Get Adobe Flash player

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

Наименование

Ед. изм.

Обозначение

Варианты

1

2

3

4

5

Опрокидывающий момент

кНм

М

1200

1300

1100

1350

1400

Вес машины

кН

G

100

150

90

200

250

Горизонтальная сдвигающая нагрузка

кН

Q

40

50

30

45

55

Отрывающая нагрузка

кН

Р0

20

25

15

30

35

Число фундаментных болтов

шт

n

8

8

8

8

8

Расстояние от оси поворота машины при опрокидывании до двух наиболее удаленных болтов

м

Y1,2

2

2,5

2

2,2

3

Расстояние от оси поворота машины при опрокидывании до двух других наиболее удаленных болтов

м

Y3,4

1,5

2

1,4

2,5

2,8

Материал болтов

-

09Г2С

10Г2С1

ВСт3пс6

Число циклов нагружения

2 х106

5х106

0,8х106

0,2х106

Болты изготавливают из углеродистых и низколегированных сталей. Расчетные допускаемые напряжения [σp] 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;

Gвес машины, Н;

n — число фундаментных болтов;

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

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

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

                                       (2)

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

                                           (3)

где     Qрасчетная 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 Fв 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;

dдиаметр резьбы, см;

Fплощадь 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.

 

d

F. см2

d

F. см2

d

F. см2

М10

0.523

М36

7,59

М80х6

40.87

М12

0,768

М42

10,34

М90х6

53.68

М16

1.44

М48

13.80

М100х6

67.32

М20

2,25

М56

18.74

М110х6

82.67

М24

3,24

М64

25.12

М120х6

108,56

М30

5,19

М72х6

32.23

М140х6

138.01

 

Таблица 3 – коэффициенты

d

М10-М12

М16

М20-М24

М30-М36

М42-М48

µ

1,0

1,1

1,2

1,4

1,6

d

М56– М72х6

М80х6–М90х6

М100х6–М125х6

М140х6–М90х6

µ

1,8

2,0

2,2

2,5

Число циклов

0,05х106

0,2х106

0,8х106

2х106

5х106 и более

α

3,15

2,25

1,57

1,25

1,0