Опирание металлической балки на металлическую колонну

Обновлено: 05.07.2024

Узлы металлических балок - это соединение нескольких металлических каркасов. Все основные стыковые создаются только в промышленности, то есть идут только в виде заводских вариантов. Благодаря этому удается заметно увеличивать всю длину изготавливаемой продукции. К тому же узлы могут оказаться различного типа, в том числе их делают с удобством для монтажа. Но они обычно изготавливаются в основной строительной площади.

При помощи них можно выполнить соединение отдельно стоящих компонентов, создавая одну единственную общую конструкцию. Кроме того, подобные соединительные части обходятся намного дороже, нежели заводские. Обуславливается все это в потребности дополнительных соединительных материалов, то есть монтажных болтов.

Узлы из металлических балок, колонн, ферм, а также рам

Все основные соединения между ними можно использовать и заводские, а также их выполняют при разработке самого изделия в промышленности. Благодаря этому удастся заметно увеличить общую длину всей продукции. Более того, подобные узлы из металлических балок могут быть изготовлены в монтажном варианте. Тогда производство будет осуществляться на самой площади строительных работ. При помощи них можно будет выполнить соединение отдельно стоящих компонентов, объединив их в одну целую конструкцию. Подобные соединительные работы будут стоить немного дороже общей стоимости заводских. В данном же случае требуются такие же монтажные болты, а делаются они по специальному заказу и только в соответствии с балками.

Узлы, изготовленные для сопряжения всех металлических балок

Подобные соединительные части делятся на несколько основных частей. Отличаются они обычно по своей конструкции и могут использоваться при строительстве различных зданий. Изготовление может производиться как в заводском варианте, так и отдельно в строительстве.

Сопряжения со специальными колоннами из стального материала

Опирающаяся конструкция из балок на колонны может быть сделана в виде шарнирного, а также жесткого крепления. Но все же, по возможности следует опирать балки поверх и подавать всю нагрузку только в центральной части профильного каркаса колонны.

Крепеж с боковой стороны

При крепеже с боковой стороны, кроме сжимающего нагружения во всем каркасе возникает основной момент, когда из-за действия данной силой появляется так называемый эксцентриситет, отчего каркас получает большую нагрузку, таким образом, приводит к излишнему расходу металлического каркаса колонны.

Для того чтобы эта нагрузка могла передаваться правильно и только через каждое ребро, тогда необходимо сделать так, чтобы ребра немного выступали от своего уровня, обычно это может составлять от 15 и до 20 миллиметров. Это же ребро же придется немного отстрогать, чтобы после общая нагрузка могла передаться на всю площадь ребра.

Процесс опирания двух балок с верхней части колонн

Таким же образом, как и в предыдущем необходимо:

опереть их через ребро и довести до головки колонн;
тут их нужно соединить, совместив между собой и закрепить болтами;
с верхней части лучше болты не закреплять, если при этом вам не потребуется сделать узел в жестком варианте;
между ними придется установить соответствующие пластины, чтобы потом лишний раз не пришлось стягивать их вместе.

Помимо этого можно опереть сразу две балки на один оголовок колонны с помощью следующей конструкции

В данной соединительной части главную роль играет балка, расположенная на нижней полкой на самом оголовке каждой колонны.

Чтобы передавать всю поперечную силу ее придется усилить ребром.
Ребро дальше крепим так, чтобы при процессе монтажных работ оно оказалось над самой полкой колонны.
Дальше их необходимо соединить болтами, а также с помощью специальных накладных пластинок (проследите, что вся нагрузка располагалась симметрично).
Здесь тоже не нужно соединять все балки с верхней части, чтобы не образовался узел.
Ребра же на колоннах в данном случае не потребуются.
Между ними лучше всего оставить небольшой проем, размером в 10 или 20 мм.

Шарнирные крепления на колонны с боковой части

При любом креплении с боковой стороны нужно рассчитать все колонны и создать так называемый эксцентриситет. При опирании при помощи шарнирного крепежа нагрузка будет передаваться только через опорное ребро и только на опорный стол. Небольшой столик обычно производят из прочного листового стального материала, но или используют не равнополочного угла. Высота столика может быть определено при условии прочной установки каждого сварного шва. Тут необходимо столик приварить с трех основных сторон. Общую ширину этого столика придется делать с учетом на 20 - 40 мм, немного больше размера балочного ребра.

Общий диаметр всех отверстий создаются на 3 или 4 мм больше диаметральных параметров каждого болта, но только, чтобы она не могла повиснуть на болтах, а наоборот успела прекрасно лечь на данный столик.

При использовании шарнирного опирание ребер в колонну каркаса не потребуется. Между данным ребром, служащим в качестве опоры, а также колонны монтируется металлическая прокладка, толщина, которой не должна превышать 5 мм.

Сопряжение с колоннами в жестком варианте (сварка)

Изготовить жесткую соединительную деталь можно будет только при помощи болтов, но или прибегнуть помощи сварки. Все же болтовой вариант соединения считается более технологичным. Так как в данном случае практически все детали разрабатываются, а также окрашиваются на производстве. При построении каркаса придется их просто установить, а болты потуже затянуть.

Между опорными ребрами, а также колонны придется установить несколько стальных прокладок, чтобы балки и колонны плотно прилегали друг к другу. То есть в данном случае зазора между ними не должно быть.

Максимальное количество необходимых болтов придется рассчитывать только согласно возникающему моменту.

Опорные узлы балки

Опирание балки на стальную колонну может быть шарнирным или жестким.

При возможности лучше всего опирать балку сверху и передавать нагрузку по центру профиля колонны. При боковом креплении балки, помимо сжимающей нагрузки в колонне дополнительно возникает момент от действия этой силы из-за того, что появляется эксцентриситет и соответственно это приводит к увеличению нагрузок и перерасходу металла в колонне.

Опирание балки на колонну сверху.

При опирании балки на колонну сверху рекомендуется передавать нагрузку через ребро. Размеры ребра рассчитываются из расчета на смятие по формуле:

где F — опорная реакция балки;

Ар — площадь смятия опорного ребра;

Rр — расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности.

Чтобы вся нагрузка передавалась через ребро оно должно не много выступать, но не более 1,5 толщины ребра, обычно это 15-20 мм. Ребро необходимо снизу сострогать, чтобы нагрузка передавалась всей площадью ребра.

Т.к. узел шарнирный для фиксации балки достаточно 2-х болтов с одной стороны. Диаметр болтов принимается 16-20 мм. С затяжкой лучше не переусердствовать — это не фрикционное соединение 🙂

Если имеется угол кровли, ребро нужно сострогать под необходимым углом и добавить шайбы, имеющие скос для болта.

Опирание 2-х балок на колонну сверху.

Аналогично предыдущему варианту опираем балки через ребро на оголовок колонны.

Балки соединяем между собой с помощью болтов. Сверху болты устанавливать не стоит если конечно вы не хотите создать жесткий узел. Между 2-мя ребрами устанавливаем пластинки для того, чтобы не стянуть балки вместе (это может нагрузить колонну моментом на противоположном конце балки).

Также есть вариант опереть 2-е балки на оголовок колонны следующим способом

В этом варианте балка нижней полкой ложиться на оголовок колонны.

Для передачи поперечной силы балка усиливается ребром, ребро устанавливаем так, чтобы при монтаже оно оказалось прямо над полкой колонны. Балки соединяем болтами при помощи накладной пластины (для симметричной передачи нагрузки лучше использовать 2-е пластины с 2-х сторон). Как и в предыдущем варианте нет необходимости соединять балки болтами сверху, чтобы не создать жесткий узел.

Ребра на колонне, в этом случае, не нужны.

Между 2-мя балками оставляем не большой зазор около 10-20 мм.

Шарнирное опирание балки на колонну сбоку

При боковом креплении необходимо в расчетах колонны учитывать эксцентриситет.

При шарнирном опирании нагрузка передается через опорное ребро на опорный столик. Столик обычно делают из листовой стали или неравнополочного уголка. Высоту опорного столика определяют из условия прочности сварных швов. Целесообразно приварить столик по 3-ем сторонам. Ширину столика делают на 20-40 мм больше ребра балки, чтобы опорное ребро полностью легло на опорный столик.

Диаметр отверстий делают на 3-4 мм больше диаметра болтов чтобы балка не повисла на болтах, а полностью легла на столик.

Опорное ребро балки рассчитывается на смятие по той же формуле, что и для балки опертой сверху.

При шарнирном опирании ребра в колонне не требуются. Между опорным ребром и колонной монтируется прокладка толщиной примерно 5 мм.

Жесткое сопряжение балки с колонной при помощи болтового соединения

Создать жесткое соединение можно с помощью болтового соединения или сварки. Болтовое соединение более технологично — все детали изготавливаются и окрашиваются на заводе, на строительной площадке необходимо лишь установить и затянуть болты.

В данном узле поперечная сила воспринимается также как и в шарнирном узле с помощью опорного столика. Момент передается с помощью болтов на стенки колонны. Между опорным ребром балки и колонной необходимо установить стальные прокладки для плотного прилегания балки и колонны (зазора после затяжки быть не должно).

Количество и диаметры болтов для верхнего пояса необходимо рассчитать исходя из возникающего момента в заделке балки. Болты применяются только высокопрочные. Необходимо контролировать затяжку болтов.

Стенки колонны укрепляются ребрами жесткости.

Жесткое сопряжение балки с колонной при помощи сварного соединения

При жестком соединении балки с колонной при помощи сварки, используют накладки, которые крепятся к балке болтами и привариваются к балке и колонне.

Как найти опорные реакции читайте в статье Построение эпюр балки

Как подобрать сечение стальной балки читайте в статье Расчет балки

Опирание металлической балки на металлическую колонну

Подскажите пожалуйста,посоветуйте. Как лучьше выполнить опирание двутавровой балки на металлическую трубу круглого сечения. Только если труба проходит дальше. Всмысле,что на трубу опереть балку первого этажа, а потом на нее же второго. Т.е. колонна не разрезная
Блин, достали, грамотеи! Оп И рание! ОпЕрание - это что-то из уголовщины /kpblc/

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

И нигде в сериях и справочниках не найдете.
Делайте так. По диаметру трубы с двух сторон выполнить вертикальные прорези. В них вваривается металлическая фасонка. К фасонке сбоку на болтах крепится балка.

Что то вроде такого
Только колонну лучше забетонровать
Можно еще поставить 2 косынки, все зависит от усилий.

Ребята, а как опереть ферму на балку из двутавра? Можно ли по аналогии сопряжения второстепенной и главной балки?

сейчас тебе скажут, что надо балкой перекрывать

смотри по реакции, а так может пониже опустить ферму к балке, болтами крепить прямо к полке балки и рёбра жёскости поставить. и всё рассчитать.

Да тут надо балкой перекрывать!
По узлу: зачем Вам пластина 300х300? Для парусности? Где ребра под опорной зоной? В-общем см. п.11.

Я не про эти 150, а про размер ОПОРНОЙ плиты.
А эти 150 - не догма, как и приведенные толщины. Это просто некие ориентиры. По уму, у Беленя этот узел неудачный. Болты лучше размещать изнутри, так лучше обеспечивается "шарнирность". Но это Вам в данном случае все равно - Вы же не к огловку жб колонны прибалчиваетесь, а к двутавру хиленькому, в смысле работы полки на момент от опоры фермы.

Все ясно. Может вы просмотрите остальные мои узлы. А то я не совсем уверен в правильности. Буду очень благодарен вам за критику Последний узел осталось начертить № 2, про который разговаривали, самый сложный остался

Да пойдет.
Прогоны вниз рогами по скату - это умышленно? Вообще-то умнее наоборот. Опорные уголки мелкие (50х5) и длинные, можно наоборот. Отверстия в опорных плитах необязательно "вырывать", т.е. зачем прорезать? Бывает ли АI 24 мм? и т.д.

Кто то меня учил что лучше вниз по скату, вода не будет задерживаться,это мне препадаватель объяснял. Ну я больше с Вами согласен, наверное из-за покраски (легче добраться к прогону)?. АI 24 мм не бывает, это правда. Так лучше монтировать, на счет отверстий. Спасибо большое , будем исправлять. Вы наверное ГИП?.

Наверно.
А швеллер с т.з. строймеханики выгодно вверх тормашками, т.к. центр поворота за спиной у швеллера. Правда, до определенных углах ската и т.д. В книжке Бычкова про тонкостенные. есть готовая таблица "оптимального прогона" - на будущее гляньте.

Узел опирание металлической балки на ж.б. колонну

Подскажите как правильно опиреть профильную двутавровую балку на ж.б. колонну 400х400? Возможно ли на макушке колонны устроить закладушку и к ней без всяких вкладок приварить двутавр? Нужно жесткое сопряжени балки и колонны. Вопрос актуален про крайние колонны и про средние.

небольшой начальник в большой местной конторе

При опирании сверху у вас будет шарнир.Я думаю что то типо такого узла. Что не так металлисты меня поправят.

Примерное решение жесткого сопряжения ж/б колонны со стальными ригелями. Опорный столик - расчетная величина. Можно выполнять как из листа так и из уголкового профиля. Можно посмотреть готовые решения в нормалях в табличной форме (зависимость от усилий в узле). Боковые накладки на стенки двутавра - по нормали. Верхняя накладка - расчетная величина, но как правило её поперечное сечение равно поперечному сечению полки двутавра. ЗД (закл. дет) - расчетная величина.

Спасибо за помощь. Вот тока вопрос по Регистровскому узлу 12345.rar про боковые накладки на стенку двутавра по нормали, так это помоему они там два двутавра в стык соединяют. Колонны между ними там нет. Этот случай можно считать аналогичным? Все таки накладка разделяется на две (слева и справа от колонны) а в нормали она единая. Или я про другую нормаль думаю?

Вопрос не понятен.
Что в этом узле не так? главное, красную пластину рассчитать, и ее швы в т.ч. Ну и швы по бокам нижней полки.

Вопрос был про накладки на стенках двутавра. Где взять нормаль на такой узел? Я знаю только два двутавра встык с зазором с накладками на стенках и полках. Ну да ладно в принципе смысл понятен.
Кстате как вам мой изначальный вариант? Верхнюю планку рассчитать можно двумя способами, с учетом работы шва соединяющего двутавры, а так же без его работы. Момент 3.8 т*м. В первом случае усилие в верхней пластине ~6т, во 2ом ~21т.
Поидее можно вообще не сваривать между собой двутавры, приварить их только к колонне, а сверху устроить пластину воспринимающую весь момент. Так можно или нет?

негодяй со стажем

пролет балки? сечение? опорные усилия?
Предыдущие узелки мне не нравятся..
У Регистра в целом +, но непонятно как передается усилие от нижней полки..

Мне кажется что узел автора не имеет жесткого сопряжения между колонной и балками. Сварные швы между балками и закладной детали не спасут от поворота.

Стенки прокатных двутавров без закрепления ребрами обычно несут предельную Q от равномерно распределенной нагрузки. И потом, зона стенки в районе опоры "сдвоена" накладкой.
Думаю, расчет излишен.

Читайте также: