Расчет фундаментных болтов

Цель: Научиться определять диаметр фундаментных болтов, глубину их заделки, и угол поворота гайки.

Задание: Определить диаметр фундаментных болтов с отгибом, глубину их заделки в бетон фундамента и угол поворота гайки для обеспечения необходимого усилия предварительной затяжки. Принять, что машина работает в условиях воздействия динамических нагрузок. Бетон фундамента марки М150. Способ установки машины – бес подкладочный.

Ход работы:

Данные для расчета выбираем в таблице.1

Болты изготавливают из углеродистых и низколегированных сталей. Расчетные допускаемые напряжения [σ_p] на растяжение металла болтов принимают следующие: для болтов из сталей марок ВСтЗпс6 н ВСтЗсп5—140 МПа; из сталей марки

 09Г2С—170 МПа и марки 10Г2С1 —190 МПа.

1. По формуле 1 находим расчетную вертикальную нагружу, приходящуюся на 1 болт:

                                                         (1)

где     Ро— расчетная вертикальная отрывающая нагрузка действующая на фундамент от машины. Н;

М — расчетный опрокидывающий момент. Нм;

G — вес машины, Н;

n — число фундаментных болтов;

y₁— расстояние от оси пово­рота машины при опрокидывании до наиболее удаленного болта в растянутой зоне стыка, м;

у_i—расстояние от оси поворота до i-того болта в растянутой зоне стыка, м.

2. По формуле 2 определяем усилие Р_з.в ,  кН.предварительной затяжки от действия вертикальной нагрузки; при этом  принимаем  k_ст = 2.0; Х = 0,6

                                       (2)

3. Усилие предварительной затяжки от сдвигающей (горизонтальной) нагрузки находим по формуле 3

                                           (3)

где     Q— расчетная сдвигающая нагрузка, действующая в плоскости стыка. Н;

f — коэффициент трения; f =0.3 при бес подкладочном способе установки оборудования и f=0,2 при других способах установки.

4. Находим сyммарное  усилие предварительной затяжки  кН.

                                           (4)

Необходимую площадь сечения болтов по резьбе F, см²;  определяем по формуле 5:

                                               (5)

По расчетному сечению болтов выбираем диаметр резьбы по табл.2  

5. Проверяем сечение  болта на выносливость

По формуле 6 определяем допускаемое напряжение  болта на разрыв, при этом  принимаем коэффициенты µ,α из таблицы 3

                                     (6)

6. Определяем по формуле 7 площадь сечения болтов из условия выносливости (необходимого сопротивления усталостному разрушению при заданном числе циклов нагружения)

                                         (7)

Болты удовлетворяют условию необходимой выносливости, если F_в ≤ F

7. Для выбранного болта с отгибом находим глубину заделки болтов в фундамент H, мм;

                                         (8)

8. По формуле 9 находим угол поворота гайки для обеспечения необходимого усилия предварительной затяжки болтов

Где    S — шаг резьбы, см;

E =2 · 10⁵ — модуль упругости материала болта. МПа;

d – диаметр резьбы, см;

F— площадь сечения болта по резьбе, см².

9. Сделать вывод о проделанной работе

Справочные данные

Таблица 2 – Диаметр резьбы фундаментных болтов d в зависимости от расчетного сечения F.

Таблица 3 – коэффициенты