва=145 МПа.

1. Определяем эксцентриситет приложения нагрузки:

е₀= М/ N= 900/ 1200 = 0,75 м.

2. Определяем величину сжатой зоны бетона под опорной плитой поформуле (6):

=

= 0,9 - = 0,48 м.

3. Проверяем выполнение условия:

х = 0,48 м £x_R l_a= 0,7×0,9 = 0,63 м ¾условие удовлетворено, где x_Rопределяется по формуле (8):

x_R= .=

= .=0,706.

4. Расчетную нагрузку, приходящуюся на один растянутый болт,определяем по формуле (5):

Р = (R_вв_s x   N)/ n =

= (8700×0,5×0,48  1200) / 2 = 444 кН,

где n ¾количество растянутых болтов (n= 2).

5. Определяем требуемую площадь сечения одного болта (по резьбе):

А_sa =к_о Р / R_ва=

= 1,05×444/ 1,45×10⁵ =0,00322 м² = 32,2 см².

По табл. 10 принимаем болт с диаметром резьбы М72х6(А_sa=34,58см²).

6. Глубину заделки для болтов с анкерной плитой принимаем равной 15 d(табл. 4) для бетона фундамента класса В12,5 и стали марки ВСт3кп2;

Н = 15 d= 15×0,072 = 1,08 м.

7. Проверяем возможность восприятия сдвигающей силы в плоскостисопряжения базы колонны с фундаментом по формуле (17):

Q £f (п А_saR_ва / 4 +N)=

= 0,25 (2×0,003458×1,45×10⁵/ 4 + 600) = 212,68 кН,

где N ¾минимальная продольная сила, соответствующая нагрузкам, от которыхопределяется сдвигающая сила (N= 600 кН); Q =100 кН <212,68 кН ¾ условиеудовлетворено.

Приложение 3

Техническиехарактеристики механизированного оборудования для образования скважинв бетоне и железобетоне

Таблица 1

Механизированныйинструмент для сверления отверстий в бетоне и железобетоне

Таблица 2

Механизированный инструмент дляударно-вращательного бурения отверстий в бетоне и железобетоне

Таблица 3

Режущий инструмент для вращательногои ударно-вращательного сверленая и бурения скважин в бетоне ижелезобетоне

Приложение 4

Состав итехнология приготовления эпоксидного

исилоксанового клеев

Установкаболтов

I.Болта, устанавливаемые на эпоксидном клее

Приготовление клея

1. Для приготовления клея следует применять компоненты,соответствующие требованиям ГОСТов (табл. 1), снабженные заводскимипаспортами со сроком годности с момента изготовления, не превышающим:12 мес ¾ для эпоксиднойсмолы и пластификатора; 6 мес ¾для отвердителя.

Таблица 1

Рекомендуемые составы эпоксидного клея

2. Технологическая жизнеспособность клея при температуре окружающейсреды 20°С равна: для 1-го состава ¾80 мин, для 2-го и 3-го составов ¾25-30 мин.

3. Клей 1-го состава применяют на участках фундамента, прогреваемых(на глубине заделки болта) до температуры 50°С, 2-го состава ¾от 50 до 90°С, 3-го состава ¾до 100°С.

4. Компоненты клея следует хранить в сухом помещении с соблюдениемусловий пожарной безопасности для легковоспламеняющихся жидкостей.

5. До приготовления эпоксидного клея смолу ЭД-16 или ЭД-20заблаговременно пластифицируют. Для этого навеску смолы (20 - 30 кг)разогревают на водяной бане до температуры 70°С,затем вводят в нее пластификатор ДБФ либо МГФ-9 и тщательноперемешивают 10-15 мин до исчезновения воздушных пузырьков. Послеэтого пластифицированную смолу охлаждают до температуры окружающейсреды.

6. Приготовление клея рекомендуется производить при массовойустановке болтов порциями по 5-7 кг в следующей последовательности.

Необходимое количество пластифицированной смолы, отвердителя икварцевого песка отвешивают в отдельные емкости. Затем впластифицированную смолу вводят отвердитель (ПЭПА) и смесьперемешивают 5 мин, после чего вводят песок и продолжаютперемешивание еще 5 мин.

Качество перемешивания пластифицированной смолы с отвердителемопределяют получением одноцветной жидкости, просматриваемой пристекании ее с поднятого шпателя.

Качество перемешивания клея после введения наполнителя определяют придостижении равномерного распределения зерен песка в объеме клея.

7. Приготовление клея при температуре окружающей среды от плюс 5 доминус 20°С требует предварительного подогрева пластифицированнойсмолы и кварцевого песка до температуры 30°С.

8. При приготовлении клея контролируют температуру смеси, не допускаяее выше 40°С.

Увеличение температуры "саморазогрева" клея, вызываемогоэкзотермическим процессом его отвердения, приводит к значительномусокращению технологической жизнеспособности, т.е. времениудобоукладываемости с момента приготовления.

Примечание. Подогревать пластифицированную смолу рекомендуется вводяной бане. Перемешивать эпоксидный клей следует в посуде типа"противень" либо в клеемешалках с водяным охлаждением.

Подготовкаповерхности к склеиванию

9. Подготовка поверхности скважины к установке болтов заключается винструментальной проверке глубины и в визуальной проверке отсутствияв ней инородных включений, воды, наледи.

При необходимости производится дополнительная очистка скважиныпродувкой либо механическим путем (ершом, металлической щеткой).

10. Поверхность болтов (подлежащая склеиванию) не должна иметь следовкоррозии и масляных включений.

11. Подготовка поверхности болта состоит из предварительноймеханической и окончательной химической обработки.

Предварительная (механическая) обработка болта производится с цельюудаления консервирующих покрытий в виде жировой смазки, бумаги и т.п.

Окончательная (химическая) обработка болтов выполняется в 20%-номрастворе соляной кислоты, в который добавляют 1% (по объему раствора)уротропина (ГОСТ 1381).

Травление заделываемой поверхности фундаментных болтов рекомендуетсяпроизводить в зоне их установки в течение 2-4 ч.

Непосредственно перед установкой болты вынимают из раствора солянойкислоты, а затем протирают ветошью, смоченной в ацетоне (ГОСТ 2768).

Установкаболтов в скважину

12. Установка болтов при температуре наружной среды выше 15°Ссостоит из следующих операций:

в скважину опускают нижнее фиксирующее кольцо;

из малогабаритной посуды клей заливают в скважину самотеком на высотуhравную:

,

где Н ¾глубина скважины; устанавливают болт медленным погружением в клей дофиксации его в нижнем кольце;

устанавливают верхнее фиксирующее кольцо (заподлицо с поверхностьюбетона фундамента).

Примечание. Фиксирующие кольца изготавливаются из проволоки катанки свнутренним диаметром, на 1-2 мм больше диаметра болта, и наружнымдиаметром, на 1-2 мм меньше диаметра скважина.

13. При температуре наружной среды от 15 до минус 20°С технологияустановки болтов следующая:

в скважину заливают эпоксидный клей с температурой не ниже 20°С;

устанавливают болты, предварительно нагретые, в зависимости оттемпературы окружающей среды:

температура окружающей температура предварительного

среды, °С: нагрева болта, °С:

от 15 до 0 ...................................................... 150¾ 200

от 0 до-5 ........................................................200 ¾ 250

от -5 до -15 .................................................... 250¾ 300

от -15 до-20 .................................................. 300

14. Затяжка болтов, устанавливаемых при температуре окружающей средывыше 15°С, допускается через 72ч. При необходимости срок передачи нагрузки на болты может бытьсокращен до 3 ч путем установки предварительно нагретых болтов дотемпературы 150°С.

Затяжка болтов, устанавливаемых при температуре ниже 15°С,допускается через 240 ч.

15. Для разогрева болтов следует применять электрические печи,оборудованные автоматическими регуляторами температуры. Мощностьпечей должна обеспечивать постоянство заданной температуры с учетомцикличного характера загрузки-выгрузки печи.

16. Время нахождения болтов в нагревательной печи должногарантировать распределение рекомендуемой температуры по всемусечению болта и на заданной длине.

Не допускается снижение температуры болтов перед их установкой вскважину против нижних пределов температуры, рекомендованных в п. 13настоящего приложения.

Контролькачества производства работ

17. Несущая способность болтов обеспечивается: прочностью бетонафундамента; прочностью эпоксидного клея (см. п. 1 настоящегоприложения); пооперационным контролем технологических процессовустановки болтов.

18. Для контроля качества клея из каждой партии поступающих настройку компонентов приготавливаются и испытываются образцы клея насжатие (ГОСТ 4651).

19. Изготовление образцов для испытания клея на сжатие следуетпроизводить в стальных формах на стеклянном поддоне.

Наполнение форм эпоксидным клеем осуществляется самотеком безуплотнения.

Выдерживание образцов осуществляется при температуре ±20°С.После извлечения образцов из формы верхняя грань их шлифуется.

Образцы эпоксидного клея на сжатие испытывают через трое суток смомента изготовления. Одновременно испытывают не менее 5 образцов.

20. Для испытания следует применять гидравлический пресс малоймощности (до 50 кН), позволяющий определять прочность клея спогрешностью до 1%.

21. Допустимым к производству работ следует считать клей, показавшийпри испытании образцов на сжатие прочность, соответствующую п. 1данного приложения.

22. Пооперационному контролю подлежат: диаметр, вертикальность иглубина скважины; технология приготовления клея; очистка скважин иобработка поверхности болта; нагрев болтов в условиях установки припониженной температуре среды; равномерность распределения клея вскважине вокруг болта.

23. Для контроля качества производства работ на объекте устанавливаютконтрольное количество болтов из расчета 3 болта диаметром 20 мм на500 установленных в конструкции (но не менее трех при числе болтов от50 до 500).

Болты испытываются по истечении времени, указанного в п. 14настоящего приложения, при помощи гидравлического домкрата,передающего осевую статическую нагрузку на болт. Расстояние от осиболта до упора домкрата может быть выбрано произвольно.

Для испытаний могут быть применены домкраты типа ДС-15-125 илианалогичные им по конструкции.

24. Средняя величина сцепления на контакте клей ¾металл при глубине заделки болта 10 d,должна быть не менее 6 МПа.

Техникабезопасности

25. Составляющие эпоксидного клея (за исключением песка) являютсятоксичными веществами и при работе с ними необходимо соблюдатьспециальные меры по технике безопасности.

26. К работам, связанным с клеями, должны допускаться рабочие,прошедшие медицинский осмотр и инструктаж по технике безопасности ипроизводственной санитарии. Работающие с клеями должны периодическипроходить медицинские осмотры.

27. Рабочим, занятым приготовлением клеев и работами по установкефундаментных болтов на клею, необходимо выдавать защитную одежду:комбинезон, резиновый фартук, резиновые перчатки, косынки и защитныеочки.

Все операции по приготовлению эпоксидного клея следует производить вхорошо проветриваемом помещении.

28. Рабочие, занятые производством работ с эпоксидным клеем, должныиметь возможность пользования горячей и холодной водой.

29. Капли смолы или отвердителя, попавшие на кожу, должны бытьнемедленно смыты марлевым тампоном, смоченным ацетоном, после чегопораженное место тщательно промыть теплой мыльной водой.

30. Прием пищи на рабочем месте запрещается.

31. Бурение скважин без промывки следует вести с применениемреспираторов.

Примеррасчета весовой дозы эпоксидного клея

Условия: требуется установить 20 фундаментных болтов диаметром 20 ммс относительной глубиной заделки 10 d.

Необходимое количество клея в граммах определяется по формуле

P= pH/ 4 (d_c²   d²)Ng,

где H¾ глубина скважины, см; d_c¾ диаметр скважины, см; d¾ диаметр болта, см; N¾ количество болтов, шт;g¾ плотность клея (2г/см³):

Р= 3,14×20/4 (3² -2²) 20×2 = 3149 г.

Определяем количество составляющих эпоксидного клея:

а) состав клея:

ЭД-16 ................................. 100 весовых доз

ДБФ ................................... 20 весовых доз

ПЭПА ................................ 15 весовых доз

Песок ................................. 200 весовых доз

_______________________

Итого 335 весовых доз

б) вес одной весовой дозы:

q= Р/335 = 3149/335 = 9,4 г;

в) вес составляющих:

ЭД-16 + ДБФ .......................... 120×9,4= 1128 г

ПЭПА ...................................... 15×9,4= 141 г

песок ........................................ 200×9,4= 1880 г

II.Болты, устанавливаемые на силоксановом клее

Приготовление клея

1. Для приготовления клея следует применять компоненты,соответствующие требованиям ГОСТов (табл. 2).

Таблица 2

* Могут использоваться гранулированные шлаки металлургических заводовюга Украины (Днепропетровского, Запорожского, Днепродзержинского).

2. Клей приготавливается путем перемешивания сухой молотой смеси,кварцевого естественного песка и жидкого стекла в растворомешалкетипа СБ-43 (либо вручную).

3. Сухая молотая смесь содержит доменный гранулированный шлак,кварцевый песок, кремнефтористый натрий, алюминиевую пудру.

4. Доменный гранулированный шлак и кварцевый песок перед помоломвысушиваются до влажности 0,5%.

5. Помол сухой смеси производят в шаровой мельнице периодическогодействия до удельной поверхности 5000 ¾7000 см²/г или до остатка на сите 5200 отв/см²¾ 1%.

6. Удельную поверхность следует определять на приборе ПСХ-2.

7. Сухая молотая смесь в период хранения и при транспортировке должнанаходиться в закрытой таре, предохраняющей ее от увлажнения изагрязнения.

8. Для приготовления клея следует применять жидкое стекло с модулем1,8 - 2, для чего в жидкое отекло товарной поставки с модулем 2,8 - 3вводят едкий калий (в твердом виде) в количестве 70 г на 1 кг жидкогостекла и тщательно перемешивают его до полного растворения.

9. Состав молотой смеси и клея приведен в табл. 3.

Таблица 3

Состав силоксанового клея

Примечание. Когезионная прочность клея на сжатие после 28-суточногохранения образцов 2х2х2см на воздухе при температуре 18-20°С должна быть не менее 40МПа.

10. Приготовление клея необходимо производить следующим образом: врастворомешалку заливаются жидкое стекло, добавляется 50% сухоймолотой смеси, масса перемешивается в течение 2 мин. Затем вводитсяостальное количество молотой смеси и кварцевый естественный песок,смесь перемешивается в течение 7 мин. Общее время приготовления клеяв растворомешалке до 10 мин.

11. Технологическая жизнеспособность приготовленного клея составляет1,5-2 ч.

12. Рекомендуемая величина замеса клея и количество устанавливаемыхболтов в зависимости от их диаметра приведены в табл. 4.

Таблица 4

Примечание. Таблица составлена из расчета технологическойжизнеспособности клея ¾ 90мин и глубины заделки болтов ¾10 d.

13. Подготовка поверхности скважины и фундаментных болтов кпроизводству работ должна выполняться аналогично производству работдля болтов, устанавливаемых на эпоксидном клее.

Примеррасчета весовой дозы силоксанового клея

Условия: требуется установить 20 фундаментных болтов диаметром 20 ммс относительной глубиной заделки 10 d.

Р =3,14×20/4 (3² -2²) 20×2,1 = 3297г.

Жидкое стекло, 30 % .................................................990 г

Естественный кварцевый песок, 25 % ..................... 822 г

Сухая смесь (45 %) содержит:

Шлак, 13 %................................................................. 460г

Песок кварцевый, 9 % ...............................................565 г

Кремнефтористый натрий, 13 % .............................. 460 г

Алюминиевая пудра, 0,01 % ..................................... 15 г