acrc3 - ширина продолжительного раскрытия трещин от действия постоянных и длительных нагрузок.
2.61. Для фундаментов, находящихся в неагрессивной среде, при расположении элемента выше или ниже расчетного уровня грунтовых вод ширина непродолжительного раскрытия трещин аcrc должна быть не более 0,4 мм, продолжительного - не более 0,3 мм. При расположении элемента в грунте при переменном уровне грунтовых вод ширина непродолжительного раскрытия трещин аcrc должна быть не более 0,3 мм, продолжительного - не более 0,2 мм.
2.62. При наличии агрессивной среды предельно допустимая ширина раскрытия трещин принимается по СНиП 2.03.11-85.
3. РАСЧЕТ ОТДЕЛЬНО СТОЯЩИХ ФУНДАМЕНТОВ ПОД СТАЛЬНЫЕ КОЛОННЫ
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1. Основные размеры плитной части фундамента и подколонника по прочности и раскрытию трещин определяют так же, как и для фундаментов под железобетонные колонны (см. разд. 2).
3.2. Отметка верха подколонника и размеры его в плане определяются в зависимости от размеров и принятого способа опирания башмака и метода монтажа стальных колонн (см. п. 3.14).
Минимальные размеры подколонников стальных колонн определяются расположением анкерных болтов для крепления колонн, расстоянием от оси болта до края фундамента (см. табл. 1 и п. 3.13) и размерами опорных плит башмаков.
ФУНДАМЕНТНЫЕ БОЛТЫ. КОНСТРУКТИВНЫЕ УКАЗАНИЯ
3.3. Фундаментные болты для крепления строительных конструкций должны проектироваться в соответствии со СНиП 2.09.03-85.
Конструкции болтов должны выполняться в соответствии с ГОСТ 24379.0-80 и ГОСТ 24379.1-80.
3.4. По конструктивному решению болты могут быть с отгибом, с анкерной плитой, прямые и конические (табл. 1).
Таблица 1
Болты |
С отгибом |
С анкерной плитой |
Прямые |
Конические |
Диаметр (по резьбе) d, мм |
12-48 |
12-90 |
12-48 |
12-48 |
Эскиз
|
|
|
|
|
Глубина заделки Н |
25d |
15d |
10d |
10d |
Расстояние между осями болтов С |
6d |
8d |
5d |
10d |
Расстояние от оси болта до грани l |
4d |
6d |
5d |
10d |
3.5. По способу установки болты подразделяются на устанавливаемые до бетонирования фундаментов, в которые они заделываются (с отгибом и с анкерной плитой), и устанавливаемые на готовые фундаменты в колодцы или скважины (прямые, изогнутые и конические).
3.6. По условиям эксплуатации болты подразделяются на расчетные и конструктивные:
к расчетным относятся болты, воспринимающие нагрузки, возникающие при эксплуатации строительных конструкций;
к конструктивным относятся болты, предусматриваемые для крепления строительных конструкций, устойчивость которых против опрокидывания или сдвига обеспечивается собственным весом конструкции.
3.7. Болты с отгибом и анкерной плитой могут применяться для крепления строительных конструкций без ограничений.
Болты, устанавливаемые в скважины, не следует применять для крепления несущих колонн зданий и сооружений, оборудованных мостовыми кранами, а также для высотных зданий и сооружений, ветровая нагрузка для которых является основной.
3.8. Марку сталей расчетных болтов, эксплуатируемых при расчетной зимней температуре наружного воздуха до минус 65о С включ., следует назначать согласно табл. 2.
Таблица 2
Расчетная зимняя температура наружного воздуха, оС |
Минус 40 оСи выше |
От минус 40до минус 50 оС |
От минус 51до минус 65 оС включ. |
Марка стали |
Вст3кп2по ГОСТ 380-71 |
09Г2С-610Г2С1-6по ГОСТ 19281-73 |
09Г2С-810Г2С1-8по ГОСТ 19281-73 |
П р и м е ч а н и е. Болты допускается изготавливать из других марок стали, механические свойства которых не ниже свойств марок сталей, указанных в таблице.
3.9. Для болтов диаметром 56 мм и более при расчетной зимней температуре минус 40 оС и выше допускается применять низколегированную сталь марок 09Г2С-2 и 10Г2С1-2 (ГОСТ 19281-73).
3.10. При расчетной зимней температуре наружного воздуха до минус 65 °С низколегированные стали марок 09Г2С-8 и 10Г2С1-8 должны иметь ударную вязкость не ниже 30 Дж/см2 (3 кгс • м/см2) при температуре испытания минус 60 оС.
3.11. Конструктивные болты во всех случаях (при расчетной зимней температуре до минус 65 °С) допускается изготавливать из стали марки Вст3кп2 по ГОСТ 380-71.
3.12. Минимальную глубину заделки болтов в бетон Н для бетона класса В 12,5 и стали марки Вст3кп2 следует принимать по табл. 1.
Для других марок сталей болтов или классов бетона глубину заделки болтов Н следует определять по формуле
Н Н m1 m2 ,(85)
где m1 - отношение расчетного сопротивления растяжению бетона класса В 12,5 к расчетному сопротивлению бетона принятого класса;
m2 - отношение расчетного сопротивления растяжению металла болтов принятой марки стали к расчетному сопротивлению стали марки Вст3кп2.
Для болтов диаметром 24 мм и более, устанавливаемых в скважинах готовых фундаментов, коэффициент m1 следует принимать равным 1.
3.13. Для конструктивных болтов с отгибами глубину заделки в бетон допускается принимать равной 15 d, для болтов с анкерными плитами — 10 d, для болтов, устанавливаемых в скважины, - 5 d.
Минимальные допускаемые расстояния между осями болтов С и от оси крайних болтов до граней фундамента l приведены в табл. 1.
Расстояния между болтами, а также от оси болтов до грани фундамента допускается уменьшать на 2d при соответствующем увеличении глубины заделки на 5 d.
Кроме того, расстояние от оси болта до грани фундамента допускается уменьшать на один диаметр при наличии армирования вертикальной грани фундамента в месте установки болта.
Во всех случаях расстояние от оси болта до грани фундамента должно быть не свыше, мм:
100 для болтов диаметром до 30 мм включ.
150 « « 48 «
200 « « св. 48 «
3.14. В зависимости от способа монтажа стальных колонн определяются отметка верха фундамента и дополнительные требования при его возведении.
При безвыверочном монтаже стальных колонн, имеющих фрезерованный торец и строганую плиту башмака, требуется устройство подливки под плитой башмака толщиной 50-70 мм, что и определяет отметку верха фундамента.
При монтаже стальных колонн с башмаком в виде плиты, приваренной к стержню колонны, выполняется выверка колонны, для этого анкерные болты должны иметь дополнительные гайки и шайбы, располагаемые под опорной плитой башмака, на которые устанавливается колонна во время монтажа.
При таком способе монтажа стальных колонн требуется устройство подливки под плитой башмака толщиной 100—150 мм; анкерные болты при этом снабжены гайками и шайбами, расположенными выше и ниже плиты башмака.
Монтаж стальных колонн с облегченной выверкой обеспечивает точность установки колонн при уменьшении сложности их изготовления.
3.15. Установка анкерных болтов при возведении фундаментов требует наличия специальных кондукторов.
Рекомендуется анкерные болты выполнять объединенными в жесткие блоки, установка которых строго фиксируется при бетонировании фундаментов.
РАСЧЕТ АНКЕРНЫХ БОЛТОВ
3.16. Расчетные сопротивления металла болтов растяжению Rba следует принимать по табл. 60 прил. 2 СНиП II-23-81.
3.17. Диаметры, площади сечения болтов по резьбе и расчетные сопротивления разрыву следует принимать по табл. 3.
Таблица 3
Диаметр резьбы |
Площадь сечения |
Расчетное усилие на болт, МН (тс), при марке стали |
|||||
болтов d, мм |
резьбы Asa, см2 |
Вст3кп2 |
09Г2С |
10Г2С |
|||
М10 |
0,523 |
0,00722 |
0,72 |
0,00920 |
0,94 |
0,00947 |
0,97 |
М12 |
0,768 |
0,01061 |
1,10 |
0,0135 |
1,39 |
0,0139 |
1,43 |
М16 |
1,44 |
0,0199 |
2,06 |
0,0253 |
2,61 |
0,0261 |
2,68 |
М20 |
2,25 |
0,0310 |
3,22 |
0,0396 |
4,08 |
0,0408 |
4,18 |
М24 |
3,24 |
0,0448 |
4,63 |
0,0541 |
5,87 |
0,0587 |
6,02 |
М30 |
5,19 |
0,0717 |
7,42 |
0,0914 |
9,39 |
0,0939 |
9,64 |
М36 |
7,59 |
0,1048 |
10,85 |
0,1301 |
13,33 |
0,1301 |
13,33 |
М42 |
10,34 |
0,1428 |
14,76 |
0,1772 |
18,19 |
0,1772 |
18,19 |
М48 |
13,80 |
0,1905 |
19,71 |
0,2366 |
24,26 |
0,2366 |
24,26 |
М56 |
18,74 |
0,2588 |
26,76 |
0,3212 |
33,05 |
0,3212 |
33,05 |
М64 |
25,12 |
0,3468 |
35,90 |
0,4187 |
43,05 |
0,4067 |
41,90 |
М72 |
32,23 |
0,4450 |
46,00 |
0,5371 |
55,24 |
0,5218 |
53,71 |
М80 |
40,87 |
0,5644 |
58,38 |
0,6811 |
70,10 |
0,6617 |
68,10 |
М90 |
53,68 |
0,7413 |
76,67 |
0,8691 |
89,43 |
0,8691 |
89,43 |
П р и м е ч а н и е. Расчетные площади определены по СТ СЭВ 182-75.
3.18. Площадь поперечного сечения болтов по резьбе Аsa следует определять по формуле
,(86)
где Р - расчетная нагрузка, действующая на болт;
Rba - 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 сквозной колонне;
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 расчетной нагрузки, приходящаяся на растянутые болты, определяется в соответствии с указаниями п. 3.20, с формулами (38), (39) СНиП 2.03.01-84 для внецентренно сжатых железобетонных элементов прямоугольного сечения.
Черт. 23. Расчетная схема для определения усилий в анкерных болтах стальной колонны сплошного тина
1 - анкерный болт
Расчетное усилие Р в анкерном болте рекомендуется определять по формуле
P = (Rb bb x - N) / n ,(88)
где Rb - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию с учетом коэффициентов b2, b3, b9;
bb - ширина опорной плиты базы колонны;
N - продольная сила в колонне;
n - число растянутых болтов, расположенных с одной стороны базы колонны;
х - высота сжатой зоны бетона под опорной плитой базы колонны, определяемая по формуле
х = 0,5 (la + lb) - ,(89)
где la - расстояние между анкерами (см. черт. 23);
lb, bb - соответственно длина и ширина опорной плиты;
- эксцентриситет продольной силы.
Высота сжатой зоны х ограничивается условием
х / la R ,(90)
где R = (0,85 - 0,008Rb)/1 + Rba [1 - (0,85 - 0,008Rb)/1,1]/400 .(91)
При расчете коэффициента условий работы 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 крутящего момента М, значение которого следует определять по формуле
M = V ,(92)
где V - усилие затяжки, определяемое по п. 3.21;
- 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 допускается передавать через силу трения, возникающую под опорной плитой базы колонны от действия сжимающей продольной силы с учетом усилий затяжки болтов.
Для сквозных стальных колонн, имеющих раздельные базы под ветви колонны, сдвигающая сила Q, действующая в плоскости изгибающего момента, воспринимается силой трения под сжатой ветвью колонны и определяется по формуле
Q f (0,5 N + M / h) ,(93)
где f - коэффициент трения, равный 0,25.
Для стальных колонн сплошного типа, а также для сквозных колонн при действии сдвигающей силы из плоскости изгибающего момента, сдвигающая сила воспринимается трением от силы затяжки болтов и определяется по формуле
Q f (0,25 n Asa Rba + N) ,(94)
где n — число болтов крепления сжатой ветви для сквозной колонны или (для колонны сплошного типа) число сжатых болтов, расположенных с одной стороны базы колонны;