Крепление металлической балки к существующей железобетонной колонне
Обновлено: 20.05.2024
Балка может быть прикреплена к основанию с помощью жесткой заделки (рис. 4.12, а). Балку, у которой один конец прикреплен жестко к основанию, а другой свободен, называют консолью. Многие строительные конструкции работают как консоли: балконные плиты, козырьки, карнизные плиты и т.д.
Такая опора с геометрической точки зрения характерна тем, что препятствует вертикальному, горизонтальному и угловому перемещениям опорного сечения. С точки зрения статики такая опора характеризуется тем, что дает три реактивных фактора (Ум, КА2, ЯА), причем величины реакций Ум и УА2зависят от глубины заделки /оп. Представим расчетную схему консоли в виде трех опорных стержней — рис. 4.12, б. В каждом опорном стержне возникает по одной реакции: ЯА, Ум, КА2. Однако в расчетах неудобно иметь дело с реакциями Ум и УА2, зависящими от длины заделки, поэтому расчетную схему чаще представляют по рис. 4.12, в, где пара сил Ум и Ук1 заменена моментом Л/А, его называют опорным моментом. Такую опору принято называть жестко защемляющей или жесткой заделкой. За расчетный пролет /„ консоли принимают расстояние от края заделки до свободного конца балки.
Защемление строительных конструкций на опорах во многом определяется глубиной заделки /оп, материалом, в который заделывается балка, и специальными мерами, обеспечивающими крепление (постановка анкеров, сварка, замоноличивание и т.д.). Безусловно, защемление обладает некоторой податливостью, величина этой податливости зависит от ряда причин, которые трудно учесть. Для большинства балочных конструкций, опирающихся на кирпичные стены на глубину 120—250 мм, очень трудно обеспечить полное защемление на опорах. Поэтому при опирании балки без специальных устройств и при небольшой глубине заделки при расчетах защемлением пренебрегают (рис. 4.13, а). Расчетную схему такой балки принимают по рис. 4.13, б.
Здесь были рассмотрены только опоры простых балок, с тех же позиций можно рассмотреть шарнирные и неразрезные балки, уделяя особое внимание конструктивному оформлению шарниров или неразрезности балок, встречающихся в строительной практике.
Еще раз обратим внимание на то, что расчетные схемы должны отражать действительные условия работы сооружений и конструкций с целесообразной точностью.
4.2. Колонны: конструктивные и расчетные схемы
Принципы построения расчетной схемы балки можно перенести и на колонны. Не повторяя правил, приведенных для построения расчетных схем простых балок и консолей, построим их для некоторых конструктивных схем стальных, железобетонных деревянных и кирпичных колонн (стоек, столбов).
Стальные колонны. Простейшие стальные колонны, которые и будут рассматриваться в учебнике, прикрепляются к фундаментам с помощью опорных плит (относительно толстых стальных листов) и анкерных болтов. Они не обеспечивают жесткого защемления внизу и обладают податливостью, поэтому такое закрепление считается шарнирным (рис. 4.14).
При необходимости обеспечить жесткое защемление прикрепления колонны к фундаменту используют более сложную конструкцию траверсы (рис. 4.15). Из рисунка видно, что поворот нижнего сечения колонны или опорной плиты практически исключается.
Балки к колоннам могут прикрепляться как шарнирно, так и жестко. Пример шарнирного соединения балки с колонной показан на рис. 4.16, при таком креплении возможен поворот торцевого сечения. Пример жесткого соединения изображен на рис. 4.17, где балка через опорное ребро передает нагрузку на опорный столик колонны, а жесткое присоединение балки к колонне обеспечивается болтами, которые исключают поворот сечений, т.е. делают узел жестким. При этом следует понимать, что жесткость соединения балки с колонной зависит не от того, опирается она сверху или сбоку, а от способа соединения, обеспечивающего или не обеспечивающего возможность поворота. Опирание балки сверху можно сделать жестким, а примыкание сбоку шарнирным (если убрать часть болтов, оставив их только в нижней части соединения).
Железобетонные колонны. Наиболее распространенные случаи соединения железобетонных колонн с фундаментом приведены на рис.4.18, а. Колонны жестко заделываются в стакане фундамента с помощью монолитного бетона, что дает основание считать нижнюю часть колонны жестко заделанной на уровне обреза фундамента. Это справедливо, если размеры фундамента значительны и не дают возможности повернуться колонне вместе с фундаментом. Если размеры фундамента невелики, а колонна достаточно мощная, то возможен ее поворот вместе с фундаментом, что больше соответствует шарнирной опоре (рис. 4.18, б).
Узел крепления металлической балки к железобетонной колонне при реконструкции здания
Исходные данные: в каркасном (ж/б) здании предыдущими собственниками демонтирован этаж (объединен четвертый и третий), здание первоначально четырехэтажное, хотели сделать концертный зал.
Задача: восстановить этаж.
Решение: металлический каркас, с опиранием на существующие конструкции.
Требуется: мнение по узлу крепления металлической балки к существующей ж/б колонне, опорная реакция 20 т.
Примечания:
1. Демонтирован этаж в средней части здания.
2. В связи с реконструкцией (изм. нагрузок, СНиП 2.01.07-85*), требуется усиление колонн, усиление производится металлической обоймой из уголков.
| --- Обращение ко мне - на "ты". Все, что сказано - личное мнение. |
1. А какое мнение содержится в высказывании №2? На форуме есть только одна похожая тема, но там суть вопроса не раскрыта, одна болтология, я лишь прошу компетентных (если такие имеются) специалистов выразить свое мнение по поводу узла крепления.
2. Какие правила я нарушаю?
А в чем собственно проблема? Узел вполне жизнеспособный, осталось проверить все элементы этого узла на нагрузки и спать спокойно
В том то и проблема, что необходимо мнение, по жизнеспособности, т.к. аналогов таких узлов не встречал, элементы и св. швы рассчитаны с запасом.
1. Есть эксцентриситет (примерно 0,28 м) приложения вертикальной нагрузки - как этот момент влияет на общую схему каркаса?
2. Верхний пояс балки в узле можно доп. закрепить из плоскости рамы.
3. Ребро 240х150х10 можно наверно уменьшить до 60 мм. Там кстати нет сечения-ребра не видны.
4. Ну и все наверно.
Engineer IA, 2008
Ильнур,
1. Негативного влияния не оказывает, т.к. изначально в этом месте был жесткий узел. Колонны не проходят под действующие нагрузки - усиляем металлической обоймой.
2. Из плоскости рамы - второстепенные балки, крепятся шарнирно к главной, сверху монолитное перекрытие с несъемной опалубкой (профлист).
3. Можно, но уменьшается площадка опирания (=поясу двутавра), не принципиально. Ребра видно на Виде А, и на самом узле.
4. Спасибо.
На узле видны две поливинки одного ребра и фрагмент среднего ребра, на Виде А видны только видимые половинки ребер. (А вот невидимую планку видно ). Т.е. не видно половинки среднего ребра. Если она есть, то . см.п.3.
Кулик Алексей aka kpblc, хех. но отсылать всех по всем вопросам в архив тоже смысла по-мойму не имеет. Forrest_Gump написал ответ, когда тема еще не сформировалась, а произошел досадный сбой, в виде отправки на форум не готовой темы. Кроме этого, я думаю здесь не детсад, чтоб не посмотреть предварительно перед размещением темы, что возможно есть похожие темы? А насчет тональности: есть старый анек про пиво, могу в личку бросить, чтоб не флудить. =)
Ильнур, среднее невидимое ребро такого же сечения как и крайние ребра, а видимое ребро имеет размеры 240х150х10 для увеличения площадки опирания 45Б1 на 25Б1, но как сказал это не принципиально.
Another, при монтаже металлической обоймы, она автоматически включается в работу каркаса, а вот как выполнить грамотно монтаж, есть масса литературы по расчету усиления существующих конструкций и указания по монтажу. =)
Offtop: Scooter, Вы не первый, кто сталкивался с проблемой монтажа балок перекрытия на существующие железобетонные колонны. И способы монтажа столиков уже обсуждались. Потому и рекомендовал воспользоваться поиском по форуму.
И не будет включатся автоматически в работу Ваша металлическая обойма из уголков. Это зависит от узлов примыкания обоймы к перекрытиям.
Forrest_Gump, на пальму первенства не претендую =) повторюсь, что читал обсуждение, только там "только" обсуждение (уж прошу простить за тавтологию), я же предлагаю конкретное решение, и готов выслушать конструктивную критику, а не отсылание "куда по-дальше".
Методы монтажа металлических обойм при усилении существующих ж/б колонн описаны в литературе (в т.ч. и узлы примыканий к колоннам; вопрос по опиранию на перекрытия - спорный. не встречал), поэтому этот вопрос не затрагиваю в данной теме (думаю смысла не имеет). В любом случае спасибо за ответ, хоть и не конструктивный.
З.Ы.- есть несколько решений усиления несущих простенков каменных конструкций, разработанных ЦНИИСК, для сейсмоопасных регионов, так вот там узлы оипрания не играют никакой роли =), потому как их там вообще нет, обойма она и есть обойма.
Scooter!
Эксплуатировалось четырхэтажное здание с полным ж/б каркасом.
Вопросы:
- каркас какой серии? поперечный или продольный?
- сколько пролетов и их размер?
- высота этажа?
- Длина здания?
Перекрытие третьего этажа было демонтировано на части здания.
Вопросы:
- на какой части здания?
- колонны, вероятно, не демонтировались?
- средние ригели были демонтированы?
| 2. В связи с реконструкцией (изм. нагрузок, СНиП 2.01.07-85*), требуется усиление колонн, усиление производится металлической обоймой из уголков. |
- почему Вы пришли к такому решению и методу усиления?
Ведь колонна воспринимала и была расчитана на нагрузку третьего, восстанавливаемого этажа!
| . при монтаже металлической обоймы, она автоматически включается в работу каркаса. |
Подкрановые балки в промышленных зданиях
Здания промышленного строительства для перемещения внутри них сырья, полуфабрикатов или готовой продукции оборудуют подъемно-транспортными средствами – мостовыми кранами.
Мостовой кран состоит из несущего моста, перекрывающего пролет здания, механизмов передвижения и движущейся вдоль моста тележки с механизмами подъема.
По консолям колонн цеха укладываются специальные конструкции – подкрановые пути для передвижения крана вдоль цеха.
Подкрановые балки изготавливаются стальными и железобетоннми.
Монтаж подкрановых балок чаще всего ведут самостоятельным потоком непосредственно с транспортных средств.
Установку балок в проектное положение производят по осевым рискам на балках и консолях колонн.
Расположение отверстий в верхних поясах балок для крепления крановых рельсов на планках
Стальные подкрановые балки
Стальные подкрановые балкиприменяются при стальных колоннах для кранов любой грузоподъемности, при железобетонных колоннах с шагом > 12м.
По сечению подкрановые балки подразделяют на сплошные и решетчатые.
Стальная сплошная подкрановая балка представляет собой сварной двутавр с развитым верхним поясом или с поясами одинаковой ширины.
Решетчатые подкрановые балки – в виде шпренгельных систем имеют экономическое преимущество.
Целесообразно применять :
- при шаге колонн 12м, Q кр. > 50т - двутавры с поясами одинаковой ширины. В плоскости верхнего пояса они усилены тормозными конструкциями в виде ферм или балок;
По конструкции подкрановые балки бывают :
- разрезные постоянного сечения, стыкуемые на опорах;
- неразрезные, компонуемые из различных сечений, свариваемых между собой заводскими или монтажными стыками в четвертях пролетов.
Высота унифицированных балок на опоре :
- для шага колонн 12м: при грузоподъемности крана Qкр < 20т - 1100мм;
при грузоподъемности крана Qкр = 30т; Qкр = 50т - 1600м.
Для обеспечения устойчивости стенка балки снабжена поперечными ребрами жесткости с интервалом 1,5м.
Ребра обрываются на высоте 60 мм от нижней полки.
Площадь сечения ребер - 90х6 мм при высоте балки до 1,1м., 120х8 мм при высоте > 1,1 м.
Разрезные подкрановые балки опираются на консоли рядовых колонн строганной нижней кромкой рядовых опорных рёбер.
Одно из ребер усилено планкой толщиной 6 мм примерно на 2/3 высоты, в пределах которой расположены соединительные болты.
Конструкция крепления верхнего пояса балок к колоннам гибкая.
В неразрезных балках это крепление жесткое на сварке.
Крепление нижнего пояса к консолям колонн выполняется на болтах, к консолям связевых колонн – на болтах и монтажной сварке.
Стальные разрезные рядовые подкрановые балки для шага колонн 6 м под мостовые краны г.п. до 50т
Концевая балка (устанавливается у торцов температурного отсека)
Крепление стальной подкрановой балки к стальной колонне:
1 - опорное ребро; 2 - крепежная планка; 3 - тормозная балка; 4 - шайбы 60х16; 5 – болт М20; 6 – упорная планка толщиной 16мм
Крепление стальной подкрановой балки высотой 800 мм к железобетонной колонне:
1 - стальная опорная фасонка толщина 10мм; 2 – крепежная гибкая планка 80х60; 3 - упорный уголок (подставка, компенсирующая разность высоты унифицированных стальных и железобетонных балок); 4 – подливка цементным раствором марки 200; 5 – болт М20; 6 – [ №22; 7 – крепление ∟125х80х7
Крепление стальной подкрановой балки высотой 1100 мм к железобетонной колонне:
1 - стальная опорная фасонка толщина 10мм; 2 – крановый рельс; 3 - упорный уголок (подставка, компенсирующая разность высоты унифицированных стальных и железобетонных балок); 4 – подливка цементным раствором марки 200; 5 – упорная планка 80х16; 6 – Болт М20; 7 - ∟75х50х5; 8 – подкрановая балка; 9 – шайбы 60х14
Железобетонные подкрановые балки
Железобетонные подкрановые балкиприменяют при железобетонных колоннах с шагом 6 и 12м для кранов грузоподъемностью 20 - 32т включительно.
Балки могут иметь тавровое или двутавровое сечение (первые предусматривают при шаге колонн 6м; вторые – при шаге 12м).
Железобетонные подкрановые балки при шаге колонн 6 м:
1 – опорный стальной лист 160х12х500 мм
Железобетонные подкрановые балки при шаге колонн 12 м
Крепление кранового рельса к балке:
1 – стальная лапка; 2 – болт; 3, 4 – упругие прокладки толщиной 8мм;
Развитая по ширине полка балки служит для усиления сжатой зоны.
Она воспринимает поперечные горизонтальные крановые нагрузки, а также упрощает крепление крановых рельсов.
Балки имеют утолщенную на опорах вертикальную стенку.
Высота балок – 800, 1000, 1400 мм; ширина полок 550, 600, 650 мм.
Балки подразделяются по месторасположению в здании :
- торцовые (у торцовых стен);
- температурные (у деформационных швов).
Они отличаются наличием и расположением закладных элементов.
Крепление подкрановой балки к консоли колонны производится на анкерных болтах, пропущенных сквозь опорный лист, предварительно приваренный к нижней закладной пластине.
Для предотвращения возможного тарана краном торцовой стены на торцовых балках устанавливаются стальные концевые упоры, страхующие здание в случае отказа автоматических тормозных устройств.
Крепление железобетонных подкрановых балок к железобетонным колоннам:
1 – Опорный стальной лист 160х12х500 мм (опора подкрановой балки); 2 – анкерный болт; 3 – Стальная пластинка 100х12мм (упор подкрановой балки); 4, 5 – закладные элементы колонны
Новый сервис - Строительные калькуляторы online
Читайте также: