double arrow

Определение глубины заделки и размеров концевой части по прочности бетона

Подбор поперечного сечения деталей по прочности металлов

Расчет деталей

8. Расчет деталей включает в себя определение действующего усилия с коэффициентом надежности по нагрузкам, равным 1, подбор поперечного сечения деталей по прочности металла и определение глубины заделки изделия и размеров концевой части деталей по прочности бетона. Прочность бетона проверяется для двух возможных видов разрушения: выкалывания и локального разрушения в месте расположения концевой части анкера. Расчет по металлу выступающей части деталей должен быть выполнен в зависимости от типа детали и способов захвата.

9. Расчет строповочной детали ведется на действующее усилие Fn с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1, по нормативной кубиковой прочности бетона на осевое сжатие в момент первого подъема изделия.

10. Усилие (с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1) на деталь определяют путем деления нормативного веса изделия на число деталей, одновременно работающих при подъеме. Число деталей, принимаемых в расчете, равно 2, а при наличии специальных самобалансирующих траверс может быть и больше.

11. Диаметр ds для арматуры строповочной петли (см. рис. 1) и стержня с крюком или шайбой (см. рис. 2, 3) назначается в зависимости от усилия (с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1) по табл. 1. Поперечное сечение детали из листовой стали определяют по расчетному сопротивлению металла в соответствии со СНиП II-23-81* с учетом коэффициентов динамичности 1,4 к надежности по нагрузке 1,1, на которые следует умножить величину действующего усилия.

Таблица I

  Диаметр Усилие на деталь с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1 кН
арматуры, мм для строповочной петли с подъемом для стержня без
  без сгиба высту­пающей части со сгибом высту­пающей части сгиба выступа­ющей части
10,5 7,6
16,5
22,5
19,6
37,5 24,8
46,5 30,6

При ослаблении сечения деталей резьбой или другим способом расчет следует вести по сечению нетто.

12.Глубина заделки деталей для подъема определяется по формуле

(1)

где Fn — действующее на деталь усилие с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1; yd — коэффициент динамичности, равный 1,4; уf — коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1; у1 — коэффициент, равный 0,92 для строповочной петли, 1 — для стержня с шайбой на конце и 0,65 — для стержня с крюком на конце; t — толщина изделия; Rb,1cr — расчетное значение критического коэффициента интенсивности напряжении, принимаемое по табл. 2; а — коэффициент, принимаемый по табл. 3 и учитывающий отношение расстояния между деталью и краем изделия (или проемом) b к глубине заделки детали l. При расчете по формуле ( 1 ) выбор а по табл. 3 в зависимости от l производится методом последовательных приближений; при первом шаге можно принять а = 1.

Таблица 2

Нормативная кубико­вая прочность бетона на сжатие в момент первого подъема, МПа Расчетное значение критического коэффи­циента интенсивности напряжений Размер концевой зоны трещины, см
0,27
7,5 0,35
0,43
12,5 0,5
0,56 10,5
0,68
0,79

Примечания: 1. При кассетном способе изготовления изделий значения Rb,1cr следует умножить на 0,85. 2. Значениями Rb,1cr можно пользоваться при отношении l/d ³ 3. При l,5 £ l/d £ 3 эти значения Rb,1cr следует умножать на коэффициент, равный (0,19l/d + 0,43). 3. Значения Rb,1cr и d приведены для бетона с крупностью заполнителя 20 мм. Для бетонов с заполнителем 10 мм значения Rb,1cr необходимо уменьшать в 1,4, а значения d — в два раза.

Таблица 4

b/l 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 2 и более
а 0,55 0,65 0,80 0,9 0,94 0,95

Глубина заделки l, вычисляемая по формуле (1), должна удовлетворять условию

l £ lu, (2)

где lu — предельная величина глубины заделки, определяемая согласно п. 13. Если условие (2) не выполняется, то деталь не может воспринять заданное усилие Fn. В этом случае следует изменить число деталей или их тип, либо параметры, от которых зависит lu.

13. Предельную величину глубины заделки деталей для подъема определяем по формулам:

для строповочной петли и стержня с крюком на конце

(3)

для стержня с шайбой на конце

(4)

где ds,red = ds + a/4; cred = c + a/4; а ¾ максимальный размер заполнителя; h1, h2 — коэффициенты, принимаемые в зависимости от отношения t/d по табл. 4; h3 — коэффициент, равный 2,4 для стержней с крюком; 3,4 — для строповочной петли при s = t/3 и 4,7 — при s = 2t (для промежуточных значений s величина h3 принимается по линейной интерполяции); d — размер концевой зоны трещины, определяемый по табл. 2.

Таблица 4

t/d 0,8 1,5 2,5
h1 5,5 5,5 5,0 4,7 4,5 4,2
h2 4,75 4,5 4,0 3,7 3,5 3,4

Примечание. Значения коэффициентов h1 и h2 для промежуточных значений t/d могут быть определены по линейной интерполяции.

14. Глубина заделки деталей из листовой стали назначается по формуле (1), в которой коэффициент у1 = 1. Габариты концевой части детали принимают по расчету на местное сжатие бетона в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01—84.

15. Глубина заложения строповочного отверстия определяется по формуле (1), в которой коэффициент у1 = 1.

Бетон у отверстия проверяется на местное сжатие в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01—84.

16. При проверочном расчете (заданы глубина заделки и нормативная кубиковая прочность бетона на сжатие в момент первого подъема) за усилие (с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1) Fn на деталь или строповочное отверстие принимают минимальное значение из величин усилий, определенных из условий разрушения от выкалывания бетона Fn,exp и локального разрушения Fn,loc.

Разрушение от выкалывания бетона. Усилие на деталь или строповочное отверстие определяется по формуле

(5)

Локальное разрушение. Усилие определяется по формулам: для строповочной петли и стержня с крюком па конце

(6)

для стержня с шайбой на конце

(7)

где y — коэффициент, равный: для стержня с крюком — 1, для строповочной петли при s = t/3 ‑ 1,7 при s ³ 2t — 2; для промежуточных значений s величина y принимается по линейной интерполяции, Rbt — расчетное значение сопротивления бетона при осевом растяжении; значения остальных величии, входящих в формулы (6) и (7), приведены в п. 12.

Для детали из листовой стали и для строповочного отверстия локальное разрушение оценивается расчетом на местное сжатие с учетом коэффициента динамичности и надежности по нагрузке.

Примеры расчета деталей

Пример 1. Требуется запроектировать детали для подъема стеновой панели толщиной 14 см, массой 6000 кг. Предполагается в каждой панели установить два стержня с шайбой на конце. Расстояние от места установки деталей до края панели — 120 см. Перевод в горизонтальное положение производится с помощью кантователя, подъем — с помощью самобалансирующих траверс (усилие направлено вдоль стержня). Нормативная кубиковая прочность бетона в момент первого подъема 7,5 МПа, крупность заполнителя — 20 мм.

Усилие на деталь (с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1) Fn = 60/2 = 30 кН. Диаметр стержня принимается по табл.1 равным 20 мм.

Глубина заделки определяется по формуле (1), в которой коэффициент y1 = 1 (для бетона согласно табл. 2 Rb,1cr = 0,35 кН/см3/2, d = 17 см).

l = [(30 × 1,4 × 1,1)/(1,25 × 1 × 14 × 0,35 × 1)]2 = 57 см.

Так как расстояние до края панели 120 > 2 × 57, то близость к краю не учитывается.

Минимальный размер шайбы cred определим решением уравнения (4), принимая lu = 57 см, d = 17 см (по табл. 2), h2 = 4,73 (по табл. 4 для t/d = 0,824):

решив это уравнение, найдем, что cred = 5,7 см.

Минимально необходимый размер шайбы с = 5,7 — 2/4 = 5,2 см.

Пример 2. Требуется запроектировать деталь для подъема стеновой панели с исходными данными примера 1 при расположении детали на расстоянии 40 см от края панели.

Определение глубины заделки производим методом последовательных приближений. Сначала не учитываем близость к краю, тогда глубина заделки равна 57 см (см. пример 1). Отношение b/l = 40/57 = 0,7; ему соответствует а = 0,92 по табл. 3. Из-за влияния края величина l должна быть больше 57 см, а коэффициент меньше 0,92. Принимаем a = 0,82, тогда l = [(30 × l,4 × l,l)/(l,25 × l × 14 × 0,35 × 0,82)]2 = 85 см.

Отношение b/l = 40/85 = 0,47. Коэффициент a = 0,835. Для а = 0,835l = [(30 × 1,4 × 1,1)/(1,25 × 1 × 14 × 0,35 × 0,835)] = 82 см.

Отношение b/l = 40/82 = 0,49 » 0,5. Коэффициент a = 0,845 »0,85.

Принимаем l = 80 см. Для этой глубины заделки минимальный размер шайбы сred, определяем из уравнения (4)

решив это уравнение, найдем, что сred = 6,5 см.

Минимальный размер шайбы равен с = 6,5 — 2/4 = 6,0 см.

Пример 3. Требуется запроектировать детали для подъема стеновых панелей с исходными данными примера 1 при нормативной кубиковой прочности бетона при первом подъеме 10 МПа и крупности заполнителя 20 мм в случае установки двух стержней с крюками на конце (D = 3,5ds = 7 см).

Глубину заделки определяем по формуле (1), в которой коэффициент y1 = 0,65 (для бетона с прочностью 10 МПа по табл. 2 определяем Rb,1cr = 0,43 кН/см3/2, d = 13 см). l = [(30 × 1,4 × 1,1)/(1,25 × 0,65 × 14 × 0,43 × 1)]2 = 89 см.

Предельную глубину заделки определяем по формуле (3) (h3 = 2,4; ds,red = 2 + 2/4 = 2,5 см, при t/d = 1,08 по табл. 4 h1 = 5,4), она равна

Подъем панели за стержни диаметром 20 мм и концевой частью в виде крюка невозможен.

Пример 4. Требуется запроектировать детали для подъема стеновой панели с исходными данными примера 3 в случае установки двух строповочных петель.

Перевод в горизонтальное положение производится с помощью кантователя, подъем — стропами со сгибом выступающей части. Параметры петли: D = s = 3,5ds. Петли расположены на значительном расстоянии друг от друга и от края панели или проема.

Усилие на деталь (с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1) Fn = 60/2 = 30 кН. Диаметр стержня принимается по табл. 1 равным 20 мм, D = 7 см.

Глубину заделки определяем по формуле (1), в которой y1 = 0,92; для бетона с нормативной кубиковой прочностью 10 МПа по табл. 2 Rb,1cr = 0,43 кН/см3/2, d = 13 см, l = [(30 × 1,4 × 1,1)/(1,25 × 0,92 × 14 × 0,43 × 1)]2 = 45 см.

Предельную глубину заделки для петли определяем по формуле (3) при h3 = 3,6; ds,red = 2 + 2/4 = 2,5 см; h1 = 5,4 (при t/d= 1,07 — по табл. 4)

Принимаем глубину заделки равной 45 см.

Пример 5. Требуется запроектировать строповочные петли для подъема стеновой панели с исходными данными примера 3, для случая подъема с помощью самобалансирующих траверс усилие направлено вдоль петли.

Диаметр арматуры петли принимаем по табл. 1 равным 16 мм, D = 56 мм.

Глубину заделки определяем по формуле (1), так же, как и в примере 4, она равна 45 см.

Предельную глубину заделки для петли определяем по формуле (3) при h3 = 3,5; ds,red = 1,6 + 2/4 = 2,1cм; h1 = 5,4 (при t/d = 1,07 табл. 4)

Принимаем глубину заделки 45 см.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6


Сейчас читают про: