Расчет анкерного болта на выдергивание из бетона: Таблицы расчета анкерного болта на выдергивание из бетона

Как правильно сделать расчет анкерного болта. WikiСтатья.

Анкерный болт, клиновой анкер, рамный анкер — это эффективные крепёжные изделия, которые должны прочно закрепляться в несущем основании и удерживать прикрепляемую конструкцию.

Для быстрого перехода на крепеж анкерной техники указываем доп.ссылки здесь:
клиновой анкер, анкерный болт, с гайкой и крюком, рамный анкер

Применение анкерного болта и возможные разрушения при эксплуатации

Вот только несколько примеров применения анкеров:

• установка металлической обрешётки или других конструкций к бетонной кирпичной поверхности
• монтаж различных элементов к стене, которая представляет из себя сэндвич из нескольких по своей структуре и плотности оснований
• надежное крепление конструкций, на которые подразумевается воздействие как на скручивание, так и на вырывание

Подбирая тип и размер анкера, надо учитывать следующие факторы: характеристики несущей поверхности и ожидаемые нагрузки

В первом случае возможны такие разрушения, когда анкер выдергивается вместе с куском стены из-за её хрупкости. Следовательно, при монтаже надо подбирать достаточно длинный анкерный болт, который нанизывает на себя длину хрупкого материала и прочно зафиксируется в плотном (бетон, кирпич).

Например, нередко, вбив клиновой анкер на треть его длины в твердую рабочую поверхность, две третьи способны держать нагрузку от прикрепляемой конструкции (из газобетона, древесины). В то же время анкерный болт не имеет свободной длины и применяется для фиксирования, например, металлических листов до 5 мм, которые уже сами по себе создают большую нагрузку из-за удельного веса материала.

Таблица для расчета клинового анкера, где учитывается толщина прикрепляемого элемента и необходимая глубина анкеровки, при которой крепёж будет выдерживать соответствующую вырывающую силу приведена ниже статьи.

Второй вид разрушения, который может встречаться при неправильном подборе типа и размера анкера, — это разрушение по телу крепежа. То есть происходит деформация самого анкера, когда его часть остается в стене, а другая — снаружи.

Немаловажно здесь и качество материала, из которого изготовлен крепёж.

Если нагрузки заведомо высокие или речь идёт об ответственном строительстве, лучше сразу рассматривать высокопрочные анкеры

Много лет на рынке крепеж представлен в китайском и европейском исполнении. Разница колоссальная! Безусловно, есть множество конструкций, где применение наиболее доступных анкеров будет вполне достаточно. Если же Вы строите «для себя» или прописаны строгие требования по эксплуатации в заключенном Вами договоре на выполнение работ, то качественный крепеж будет надежен и гарантирует результат.

На сайте ГОСКРЕП они представлены в разделе «Профессиональный крепёж / Анкеры».

Расчеты при определении размера анкерного болта

Итак, важно учитывать все нагрузки. Их разделяют на два типа: статические и динамические. К первым относим вес самой конструкции; вторым характерны импульсивные, ударные нагрузки, применимые в зависимости от протяженности по времени, точки приложения, направления.

Если несущая поверхность имеет трещины или иные допустимые повреждения, то вычисленную нагрузку надо умножить на 0,6. То есть один и тот же анкерный болт в плотной поверхности выдержит 3,924 kН, а с дефектами — только 2,35 kН.

Чтобы вычислить нагрузку на узел, которую создает, например, подвешенный элемент массой m (кг) на расстоянии l
(плечо силы, м), воспользуйтесь формулой

M = m x g x l

Технические характеристики крепежа из анкерной техники

Ниже приведены таблицы для анкерного болта и клинового анкера, где указаны расчетные усилия на вырыв и срез в зависимости от материала несущей поверхности и диаметра крепежа.

Технические характеристики клинового анкера

Параметры монтажа клинового анкера

Технические характеристики анкерного болта

Третье разрушение характерно при неправильном выборе рамного анкера и других узлов, где возможна деформация по границе сцепления крепежа с базовым материалом, то есть анкер фактически выдергивается из отверстия под воздействием постоянных динамических нагрузок. В этом случае крепежу не хватает длины, чтобы прочно удерживать прикрепленную конструкцию, даже если её вес невелик.

Из таблиц ниже Вы можете подобрать размер рамного анкера, зная толщину прикрепляемой конструкции, а также при наличии данных о нагрузках на вырыв или срез.

Параметры монтажа анкерного болта

Технические параметры рамного анкера

Итак, чтобы ответить на вопрос «как правильно подобрать анкерный болт», надо учесть материал и особенности поверхности, к которой прикрепляется метиз, и нагрузки, их характер воздействия на узел. А данные таблиц и формулы в данной статье помогут сделать элементарные расчеты.

Таблица для расчета клинового анкера

Расчет фундаментных болтов по нормативам из общих указаний, подразделение по типам, применение

Расчет фундаментных болтов конструкторы проектных организаций выполняют для определения прочности изделий и точного выбора.

На них оказываются сила растяжения, в узлах соединения объекта с фундаментом.

При неточном расчете, неправильном совмещении всех воздействующих нагрузок, изгибающих моментов, действующих на технологическое устройство вертикальных продольных сил, возникнут проблемы с метизом на производственном участке.

Содержание:

• 1 Что рекомендуют нормативы
• 2 Виды продукции и требования к ним
• 3 Условия и рекомендации по установке

Что рекомендуют нормативы

Фундаментные болты

Расчет анкерных болтов на выдергивание предотвратит разрушение закрепленной строительной конструкции.

В общих указаниях строительных нормативов, над разработкой которых занимались ведущие специалисты, деятели науки и техники, представлены рекомендации о крепеже технологических объектов с применением фундаментных болтов.

Они оснащены специальными крепежными элементами, которые позволяют болту устойчиво находиться в материале из кирпича, камня, железобетона.

Шпилькой с резьбой на одном участке и фиксирующим устройством на другом крепится конструкция из различных составляющих.

Съёмные изделия производят стальные, высокопрочные, они способны выдерживать высокую нагрузку и разрывное усилие.

Для пользователей ИТР в проектных институтах, организаций выполняющих монтаж и строительство, заводов изготавливающих метизы, разработано пособие по применению креплений с помощью анкерных болтов в соответствии со СНиП утвержденного 2 сентября 2003 г.  Учитывают расчетную зимнюю температуру в зависимости от региона использования метизов по рекомендациям СНиП от 2 января 2001г. Применение креплений в агрессивных средах согласуют с требованиями в СНиПе от 3 апреля 2003 г.

Устанавливают метизы в фундамент в соответствии с условиями и их параметрами, по общим техническим разработкам и ГОСТом 24379.1-80. Конструктивные размеры представлены ГОСТом 24379.1-2012.

Виды продукции и требования к ним

Расчет анкерных болтов на срез позволяет специалистам сделать правильный выбор при фиксации особых объектов с жесткими требованиями на прочность. С их помощью осуществляется надежное соединение конструктивных элементов технических средств к фундаментам сооружений. От прочного сцепления создается надежное строение с длительным эксплуатационным сроком.

Анкерные болты

В период ремонтных работ болты используют:

• для реконструкции старого основания с присоединением пристройки
• фиксируют ростверк со сваей, устанавливают стационарную технику
• подвешивают тяжелое оборудование

Производство фундаментных метизов основано на выпуске следующих видов:

• Составного анкерного, их используют при креплении поворотных установок. Нижнюю шпильку, плиту и муфту размещают перед бетонной заливкой. Прикручивают верхний элемент, закрепляет сборку сварочный шов.
• Фундаментного изогнутого метиза. В его состав входят гайки, шпильки, шайбы. Он отличается от аналогов изогнутым концом. Производители представляют их под буквой Г и с отклоненными шпильками. Прямоугольное искривление применяют до формирования основания, «лебедь» устанавливают в готовый фундамент.
• Для полнотелых оснований под постройкой применяют крепеж с помощью анкерных болтов с плитами для несущих и металлических систем. Такой болт варьируется в длине с максимумом в пределах 4 м, и минимумом от 0.2 м. Подобные метизы использует как гражданское, так и промышленное строительство, их устройство происходит перед заливкой бетона. Нестандартный вид крепежного элемента способствует применению его в различных сферах хозяйственной деятельности в любых фундаментных материалах.
• Съемного, на его стержне с одного конца нарезана резьба. Другим наконечником, с помощью крепления он держит груз в бетонном растворе зафиксированный плитой. Его используют строители зданий разных предназначений в сооружениях из железобетона, кирпича, камня. Установка предусматривает размещение анкерной арматуры, закручивание происходит с окончанием монтажных работ.
• Анкерного прямого со стандартной шпилькой. Устанавливают в приготовленные заранее отверстия, применяют вместе с дополнительными клеящими веществами. Эти болты при диаметре 40мм и длине 160 см, стальные с высокой прочностью, выдерживают нагрузку прикрепленного технического средства, конструктивного элемента к неэластичному фундаменту.
• Конического — с конусным окончанием стержня, способным самостоятельно расклиниваться, его монтаж проводят с помощью цанги или заделывают цементным раствором. Это прочные и устойчивые крепления.

Объекты для использования фундамента не имеют границ, для этого производятся расчеты, определяется тип и требуемых размер. Параметр длины может заказать потребитель, если понадобится крепежные элементы для конкретного сооружения.

Условия и рекомендации по установке

Фундаментный метиз держится за счет:

• трений
• упоров
• клеящих средств

Трение создаёт нагрузка, которая действует на крепёж. Фундамент склеивается с болтом клеем или раствором от этого компенсируется сила воздействия, происходит её равномерное распределение.
Приобретение необходимых элементов выполняется после определения расчетом диаметров, длин и требуемого количества для надежного скрепления. Детали небольшие по длине понадобятся на участках, не подвергающихся ударам и вибрациям. Увеличение массы воздействия на место соединения требуют болты по диаметрам 6 см., а при действующих динамических сил, параметры увеличивают.

Типаж элементов зависит от климата региона. В Северных районах с низкой температурой используют для производства низколегированную сталь.

Точный и правильный монтаж строители выполняют по предварительно составленной подробной схеме. Предусматривают распределение крепежных деталей с расстоянием между соседними элементами и их погружением в глубину. Чтобы фундаментное основание не деформировалось, установку проводят, отступая от его края. По нормативам расположение болтов не должно быть меньше величины погружения.

Надежной установкой считается процедура монтажа в момент оформления фундамента, бетон крепко держит метиз, который соединяет конструкцию. Укладывают в незастывший раствор болты вертикально с одинаковой глубиной. После застывания бетона их перевязывают друг с другом с помощью металлических планок. Погружение должно соответствовать фундаментной толщине, опускают изделие, не превышая половину значения этого параметра.

Виды болтов

Производство выполняют и в готовом фундаментном блоке. Для установки сверлят отверстия с диаметрами, превышающими размер болта. Мастер знает распределение арматуры в основании и при выполнении процедуры обходит эти участки, чтобы не разрушить конструкцию.
После завершения процесса, углубления заливают бетонной смесью или клеящим средством.

Клей строители считают более надежным способом для сцепления. Затем устанавливают вертикально крепежную деталь.

Подобные монтажные работы используют, когда их производство необходимо, но не планировалось. Для этой цели понадобятся метизы с коническими концами с утолщением на стержне. Во время затяжки детали происходит расширение цанги с надежным сцеплением. Крепление применимо при легких объектах, не создающих вибрационных процессов во время работы.

Правильно подобранные фундаментные болты позволяют безаварийно работать целым предприятиям. Исключить внештатные ситуации помогут грамотные расчетные операции в данной области. Справочники, нормативная документация всегда укажут верное направление, в них совмещена работа исследовательских групп, основанная на примерах из практики аварийных ситуаций.

Болт фундаментный по ГОСТ 24379 1 80 Тип 1 2 — на видео:

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

• Рубрики
• Теги

• Похожие записи
• Автор

Расчет конструкции анкерного болта бетонного фундамента с примером в соответствии с ACI 318 Приложение D, часть 3 – Прочность на вырыв при растяжении

Пример расчета конструкции анкерного болта в бетоне – Часть 3: Определение прочности анкера на вырыв при растяжении

• Автор сообщения: Шибашис Гош
• Сообщение опубликовано: 1 октября 2011 г.
• Категория должности: Инженерный проект

Пожалуйста, обратитесь к постановке задачи и части 1, части 2 этого примера расчета конструкции монолитного бетонного анкерного болта, чтобы вы были в курсе этой части (части 3) расчета. Здесь мы рассчитаем прочность бетонного анкера на отрыв в соответствии с нормами ACI 318, Приложение D.

Что такое прочность анкера на отрыв?

Как следует из названия, это сила, необходимая для выкорчевывания анкера из бетона.

Calculation

According to ACI codes, the pull out strength of the group of anchors is given by

φN _pn =8nψ _c,P A _brg f’ _c ……………………………………..D-14

Где,
Φ – Коэффициент снижения прочности для прочности на отрыв и его значение для нерастянутой арматуры 0,70
ψ _c,P – Поправочный коэффициент для прочности на отрыв, основанный на наличии трещин в бетоне, для бетона с трещинами на уровне эксплуатационной нагрузки ψ _c,P =1 .

n – Количество анкерных болтов, в нашем случае n=4.

A _brg – Чистая опорная площадь головки анкерного болта в квадратных дюймах, в нашем случае A _brg =0,654 квадратных дюйма .

f’ _c – заданная прочность бетона на сжатие в фунтах на квадратный дюйм, в нашем случае f’ _c = 4000 psi .

Таким образом, подставив все значения в D-14, мы получим прочность на отрыв группы анкеров как

В следующей части (Часть 4) примера расчета конструкции анкерного болта фундамента мы обсудим расчет прочности бетона на выброс при растяжении.

Шибашис Гош

Привет, я Шибашис, блоггер по увлечению и инженер по профессии. Я написал большую часть статей для mechGuru.com. Более десяти лет я тесно связан с технологиями инженерного проектирования/моделирования производства. Я самоучка, любитель кода, в настоящее время влюблен в Python (Open CV / ML / Data Science / AWS -3000+ строк, 400+ часов)

Нравится:

Нравится Загрузка. ..

Теги: Конструкция анкерного болта

КОНСТРУКЦИЯ АНКЕРНЫХ БОЛТОВ, ЗАКРЕПЛЯЕМЫХ В БЕТОННУЮ КЛАДКУ

ТЭК 12-03С

ВВЕДЕНИЕ

Анкерные болты предназначены для передачи нагрузки на кладку от таких приспособлений, как ригели, пороги и опорные плиты. И сдвиг, и растяжение передаются через анкерные болты, чтобы противостоять расчетным силам, таким как подъем из-за ветра в верхней части колонны или стены или вертикальные гравитационные нагрузки на ригели, поддерживающие балки или фермы (см. Рисунок 1). Величина этих нагрузок значительно варьируется в зависимости от приложения.

В настоящем ТЭК обобщены требования к правильному проектированию, детализации и установке анкерных болтов, встроенных в бетонную каменную конструкцию, на основе положений «Требований строительных норм и правил для каменных конструкций» издания 2013 г. (ссылка 1). Следует отметить, что в изданиях 2012 года Международного строительного кодекса и Международного жилищного кодекса (ссылки 3 и 4) содержатся ссылки на положения Строительных норм и правил издания 2011 года для каменных конструкций (ссылка 5), которые не содержат существенных отличий от следующие методологии анализа и проектирования.

Рисунок 1—Расчетные нагрузки на анкеровку

Типы и конфигурации анкеровки

Анкерные болты обычно можно разделить на две категории: закладные анкерные болты, которые помещаются в цементный раствор во время возведения кладки; и постустановленные анкеры, которые размещаются после возведения кладки. Установленные после установки анкеры обеспечивают устойчивость к сдвигу и растяжению (вытягиванию) за счет расширения по отношению к кладке или втулкам или за счет приклеивания эпоксидной смолой или другими клеями. Конструкция устанавливаемых после установки анкеров должна соответствовать документации производителя анкеров и выходит за рамки настоящего ТЭК.

Конфигурации анкерных болтов, предусмотренные Строительными нормами и правилами для каменных конструкций, относятся к одной из двух категорий:

• Анкеры с изогнутыми стержнями, которые включают обычные болты J и L, представляют собой стальные стержни с резьбой с крючками на конце, встроенные в кладку. . Анкерные болты с изогнутыми стержнями должны соответствовать требованиям к материалам Стандартной спецификации для углеродистой конструкционной стали, ASTM A36/A36M (ссылка 6).

Анкеры с головкой

• включают обычные болты с квадратной или шестигранной головкой с резьбой, а также плоские анкеры (где стальная пластина приварена к концу болта). Анкерные болты с головкой должны соответствовать требованиям Стандартных технических условий для болтов и шпилек из углеродистой стали, предел прочности при растяжении 60 000 фунтов на кв. дюйм, ASTM A307, класс A (ссылка 7).

Для других конфигураций анкерных болтов, включая анкеры с последующей установкой, расчетные нагрузки определяются путем испытаний не менее пяти образцов в соответствии со Стандартными методами испытаний на прочность анкеров в бетонных и каменных элементах, ASTM E488 (ссылка 8) при нагрузках. и условия, которые представляют предполагаемое использование. Допустимые расчетные значения напряжения ограничены 20% от средней испытанной прочности анкерного болта. Используя расчетные положения по прочности, номинальная расчетная прочность ограничена 65% от средней испытанной прочности.

Строительные нормы и правила для каменных конструкций (ссылка 1) содержит положения о расчете анкерных болтов как для расчета допустимых напряжений, так и для методов расчета прочности (главы 2 и 3 соответственно). Обзор этих принципов проектирования можно найти в Расчете допустимых напряжений бетонной кладки, TEK 14-7C, и Положениях по расчету прочности бетонной кладки, TEK 14-4B (ссылки 9, 10). Обратите внимание, что глава 5 свода правил также включает предписывающие критерии для крепления пола и крыши, которые применимы к каменной кладке, разработанной эмпирическим путем, но эти положения здесь не рассматриваются.

Хотя многие требования к конструкции анкеров различаются в зависимости от методов расчета допустимого напряжения и прочности, некоторые положения обычно являются общими для этих двух подходов к проектированию. Следующее обсуждение и темы относятся к анкерам, спроектированным с использованием методов расчета допустимого напряжения или прочности.

Эффективная площадь анкерных болтов

Для обоих методов расчета чистая площадь анкерных болтов, используемая для определения расчетных значений, представленных в настоящем ТЭК, принимается равной следующим значениям, которые учитывают уменьшение площади из-за наличия анкера резьба:

Анкер ½ дюйма = 0,142 дюйма² (91,6 мм²)
Анкер ⅝ дюйма = 0,226 дюйма² (145,8 мм²)
Анкер ¾ дюйма = 0,334 дюйма² (215,4 мм²)
Анкер ⅞ дюйма = 0,462 дюйм² (298,0 мм²)

Эффективная длина анкеровки

Минимальная эффективная длина анкеровки для анкерных болтов составляет четыре диаметра болта (4 d _b ) или 2 дюйма (51 мм), в зависимости от того, что больше (см. 2). Длина заделки болтов с головкой, l _b , измеряется параллельно оси болта от поверхности каменной кладки до опорной поверхности головки болта. Для анкеров с изогнутыми стержнями эффективная длина заделки измеряется параллельно оси болта от поверхности каменной кладки до опорной поверхности на изогнутом конце минус один диаметр анкерного болта.

Рисунок 2—Минимальная эффективная длина анкеровки

Размещение

Анкерные болты должны быть залиты цементным раствором, за исключением того, что анкеры диаметром ¼ дюйма (6,4 мм) разрешается размещать в швах строительного раствора, толщиной не менее ½ дюйма (12,7 мм). За исключением анкеров, размещенных в швах строительного раствора, требуется минимальный зазор ¼ дюйма (6,4 мм) и ½ дюйма (12,7 мм) между анкерным болтом и ближайшей поверхностью кладки для мелкозернистого и крупнозернистого раствора соответственно. Это требование применяется к анкерным болтам, заделанным в верхнюю часть каменной кладки, а также к болтам, проникающим через лицевые оболочки каменной кладки, как показано на рисунке 2. Хотя исследования (ссылка 11) показали, что размещение анкеров в отверстиях увеличенного размера в лицевой оболочки не оказывают значительного влияния на прочность или производительность анкеров по сравнению с теми, которые размещаются в отверстиях, лишь немного превышающих диаметр анкера, в правилах принято решение сохранить эти требования к зазору в качестве удобного средства проверки того, что цементный раствор надлежащим образом затвердел вокруг анкерного болта. .

Несмотря на то, что в типичном проекте каменной кладки это редко является определяющим, требования строительных норм и правил для каменных конструкций также требуют, чтобы расстояние между параллельными анкерами было как минимум равно диаметру анкера, но не менее 1 дюйма (25,4 мм), чтобы обеспечить адекватная производительность анкера и уплотнение цементного раствора вокруг анкера.

Существующие нормы кладки не учитывают допуски на размещение анкерных болтов. При отсутствии таких критериев строительные допуски, используемые для размещения конструктивной арматуры, могут быть изменены для применения к анкерным болтам. Чтобы правильно выровнять анкерные болты во время заливки раствора, можно использовать шаблоны для удержания болтов в пределах необходимых допусков. Шаблоны, которые обычно изготавливаются из дерева или стали, также предотвращают утечку раствора в тех случаях, когда анкеры выступают сбоку от стены.

Зоны прогнозируемого сдвига и растяжения

Зона прогнозируемого разрыва при растяжении, A _pt , и площадь прогнозируемого разрыва при сдвиге, A _pv , для головных и изогнутых стержневых анкеров определяются по уравнениям 1 и 2. следующим образом:

Расстояние от края анкерного болта, l _до , измеряется в направлении приложенной нагрузки от центра анкерного болта до края каменной кладки. Когда проектируемые площади соседних анкерных болтов перекрываются, часть площади перекрытия уменьшается наполовину для расчета A _pt или A _pv , как показано на рис. 3. Любая часть проектируемой площади, которая попадает в открытую ячейку, открытое ядро, открытое головное соединение или выходит за пределы каменной кладки, вычитается из расчетное значение A _pt и A _pv . Графическое представление конуса разрушения при растяжении показано на Рис. 4.

Рис. 3 — Уменьшение площади проекции при перекрытии конусов разрушения

Рисунок 4—Предполагаемый конус разрушения анкерных болтов

Натяжение

Допустимая осевая растягивающая нагрузка, Ba, для анкерных болтов с головкой и изогнутым стержнем принимается как меньшее из Уравнения 3, допустимой осевой растягивающей нагрузки, определяемой прорывом каменной кладки, и Уравнением 4, допустимая осевая растягивающая нагрузка зависит от податливости анкера. Для анкеров с изогнутыми стержнями допустимая осевая растягивающая нагрузка также должна быть меньше нагрузки, определяемой уравнением 5 для выдергивания анкера.

Сдвиг

Допустимая сдвигающая нагрузка, B _v , для анкерных болтов с головкой и изогнутыми стержнями берется наименьшее значение из уравнения 6, допустимая поперечная нагрузка зависит от разрушения кладки, уравнение 7, допустимая поперечная нагрузка зависит от разрушения кладки, уравнение 8, допустимая поперечная нагрузка, зависящая от выступа каменной кладки, и уравнение 9, допустимая поперечная нагрузка, определяемая податливостью анкера.

Комбинированный сдвиг и растяжение

Анкерные болты, подвергающиеся комбинированному осевому растяжению и сдвигу, также должны удовлетворять следующему уравнению единства:

Зависимость между приложенными растягивающими и сдвигающими нагрузками и допустимыми растягивающими и сдвигающими нагрузками показана на рисунке 5.

Рисунок 5 — Конфигурация для примера расчета

Расчетные положения для анкерных болтов с использованием метода расчета прочности почти идентичны используется для расчета допустимых напряжений с соответствующими изменениями для преобразования требований для получения расчетных прочности на номинальное осевое растяжение и сдвиг. Коэффициенты снижения прочности Φ для использования в уравнениях с 11 по 18 принимаются равными следующим значениям:

• при контроле номинальной прочности анкера путем продавливания кладки, разрушения кладки или выдавливания анкера Ф принимается равным 0,50,
• при контроле номинальной прочности анкера податливостью анкерного болта Φ принимается равным 0,90,
• при контроле номинальной прочности анкера выдергиванием анкера Ф принимается равной 0,65.

Растяжение

Номинальная осевая прочность на растяжение, B _и , для анкерных болтов с головкой и изогнутой балкой принимается как меньшее из Уравнения 11, номинальной осевой прочности, определяемой прорывом каменной кладки, и Уравнения 12, номинальной осевой прочности. предел прочности при растяжении определяется податливостью анкера. Для анкеров с изогнутыми стержнями номинальная осевая прочность на растяжение также должна быть меньше, чем определенная по уравнению 13 для отрыва анкера.

Сдвиг

Номинальная прочность на сдвиг, Bvn, для анкерных болтов с головкой и изогнутых стержней принимается как наименьшее из Уравнение 14, Номинальная прочность на сдвиг, определяемая разрушением кладки, Уравнение 15, Номинальная прочность на сдвиг, определяемая разрушением кладки , Уравнение 16, номинальная прочность на сдвиг, зависящая от выдвигания каменной кладки, и Уравнение 17, номинальная прочность на сдвиг, зависящая от податливости анкера.

Комбинированный сдвиг и растяжение

Как и при расчете допустимого напряжения, анкерные болты, подвергающиеся комбинированному осевому растяжению и сдвигу, также должны удовлетворять следующему уравнению единства:

Два анкера с головкой ½ дюйма (12,7 мм) представляют собой болтовое соединение балки крыши с каменной стеной толщиной 8 дюймов (203 мм), см. рис. 5 ниже. Стена имеет минимальную указанную прочность на сжатие, f’ _м 2000 фунтов на квадратный дюйм (13,8 МПа). Болты имеют эффективный предел текучести 60 тысяч фунтов на квадратный дюйм (413,7 МПа), эффективную длину заделки и расстояние между болтами 6 дюймов (50,8 мм).

Допустимое расчетное напряжение

Можно предположить, что D + L _R – основная комбинация нагрузок. При этом общая расчетная сила сдвига для соединения составляет 1600 фунтов (7,12 кН), при этом каждый анкерный болт выдерживает половину общей нагрузки. Как это обычно бывает в болтовых соединениях, подвергающихся сдвигу, нагрузка передается со смещением, равным e, равному добавочной толщине ригеля и соединительных элементов. Эта внецентренная нагрузка создает пару сил с растягивающими усилиями в анкере и опоре каменной стены. Используя инженерную оценку, плечо момента можно приблизительно определить как ⅚ умноженное на расстояние от центральной линии болта до края ригеля, обозначенное как 9.0035 x для этого примера. Индуцированная сила натяжения всего соединения может быть рассчитана следующим образом:

Используя уравнение 1, можно определить площадь разрыва при растяжении для каждого болта, которая составляет 113,10 дюйма² (729,68 см²), однако из-за близости болтов к одному во-вторых, есть перекрытие прогнозируемой области прорыва. Чтобы учесть это, при анализе отдельного болта необходимо уменьшить предполагаемую площадь прорыва на половину площади перекрытия. Измененная площадь проекции для каждого болта становится:

Используя приведенное выше уравнение, модифицированный A _pt равен 90,99 дюйма² (578,03 см²).

В свою очередь, прочность на растяжение в осевом направлении контролируется либо разрушением каменной кладки (уравнение 3), либо податливостью анкера (уравнение 4) и определяется следующим образом (уравнение 5 явно для анкеров с изогнутыми стержнями и не требует проверки):

Для В этом примере осевая прочность на растяжение контролируется прочностью кладки на разрыв, B _ab .

Аналогичным образом, чтобы определить допустимую прочность на сдвиг, обычно рассчитывают площадь разрыва при сдвиге для каждого анкера. Для этого конкретного примера, учитывая направление сдвиговой нагрузки и большое расстояние от края, прорыв каменной кладки при сдвиге не будет определяющим видом разрушения. Расчетные значения прочности на разрушение каменной кладки (уравнение 7), выдвигание анкера (уравнение 8) и растяжение анкера (уравнение 9) следующие:

0035 Б _вк .

Проверка комбинированных эффектов нагрузки для отдельного анкера по уравнению 10 дает следующее:

Поскольку отношение спроса к грузоподъемности меньше 1,0, расчет выполнен.

Расчет прочности

Предполагается, что управляющая комбинация нагрузок для соединения составляет 1,2 D +1,6 L _R . При этом влияние внецентренной сдвигающей нагрузки анализируется аналогично примеру расчета допустимого напряжения, что дает факторизованную растягивающую силу 2688 фунтов (11,9 фунта).6 кН), действующей на все соединение. Расчетная сдвигающая нагрузка, действующая на соединение, составляет 2240 фунтов (9,96 кН).

Опять же, ссылаясь на уравнение 1 и изменяя его для перекрытия проектируемой области прорыва, A _pt для каждого анкерного болта оказывается равным 90,99 дюйма² (578,03 см²). Для пояснения обратитесь к примеру расчета допустимого напряжения.

Прочность на осевое растяжение, определяемая путем расчета разрушения кладки (уравнение 11) и текучести анкера (уравнение 12), является следующей (как и раньше, уравнение 13 не нужно проверять, так как оно применимо только к анкерам с изогнутыми стержнями):

Номинальная осевая прочность на растяжение зависит от текучести анкера, B _и .

Номинальная прочность на сдвиг контролируется разрушением каменной кладки (уравнение 15), выдвиганием анкера (уравнение 16) и податливостью анкера (уравнение 17) и проверяется следующим образом (как объяснялось ранее, для этого примера геометрия стены и направление нагрузки указывают прорыв при сдвиге маловероятен):

В этом примере номинальная прочность на сдвиг для каждого анкера контролируется разрушением каменной кладки, Б _ВНК .

Применяя соответствующие коэффициенты снижения прочности Φ = 0,9 для податливости анкера под действием растягивающих нагрузок и Φ = 0,5 для разрушения кирпичной кладки под действием сдвигающих нагрузок и проверяя комбинированные эффекты нагрузки для отдельного анкера по уравнению 18, получаем следующее:

С отношение спроса к мощности менее 1,0, проект удовлетворен.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

A _b           = площадь поперечного сечения анкерного болта, дюйм² (мм²)
A _pt          = площадь проекции на каменную поверхность прямого круглого конуса для расчета предела прочности при растяжении анкерных болтов, дюйм² (мм²)
A _pv        -половина прямого круглого конуса для расчета прочности на отрыв анкерных болтов, дюйм² (мм²)
B _a          = допустимая осевая нагрузка на анкерный болт, фунты (Н)
B _ab        = допустимая осевая растягивающая нагрузка на анкерный болт при управлении выломом каменной кладки, фунт (Н)
B _и        = номинальная осевая прочность анкерного болта, фунты (Н)
B _{и b}      = номинальная осевая прочность анкерного болта на растяжение при прорыве каменной кладки, фунты 6 9030 B 3 0      = номинальная осевая прочность анкерного болта на растяжение под действием вытягивания анкера, фунты (Н)
B _и       = номинальная осевая прочность анкерного болта на растяжение под действием деформации стали, фунты (Н)
B _ap        = допустимая осевая растягивающая нагрузка на анкерный болт при управлении вытягиванием анкера, фунты (Н)
B _as        = допустимая осевая растягивающая нагрузка на анкерный болт при управлении податливостью стали, фунты (Н) 0 B _V = допустимая сила сдвига на якорный болт, LB (N)
B _VB = допустимая нагрузка на сдвиг на якоре болта при управлении Masonry Dreakout, LB (n)
B _VC = Полезно
B _VC = Полезно поперечная нагрузка на анкерный болт при смятии каменной кладки, фунт (Н)
B _VN = Прочность на сдвиг якорного болта, LB (N)
B _VNB = Прочность на якорный болт с номинальным сдвигом. = номинальная прочность анкерного болта на сдвиг, управляемая смятием каменной кладки, фунты (Н) Прочность на сдвиг анкерного болта при регулировании текучестью стали, фунт (Н)
B _vpry    = допустимая поперечная нагрузка на анкерный болт при управлении анкерным подпором, фунты (Н)
B _A = Недооцененная осевая сила на якорном болте, LB (N)
B _AF = Факториальная осевая сила в якорном болте, LB (n)
B _V = Uncactored Shar Shar Shar Shar Shar Shar. анкерный болт, фунт (Н)
B _VF = факторированное усилие сдвига в якорном болте, LB (N)
D _B = номинальный диаметр якорного болта, дюйм. , дюймы (мм)
e _b         = выступающая часть опоры изогнутого анкерного стержня, измеренная от внутренней кромки анкера в месте изгиба до самой дальней точки анкера в плоскости крюка, дюймы (мм)
f ‘ _м        = указанная прочность каменной кладки на сжатие, psi (МПа)
F _Y = Указанная прочность урожая стали для якорей, PSI (MPA)
L _B = эффективная длина встраивания якорных болтов, дюйм. краевое расстояние, измеренное в направлении нагрузки, от края каменной кладки до центра поперечного сечения анкерного болта, дюймы (мм)
s           = расстояние между анкерами, дюймы (мм)
x           = глубина от центра линия анкера к краю ригеля
Φ          = коэффициент снижения прочности.

Стандартные технические условия

Стандартные технические условия

для болтов и шпилек из углеродистой стали, предел прочности при растяжении 60 000 фунтов на квадратный дюйм, ASTM A307-12, ASTM International, 2012.