Расчет закладной детали excel

Расчет закладных деталей

3.104 (3.49). Расчет анкеров, приваренных втавр к плоским элементам стальных закладных деталей, на действие изгибающих моментов, нормальных и сдвигающих сил (рис. 67) должен производиться по формуле

(200)

где F_ан — суммарная площадь поперечного сечения анкеров наиболее напряженного ряда; N_ан — наибольшее растягивающее усилие в одном ряду анкеров, равное

(201)

Q_ан — сдвигающее усилие, приходящееся на один ряд анкеров, равное

(202)

здесь N’_ан — наибольшее сжимающее усилие в одном ряду анкеров, определяемое по формуле

(203)

M, N и Q — соответственно момент, нормальная и сдвигающая силы, действующие на закладную деталь; величина момента определяется относительно оси, расположенной в плоскости наружной грани пластины и проходящей через центр тяжести всех анкеров; n_ан — число рядов анкеров (при определении сдвигающего усилия Q_ан учитывается не более четырех рядов); z — расстояние между крайними рядами анкеров; k₁ — коэффициент, определяемый по формуле

(204)

но принимаемый не менее 0,15; коэффициент принимается равным:

при N’_ан >= 0;

при N’_ан < 0;

k — коэффициент, определяемый для анкерных стержней диаметром 8 — 25 мм и тяжелого бетона марок М150 — М600 по формуле

(205)

но принимаемый не более 0,7; для бетона марки выше М600 коэффициент k принимается как для марки М600.

В формуле (205):

R_пр, R_а — в кгс/см²; f_ан — площадь анкерного стержня наиболее напряженного ряда, см².

Рис. 67. Схема усилий, действующих на закладную деталь

Коэффициент k можно также определять по табл. 26.

Таблица 26

Примечание. При марке бетона М150 коэффициент k следует уменьшать на 10% по сравнению с коэффициентом k для бетона марки М200.

Площадь сечения анкеров остальных рядов должна приниматься равной площади сечения анкеров наиболее напряженного ряда.

В формулах (201) и (203) нормальная сила N считается положительной, если она направлена от закладной детали, и отрицательной, если она направлена к ней. Если нормальные усилия N_ан и N’_ан, а также сдвигающее усилие Q_ан при вычислении по формулам (201) — (203) получают отрицательные значения, то в формулах (200), (202) и (204) они принимаются равными нулю.

Кроме того, если N_ан получает отрицательное значение, то в формуле (202) принимается N’_ан = N.

При расположении закладной детали на верхней (при бетонировании) поверхности изделия коэффициент k уменьшается на 20%, а значение N’_ан принимается равным нулю.

3.105 (3.50). Расчет анкеров, приваренных к пластине внахлестку, на действие сдвигающей силы должен производиться по формуле

(206)

Сопротивление анкеров, приваренных внахлестку, действию сдвигающей силы учитывается при Q > N (где N — растягивающая сила) и угле отгиба этих анкеров от 15 до 30°. При этом должны устанавливаться анкеры, приваренные втавр и рассчитываемые по формуле (200) при k₁ = 1 и при значении Q_ан, равном 0,1 от сдвигающего усилия, определенного по формуле (202).

Приваренные к пластине упоры из полосовой стали или арматурных коротышей (см. п. 5.113) могут воспринимать не более 30% сдвигающей силы при напряжениях в бетоне под упорами, равных R_пр. При этом значение Q в формулах (202) и (206) соответственно снижается.

3.106 (3.51). Конструкция закладных деталей с приваренными к ним элементами, передающими нагрузку на закладные детали, должна обладать достаточной жесткостью для обеспечения равномерного распределения усилий между растянутыми анкерами и равномерной передачи сжимающих усилий на бетон. Стальные элементы закладных деталей и их сварные соединения рассчитываются согласно главе СНиП по проектированию стальных конструкций.

Толщина пластин закладных деталей при анкерах, приваренных втавр, должна удовлетворять условию

(207)

где d — диаметр анкеров; R_ср — расчетное сопротивление стали на срез, принимаемое согласно главе СНиП по проектированию стальных конструкций (для стали класса С38/23 R_ср = 1300 кгс/см²).

3.107. Если выполняется условие

N‘_ан < 0, (208)

где N‘_ан — см. п. 3.104, т.е. если все анкеры закладной детали растянуты, следует производить расчет на выкалывание бетона следующим образом:

а) при анкерах с усилением на концах (см. п. 5.116) расчет производится из условия

(209)

где П — площадь проекции на плоскость, нормальную к анкерам, поверхности выкалывания, идущей от краев анкерных пластин или высаженных головок всех анкеров под углом 45° к осям анкеров; при эксцентриситете силы N относительно центра тяжести анкеров размер площади П в направлении этого эксцентриситета уменьшается на 2e₀ при соответствующем смещении наклонной грани поверхности выкалывания (рис. 68); площади анкерных пластин или высаженных головок, расположенных на поверхности выкалывания, не учитываются; a₁ и a₂ — размеры площади П; e₁ и e₂ — эксцентриситеты силы N относительно центра тяжести площади П в направлении соответственно размеров a₁ и a₂;

б) при анкерах без усиления на концах расчет производится из условия

(210)

где П_h — то же, что и П при поверхности выкалывания, идущей от анкеров на расстоянии h по длине анкера от пластины закладной детали (рис. 69); a_h1 и a_h2 — размеры площади П_h; e_h1 и e_h2 — эксцентриситеты силы N относительно центра тяжести площади П_h в направлении соответственно размеров a_h1 и a_h2; — площадь сечения всех анкеров, пересекающих поверхность выкалывания; l_xi — расстояние от конца i-го анкера до поверхности выкалывания; l_ан — длина зоны анкеровки (см. п. 5.115);

условие (210) проверяется при различных значениях h, меньших длины анкеров.

Рис. 68. Схема выкалывания бетона анкерами

закладной детали с усилениями на концах при N’_ан < 0

1 — точка приложения нормальной силы N; 2 — поверхность

выкалывания; 3 — проекция поверхности выкалывания

на плоскость, нормальную к анкерам

Рис. 69. Схема выкалывания бетона анкерами

закладной детали без усилений на концах при N’_ан < 0

1 — точка приложения нормальной силы N; 2 — поверхность

выкалывания; 3 — проекция поверхности выкалывания

на плоскость, нормальную к анкерам

Если число рядов анкеров в направлении эксцентриситета e₀ превышает два, то в условиях (209) и (210) силу N можно уменьшить на (где n_ан, M и z — см. п. 3.104).

Если N’_ан >= 0, расчет на выкалывание производится при длине анкеров, меньшей l_ан, и при наличии усиления на их концах из условия

N_ан <= 0,5П₁R_р, (211)

где N_ан — см. п. 3.104; П₁ — то же, что и П при поверхности выкалывания, начинающейся от краев анкерных пластин или высаженных головок анкеров наиболее растянутого ряда (рис. 70).

Рис. 70. Схема выкалывания бетона растянутыми

анкерами закладной детали при N’_ан >= 0

1 — проекция поверхности выкалывания на плоскость,

нормальную к анкерам; 2 — анкерная пластина

При этом для колонн расчет на выкалывание можно не производить, если концы анкеров заведены за продольную арматуру, расположенную у противоположной от закладной детали грани колонны, а усиления анкеров в виде пластин или поперечных коротышей зацепляются за стержни этой арматуры диаметром: не менее 20 мм при симметричном зацеплении и не менее 25 мм при несимметричном зацеплении (рис. 71). В этом случае участок колонны между крайними рядами анкеров проверяется, согласно п. 3.32, на действие поперечной силы, равной Q = N_ан +/- Q_к, где Q_к — поперечная сила на участке колонны, прилежащем к наиболее растянутому ряду анкеров закладной детали; значение Q_к определяется с учетом действующих на закладную деталь усилий.

Рис. 71. Конструкция закладной детали,

при которой не требуется расчет на выкалывание

1 — поперечные коротыши, приваренные контактной сваркой

к анкерам (2); 3 — анкерные пластинки; а — закладная

деталь с коротышами, симметрично зацепленными за продольную

арматуру колонны; б — эпюра Q участка колонны с закладной

деталью; в — анкеры закладной детали с анкерными

пластинами, несимметрично зацепленными

за продольную арматуру колонны

3.108. Если сдвигающая сила Q действует на закладную деталь в направлении к краю элемента (рис. 72), то при отсутствии анкеров, приваренных внахлестку, следует производить расчет на откалывание бетона из условия

Q <= 0,5R_рbh₁, (212)

где h₁ — расстояние от центра тяжести анкеров закладной детали до края элемента в направлении сдвигающей силы Q; b — ширина откалывающейся части элемента, принимаемая не более 2h₁.

Рис. 72. Схема, принимаемая при расчете

на откалывание бетона анкерами закладной детали

Если условие (212) не выполняется, то к закладной детали приваривают внахлестку анкеры или по грани элемента с закладной деталью устанавливают, согласно п. 3.100, дополнительные хомуты, воспринимающие сдвигающую силу Q.

3.109. При наличии на концах анкеров закладной детали усилений в виде анкерных пластинок или высаженных головок бетон под этими усилениями должен быть проверен на смятие из условия

(213)

где — коэффициент, определяемый согласно п. 3.95 и принимаемый не более: 2,5 — при бетоне марок М400 и ниже, 2 — при бетоне марок выше М400; F_см — площадь анкерной пластины или сечения высаженной головки за вычетом площади сечения анкера; N_см — сила смятия, определяемая следующим образом:

а) для анкеров, приваренных втавр, длиной l_а не менее 15d,

если вдоль анкера возможно образование трещин от растяжения бетона,

(214)

если образование таких трещин невозможно,

(215)

б) для анкеров, приваренных втавр, длиной l_а менее 15d значение N_см, определенное по формулам (214) и (215), увеличивается на

(216)

в) для анкеров, приваренных внахлестку

В формулах настоящего пункта:

N_ан, n_ан и Q_ан — см. п. 3.104; n_а — число анкеров наиболее напряженного ряда; l_ан — длина зоны анкеровки, определяемая согласно п. 5.48; n_от — число анкеров, приваренных внахлестку.

Скачать документ целиком в формате PDF