Расчет элементов нижнего опорного узла

Расчет нижнего опорного узла заключается:

- в выборе марки бетона для фундамента;

- определении ширины нижнего опорного кольца из условия, чтобы напряжения сжатия, передаваемые от него на фундамент, были меньше допускаемых;

- проверке на прочность и устойчивость всех элементов опорного узла (верхнего и нижнего опорных колец, ребер, опорной обечайки в месте соединения с верхним опорным элементом) при заданных их размерах.

Так как в ОСТе 26-467-78 на стандартные опоры заданы все размеры нижнего опорного узла, кроме b₁, в данном курсовом проекте рассматриваются только вопросы выбора марки бетона для фундамента и проверке его прочности, а также определения b₁.

5 .11.1 Определение ширины нижнего опорного кольца опоры, устанавливаемого на бетонном фундаменте.

Расчет элементов опорного узла следует проводить для рабочего условия () и условия испытания () в сечении Е-Е.

Расчет заключается в проверке прочности бетона в сечении Е-Е под суммарным воздействием F и Мυ.

Для этого находится расчетная ширина нижнего опорного узла b_1R

b_1R , (5.41)

где D_б – диаметр окружности анкерных болтов, принимаемый в соответствии с таблицами Ж3, Ж4 Приложения Ж, мм;

[ ]_бет – допускаемое напряжение бетона на сжатие, МПа, выбирается из таблицы 5.26.

Затем конструктивное значение ширины нижнего опорного кольца b₁ сравнивается с расчетным значением b_1R

b₁ = D₁-D₂ ≥b_1R (5.42)

где D ₁, D₂ – соответственно, наружный и внутренний диаметры нижнего опорного кольца, мм, (рисунки 5.26, 5.32), определяются по Ж3, Ж4 Приложения Ж, мм.

Если конструктивное значение ширины окажется меньше, чем расчетная величина, то необходимо увеличить ширину опорного кольца или выбрать другую марку бетона и весь расчет повторить.

Результаты проверки прочности бетона необходимо представить в таблице 5.27.

Таблица 5.26 – Допускаемые напряжения бетона на сжатие, МПа

Вид опорной поверхности	[ ]Б МН/м2 (МПа)
Бетон марка

Таблица 5.27 – Исходные данные и результаты расчета ширины нижнего опорного кольца (проверка прочности бетона)

Параметр	Рабочее условие (υ = 1)	Условие испытания (υ = 2)
Расчетное сечение
Изгибающий момент, МН м	М1 =	M2
Осевая сжимающая сила, МН	F1=	F2=
Марка бетона
Допускаемое напряжение для бетона, МПа	[ ] Б =	[ ] Б =
Сравнение конструктивного и расчетного значений ширины нижнего опорного кольца	b1 ≥ b1R или b1 ≤ b1R	b1 ≥ b1R или b1 ≤ b1R

Рисунок 5. 32 – Опорная обечайка с нижним опорным кольцом (вид снизу)

5.11.2 Расчет анкерных болтов

Расчет прочности анкерных болтов (рисунок 5.33) производится для сечения Е-Е для условий монтажа (), поскольку именно в этих условиях аппарат имеет наименьший вес и, соответственно, осевую сжимающую силу и положительные напряжения от изгибающего момента могут превысить отрицательные напряжения от осевой сжимающей силы, и часть болтов будет работать на растяжение, что может привести к их разрыву.

Рисунок 5.33 – Схема анкерного болта

При расчете анкерных болтов определяют, работают ли они под нагрузкой (воспринимают растягивающие напряжения), или служат только для фиксации аппарата, по соотношению

, (5.43)

или

(5.44)

Если , то напряжения от изгибающего момента меньше, чем напряжения от сжимающей осевой нагрузки и суммарные напряжения от этих двух нагрузок отрицательные, все болты не воспринимают растягивающие напряжения и поэтому служат только для фиксации аппарата от опрокидывания (рисунок 5.34).

В этом случае болты не рассчитываются, а их диаметр и количество принимаются конструктивно по следующим рекомендациям:

- число болтов должно быть не менее 4 при М24 – для колонн D₁<1400 мм;

- число болтов должно быть не менее 6 при М30 – для колонн 1400<D₁≤2200 мм.

Рисунок 5.34 – К расчету анкерных болтов

При D₁>2200 мм болты диаметром М36 мм устанавливают с шагом 1200 мм, но во всех случаях число болтов должно быть не менее 12.

Если , то положительные напряжения (σ_M) от изгибающего момента М₃ в сечении Е-Е больше, чем отрицательные напряжения (σ_F) от осевой сжимающей силы F₃, т. е. суммарные напряжения с наветренной стороны аппарата положительны, часть болтов работает на растяжение, может произойти их разрыв (рисунки 5.35) и их необходимо рассчитать на прочность.

Рисунок 5.35 – Болты в правой части опоры воспринимают растягивающие напряжения (), в левой части наблюдается местная потеря

устойчивости

В этом случае определяется внутренний диаметр резьбы d_{Б рас} анкерных болтов по формуле

+С, (5.45)

где n=z_б – число болтов, определяется по таблицам Ж3, Ж4 Приложения Ж.

[σ]_бол – допускаемое напряжение материала анкерных болтов, МПа, принимается по таблице Ж5 Приложения Ж;

D_б –диаметр болтовой окружности, мм, определяется по таблицам Ж3, Ж4 Приложения Ж;

- коэффициент, определяемый по рисунку Ж1 Приложения Ж или по формуле 5.46

(5.46)

Внутренний диаметр резьбы болта должен быть не менее стандартного значения d_Б.(таблицы Ж3, Ж4 Приложения Ж), т.е. должно выполняться условие

d_Б. d_Б._рас

Результаты расчета анкерного болта на прочность необходимо представить в таблице 5.28.

Таблица 5.28 – Исходные данные и результаты проверки прочности анкерных болтов

Параметры	Условия монтажа ()
Расчетное сечение
Изгибающий момент, МН м	M3
Осевая сжимающая сила	F3=
Материал болта
Допускаемое напряжение для материала болта, МПа	[ ]бол =
Количество болтов	zб=
Диаметр болта (конструктивное значение)	М32
Необходимо рассчитывать болты на прочность или можно выбрать конструктивно	или
Проверка прочности болта (сравнение расчетного значения диаметра резьбы болта dБ с заданным конструктивно), вывод

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении необходимо сделать общие выводы в соответствии с целью курсового проекта, а также выводы по каждому разделу, в которых отражается выполнение поставленных задач.