Расчет анкерных болтов под технологическое оборудование

Расчет анкерных болтов для крепления конструкций и оборудо- вания ведут согласно приложению Г СП 43.13330. Болты, предназна- ченные для работы в агрессивных средах (повышенная влажность, воздействие химических веществ и нефтепродуктов), следует проек- тировать с учетом дополнительных требований СП 28.13330. Приме- ры расчетов оснований и фундаментов под уникальное оборудование приведены в справочнике [19].

Выбор марок стали для анкерных болтов следует производить по ГОСТ 24379.0, а их конструкций и размеров – по ГОСТ 24379.1. Рас- четное сопротивление металла болтов растяжению по СП 16.13330 для марок стали Ст3пс4, Ст3пс2, Ст3сп4, Ст3сп2 по ГОСТ 535 состав- ляет 190 Н/мм².

Площадь поперечного сечения болта (по резьбе) находят по прочности:

Asa

=k0 × P ,

R

(7.1)

ba

где k₀ = 1,35 – для динамических, 1,0 – для статических нагрузок. Для съемных болтов с анкерными плитами, устанавливаемых свободно в трубе, коэф. для динамических нагрузок принимается k₀ = 1,15.

При действии динамических нагрузок сечение болтов, опреде- ленное по формуле (7.1), следует проверять на выносливость по формуле:

Asa

=1,8cm ×P ,

a R

(7.2)

ba

где c – коэф. нагрузки, принимаемый по таблице Г1 СП 16.13330 в за- висимости от конструкции болта; m – коэф., принимаемый по табл. 7.1 в зависимости от диаметра болта; a – коэф., определяемый по табл. 7.2.

Таблица 7.1

Зависимость коэффициента m от диаметра болта

Таблица 7.2

Зависимость коэффициента a от динамических нагрузок

По конструктивному решению болты могут быть с отгибом, с ан- керной плитой, прямые и конические (распорные) (табл. 7.3). По спосо- бу установки болты подразделяются на устанавливаемые до бетони- рования элементов, в которые они заделываются (с отгибом и с анкер- ной плитой), и на готовые элементы, устанавливаемые в просверлен- ные скважины (прямые и конические). Прямые болты в скважинах за- крепляют с помощью синтетического клея или виброзачеканки, а кони- ческие – с помощью разжимных цанг или цементно-песчаных смесей.

При расчете креплений строительных конструкций усилие пред- варительной затяжки и площадь сечения болтов следует определять как для статических нагрузок (таблица Г.1 СП 16.13330), если в проек- те нет специальных указаний.

При групповой установке болтов для крепления оборудования значение расчетной нагрузки P на один болт определяют для наибо- лее нагруженного болта:

P = - N

n

+M × y1 ,

i

å y ²

(7.3)

где N – продольная сила; M – изгибающий момент; n – число болтов; y₁ – расстояние от оси поворота до наиболее удаленного болта в рас- тянутой зоне стыка; y_i – расстояние от оси поворота до i-го болта для растянутых и сжатых болтов.

Таблица 7.3

Виды анкерных болтов и их размещение в фундаменте

Конструкция болта	С отгибом	С анкерной плитой	Прямой	Конический (распорный)
глухой	съемный
Диаметр болта (по резьбе) d, мм	12–48	12–140	56–125	12–48	6–48
Эскиз
Минимальная глубина заделки Н	25d	15d	30d	10d	10d (8d) <*>
Наименьшее расстояние между болтами	6d	8d	10d	5d	8d
Наименьшее расстояние от оси болта до грани фундамента	4d	6d	6d	5d	8d
Коэффициент нагрузки c	0,4	0,4	0,25	0,6	0,55
Коэффициент стабильности затяжки k	1,9 (1,3) <**>	1,9 (1,3)	1,5	2,5 (2)	2,3 (1,8)
<*> В скобках дана глубина заделки для болтов диаметром менее 16 мм. <**> В скобках приведены значения коэффициента k для статических нагрузок.

Ось поворота допускается принимать проходящей через центр тяжести опорной поверхности оборудования или башмака колонн.

По условиям эксплуатации болты подразделяются на расчет- ные и конструктивные. К расчетным относятся болты, восприни- мающие нагрузки, возникающие при эксплуатации строительных кон- струкций или работе оборудования. К конструктивным относятся бол- ты, предназначенные для крепления строительных конструкций и оборудования, устойчивость которых к опрокидыванию или сдвигу обеспечивается собственным весом конструкции или оборудования. Конструктивные болты предназначены для рихтовки строительных конструкций и оборудования во время их монтажа и для обеспечения

стабильной работы конструкций и оборудования во время эксплуата- ции, а также для предотвращения их случайных смещений.

Согласно СП 16.13330 болты, устанавливаемые в скважины, до- пускается применять для крепления строительных конструкций и обо- рудования, не испытывающих значительных динамических нагрузок, а болты с отгибом и анкерной плитой допускается применять для креп- ления конструкций и оборудования без ограничений.

Одной из ключевых задач при проектировании фундаментов под оборудование является нахождение центра масс различных геомет- рических фигур на плоскостях и в пространстве.

Пример. Задача нахождения центра тяжести плоской состав- ной фигуры решается методом разбиения. Тело разбивается на ко- нечное число частей, для каждой из которых положение центра тя- жести C и площадь S известны. Например, проекцию тела на плос- кость x0y (рис. 7.1) можно представить в виде двух плоских фигур с площадями S₁ и S₂ (S = S₁ + S₂). Центры тяжести этих фигур на- ходятся в точках C₁(x₁, y₁) и C₂(x₂, y₂). Тогда координаты центра тя- жести тела:

x =x1 × S1 + x2 × S2 , y =y1 × S1 + y2 × S2 .

(7.4)

^c S + S ^c S + S

1 2 1 2

Рис. 7.1. Центры тяжести плоских фигур

Фундаменты под оборудование с динамическими нагрузками проектируют согласно СП 26.13330.2012.