Узел сопряжения металлической колонны и металлической балки

Обновлено: 05.10.2024

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.

Узлы сопряжения стальных балок. Нужны знатоки.

ОЧЕНЬ нужен ответ, меня вот-вот уволят.
1966-й год: серия ТД 1926-66 "Унифицированные узлы стальных конструкций из прокатных и составных профилей", узлы 4 и 4-а.

1976-й год: серия 1.400-10-76/7 "Типовые узлы стальных конструкций одноэтажных производственных зданий" (Узлы разрезных балок), узел 47.
1977-год: учебник К.К.Муханов "Металлические конструкции", стр. 202 пишет: "Не следует применять данное соединение. такое соединение предполагается шарнирным, но в действительности - жёсткое. в сварных швах появятся недопустимые перенапряжения. "

1982-й год: серия 2.440-1/1 "Рамные и шарнирные узлы балочных клеток". Данный тип узлов исчез.

1989-й год: серия 2.440-2/1 "Рамные и шарнирные узлы балочных клеток". Данный тип узлов не появился.

Расчёт узла, собранного из пластинчатых элементов в SCAD, и из объёмных элементов в ANSYS, показывает напряжения более 500 МПа на срез.

Меня заставляют подписать это решение. Ссылаются на серию 1976-го года. Здание 200х300, 4 этажа. Все второстепенные балки с шагом 2 метра на этих узлах. Не хочу подписывать. А меня уволят, если не подпишу.

Вопросы: как исчез узел? Были ли прецеденты с авариями? Есть ли возможность обратиться к разработчикам серий?

Обследование строительных конструкций

Спасибо, AIK, в серии 1966-го года написано, что она разработана на основе именно этой книги. Только удалены все комментарии. Троицкий полностью подверждает мои мысли. А то во мне вчера чуть не умер сопромат. Всё же мне интересна хронология событий после 1976-года. Если узел удалён из серии - значит что-то случилось. Он самый простой из всех. Если бы он был ещё и гениальным - его бы не удалили. Действует только серия 1989-го года. Формально узел применять нельзя. Но его пихают сплошь и рядом. На старые серии не ссылаются, но полностьью всё с них срисовывают.
Я, пожалуй, закажу эксперимент. Посчитаю швы по серии и сломаю пару балок. Спор пошёл на миллионы.

Владельцы данных материалов выложите их, пожалуйста, в Downloаd, если таковые имеются в электронном виде!

З.Ы. . а если не имеются в электронном виде, можно превести. :wink: [/quote]

Нашел у себя серию 1.400-10/76 в. 7.
Сканировать всю серию не имею времени и технической возможности.
Сканер только А4. Выкладываю лист с узлом 47 двумя частями для общего обозрения. Ч.1 собственно узел. Ч.2 -таблица.
[ATTACH]1190890173.jpg[/ATTACH]

Обследование строительных конструкций

Для страждущих: все эти серии есть на этом сайте. Наберите в поиске слово "узлы", и вам будет счастье. Муханов - не знаю. Есть Беленя-Стрелецкий, 1965 год, если не ошибаюсь. Стрелецкий такой узел допускает, хотя чертёжик привести постеснялся.
В чём смысл спора: есть распространённый способ крепления стальных балок к чему угодно. В народе его называют "на перо". То есть - приваривают стенку балки с помощью фасонки к стенке главной балки, либо к колонне. Называют этот узел "шарнир". Но шарнир означает отсутствие момента на опоре. А это возможно только при возможности свободного поворота опорного сечения балки. При симметричном креплении двух балок и т.п. поворот невозможен. Для этого должна произойти пластические деформации фасонки. А они могут не успеть произойти, потому что гораздо раньше должно срезать шов.
TuDim, по этому пункту мы проверяем количество возможных циклов загружения. Предполагается, что этот узел держится с пластическими деформациями, но его добьёт усталость. Расчёт по этому пункту показывает - в нашем спорном узле возможно 35 циклов. В этой серии не сказано чётко - сколько раз можно нагружать элемент. 35 - это много или мало? Узел сидит в перекрытии торгово-развлекательного комплекса. А если дискотека? При современных ритмах - это где-то 20 секунд одной песни. Я слышал - в Израиле рухнуло перекрытие под танцполом. Было много трупов.
Картинки чуть позже прицеплю.

Данная серия у меня есть и в электронном и в бумажном виде.
Узлов, о которых здесь идет речь, нет в этой серии , поэтому я и ищу:

Обследование строительных конструкций

Дополнение:
В серии 1966-го года разделяют вариант одностороннего крепления второстепенной балки к главной (4) и симметричного (4-а). Подразумевается, что шарнир оборазуется за счёт поворота главной балки (или деформации её стенки), о чём и пишет сам Троицкий. Способ расчёта разный. Симметричный узел (4-а) при всех прочих равных условиях получается слабее примерно в 3 раза. Но эта серия утверждена Госстроем в качестве материалов для проектирования, то есть - юридической силы никогда не имела.
В серии 1976-го года дан односторонний узел и всё к нему (47). Про двухсторонний - одна строка в примечаниях - применять аналогично-симметрично. Эта серия утверждена полноценно. Отменена она с выходом серии 1983-го года.
У нас сейчас ситуация, что конструкторы полностью срисовали узел 4 серии 1966-го года, посчитали его по соответствующей формуле, а применили его как в варианте 4-а. По их проекту (не уверждённому, кстати) построено большое здание. Мы (обследователи) зарубили такое решение. Там вообще ни к чему любой шарнирный узел. Во-первых - перерасход стали примерно на 70 млн.руб. Уж про это, разумеется, мы молчим. Во-вторых - монолитная плита над главными балками трескается (уже).
Мы предъявили только расчёт, что узел не держит. Предписали усиление накладками (доводим узел до жёсткого, соединив пояса второстепенных балок со стенкой главной балки).
Конструкторы обиделись. Заказчик расстроился. И задержал деньги нам. Расстроилось моё начальство.
В следующей серии фильма конструкторы отрыли следующую серию узлов. 1976-й год, узел 47. С тех пор я перестал понимать сопромат. Серия допускает напряжения, в разы превышающие максимально допустимые по СНиП.
По поводу эксперимента - наше начальство отказалось делать его у нас, и не примет во внимание, даже если я проведу его сам (возможность у меня есть).
Но, повторюсь, я уверен - такой примитивный узел могли исключить из серии только в случае ЧП. Вот я и ищу исторический факт, из-за которого так случилось. Что-то должно было рухнуть в период между 1976-м и 1983-м годом.

Но, повторюсь, я уверен - такой примитивный узел могли исключить из серии только в случае ЧП. Вот я и ищу исторический факт, из-за которого так случилось. Что-то должно было рухнуть в период между 1976-м и 1983-м годом.

Если не считать купола в Истре, то ничего серьезного не падало. Я работал у Троицкого в 80-е, в то время много серий отменялось и разрабатывалось просто для проведения технической политики Госстроя. Например когда запустили линии по производству широкополочных двутавров, родилась довольно нелепая серия ферм с поясами из двутавров. Для того чтобы заставить заводы и монтажников применять болтовые соединения были изъяты из обращения серии с узлами на сварке. Если расчитывать шов на дополнительный момент, то никакого криминала в этом узле нет. Проблема в том, что многие просто тупо делят Q на длину шва и радуются.

Оч заинтересовал данный вопрос, т.к. сам повсемесно испльзовал такой тип соединения второстепенных балок к главным. Вот что я нашел по поводу этой темы в буржуйской литературе (см. рисунок ниже), правда в данном примере балка связана с колонной, но смысл остается тем же.
На рис. 2.9а приведен чисто шарнирный вариант сопряжения, по такой схеме работает узел 47 серии 1.400-10/76 при малых деформациях, т.е. когда (f/L)*l У меня напрашивается вывод - если при подборе балки решающим является жесткость балки (большой пролет) данный узел крепления лучше не использовать, если же прочность то данный узел можно использовать смело. Так же не следует приминять этот узел при динамических нагрузках.
[ATTACH]1190964158.JPG[/ATTACH]

А вот как буржуи конструируют соответственно шарнирный, жесткий и полужесткий узлы. Обратите внимание, что все узлы у них на болтах.
[ATTACH]1190964285.JPG[/ATTACH]

Вообще не понятно в чём проблема? Если Вы правильно определили расчётную схему балки, выполнили расчёт согласно действующих норм, то причём здесь обиды строителей? Серии раньше тоже люди составляли, тоже уставшие иногда были. А узел сопряжения является жёстким только в том случае, если есть конструктивные элементы в нём способные воспринимать изгибающий опорный момент, который соответственно уравновешен парой сил действующих в уровне поясов балки. Если таковых элементов нет в узле, значит он шарнирный. Ведь так.

Обследование строительных конструкций

SAVbuilde:
По отношению к второстепенной балке - узел практически шарнирный, по отношению к главной балке или колонне - тоже шарнирный. Потому что накладки НЕ МОГУТ ВОСПРИНИМАТЬ ОПОРНЫЙ МОМЕНТ, соответственно - он не передастся никуда дальше. И поэтому по отношению к самим накладкам и швам - узел очень даже жёсткий. Это практически изнасилование.
AIK:
В своей работе по промышленным этажеркам Троицкий пишет: ". Эксперименты не проводились, о несущей способности судить трудно. ", - просто констатирует, что на практике узел применяется с ограничением опорной реакции до 7 тонн.
Так, всё-таки - были испытания узлов или нет? Откуда в серии 1976-го года точные табличные значения?
Другие простые узлы дошли без изменений до наших дней. И все узлы действующей серии понятны мне с точки зрения их работы. Есть, конечно тонкости, но не значительные.
И, всё-таки, что было в Истре? Речь об этих узлах, или об авариях вообще?
Ещё уточнение: в сериях 66-го и 76-го годов отметки верха полок главной и второстепенной балок сходятся. Если они изначально запроектированы для промышленных этажерок - там наверняка устраивался сплошной стальной настил, который неизбежно включался в работу. Тогда всё замечательно. Опять же - для динамики узлы запрещены. То есть они наверняка применялись либо в покрытиях, где расчётная нагрузка раз в году от снега, да и то может не наступить, либо под оборудование, где временные нагрузки в пределах 10%. Собственно, в обеих сериях в названиях и фигурируют промышленные здания. Уместно ли так же смело применять эти узлы в торгово-развлекательном комплексе на балках пролётом 8м с расчётной опорной реакцией 9,8т?

Можно ли устроить жесткий узел сопряжения главной МК балки с МК колонной, разрезая балкой колонну?

Мы в проекте приняли обычное решение этого узла: балка подходит сбоку к колонне. Но прораб говорит, что можно устроить иначе - на колонну опирать балку, затем снова колонну (узел сопряжения главной балки с колонной металлического двухэтажного каркаса). мол, ему так будет технологически легче и не придется швы прослушивать и по срокам такой узел выполнится быстрее. Я вообще ответила, что жесткий узел так не устраивается. Он говорит, что "в книжке такой видел и на прошлом объекте они так делали". Скажите пожалуйста, можно ли разрезать балкой колонну и ради чего это делается? Я сама нигде такой узел не нашла и мои коллеги что-то тоже не слышали. Спасибо.

похоже на какую то ересь
не представляю как не извращаясь выполнить качественно (в т.ч. и с точки зрения монтажа) подобный узел
существуют определенные правила конструирования, которые гарантируют нормальную эксплуатацию и монтаж
попросите у вашего прораба фото узла или страницу из книги, он или врет или не понимает о чем говорит
для сравнения хорошо бы глянуть и на ваш узелок

Во-первых, не его это дело диктовать проектировщикам какие узлы разрабатывать. Он может только обратиться с просьбой.
Во-вторых, по узлу . Есть такие. Применяли при рамной схеме в двух направлениях. Идет колонна, потом вваривается жесткий узел, далее колонна (если я Вас правильно понял). Все изготавливается на ЗАВОДЕ! Конкретно для прораба никакой выгоды на монтаже.

Узел-то покажите, пожалуйста. хотя бы на фотографиях.
А уж дальше поговорим про его рамность и технологичность.

Разумеется можно. Если это выгодно. А делается это как раз для выгоды - такое в некоторых случаях возможно.
Допустим, имеется перекрытие с большой нагрузкой. Если задумчиво и издали глядеть на эпюры усилий около узла пересечения средней колонны с перекрытием, то можно постепенно уловить, что моменты на концах балок (ригелей) ГОРАЗДО больше моментов в колонне - в случае обычного узла через колонну транзитом передается огромный момент. К тому же колонна имеет большое пригрузочное (вертикальное) усилие, сводящее растягивающие напряжения в колонне на нет. Поэтому сам бог велел резануть колонну, а не балку. Никаких тебе вутов, расслоев и прочех сложностей.
Есть некоторые нюансы с последовательностью монтажа и обеспечением вертикальности колонн, но они не усложняют жизнь.

Я однажды применял такие узлы. Выглядит это как обычный рамный узел на фланцах, только перевернутый на 90 градусов.
Проблема в том, что применение таких узлов требует идеальной точности монтажа, чтобы отверстия в балках совпадали с отверстиями во фланцах колонн, что в наших реалиях практически невозможно.
Как вариант - сверление отверстий и установка ребер в балке по месту, но это сложные операции, требующие значительных затрат времени, теряется скорость монтажа каркаса с фланцевыми соединениями+удорожание.
Если проект уже разработан и пущен в производство, то скажите прорабу, чтобы не имел вам мозги.

Видел я такое раз в Харькове, по пр. Гагарина) И стот, поверте, хотя, честно, я такие "объехты" стараюсь стороной обходить)
Offtop: А мож., прорап случайно черетеж перевернул на 90 гр., когда смотрел?)
Вот лично мое субъехтивное мнение: извращаться можно как угодно и сколько угодно, но в личное время и за собственный счет - это для прорабов. Туда же: нужно доходчиво объяснить, в какие траблы для него могут вылиться его творчества, а если не поймет, заявиться на стройку и указать на другие косяки)

В зависимости от ситуации такие узлы не то что можно, а нужно применять (Ильнур ситуацию пояснил). Мне недавно пришлось колонну на 2-ух верхних этажах смещать в плане: между колоннами бросил мощную балку и на неё по середине опер колонну. И что мне следовало разрезать балку в пролете и приварить её с боков к колонне? чем при этом отличается работа узла кроме направления усилия?
Интересно какое количество сварки заложено у Parti3anka, и сколько её останется если сделать как предложил строитель;
п.с. Надеюсь, что с расслаиванием полки колонны и прочностью сечения по сварному шву всё проверено

2 Denbad: Вы описали чуть иную ситуацию, понятно, что поставить стойку логично на балку, а не разрезать оную, иначе сварку или болты прийдется закладывать с моментом и поперечкой)

2 Ильнур: понятно, что можно, но в реалиях наших площадок, уж лучше не надо Offtop: если есть возможность, поделитесь ссылкой на документ или картинку, плз

Ильнур суть изложил.
На моей памяти 3 реализованных объекта с таким решением (на первом это "диво" увидел, а остальные 2 запроектрованы мной).
Применяется, когда опорные моменты в балках, примыкающих к узлу в разы больше чем в колоннах выше и ниже узла. Тогда получается, что разрывая балку жесткий узел не конструируется (сваные швы просто некуда размещать). В таких случаях логичнее разорвать колонну - узел получается менее металлоемкий, сварки меньше, .
В остальных случаях применяю "классику", т.к. точность изготовления колонн должна быть идеальной.

Какой тут документ? Есть методы строительной механики по определению усилий в конструкциях, есть принципы расчета соединений, есть повседневное конструирование узлов, есть нормы на допуски и отклонения при изготовлении и монтаже - и все, вперед.
Точно также и нет документа, запрещающего разрезАть колонны и стойки.

Узлы металлических конструкций

Приведу примеры всех проектируемых узлов металлоконструкций, которые проектируя во всех своих проектах от простых до сложных. А это значит можно познакомиться с вариантами соединений всех основных конструкций сооружений: колонны, стойки, балки, фермы, прогоны. Каждый тип мной был изучен на стадии становления, а значит выполнены ручные расчёты. Именно поэтому я их уверенно применяю в своих рабочих чертежах и прикладываю по требованию в отчётах. Поспешный подход к сопряжениям во-первых увеличивает заметно расход металлопроката от 5% и выше, а во-вторых теряет эстетичность. Некоторые серийные варианты как раз, как правило, с небольшим запасом.

Все проектируемых мной типы узлов металлических конструкций

Крепление стоек к фундаменту

В основном жесткая работа в одном направлении, а в другом, для существенной экономии уже податливая. И для устранения этого минуса в этой плоскости применяются связи, расщепляющие все стойки. Расчёт сводиться к определению толщины опорной пластины с учётом рёбер жёсткости или без них,а также проверка прочности на растяжение анкерных болтов. Исключение база с траверсами, для которая требует дополнительных проверкой анкерной плитки и траверсы на изгиб. Другие проверки это несущая способность сварных швов и прочность участков анкерной плиты

Жёсткая база колонны
Устанавливается в крайних рядах строения. Профиль используется прямоугольный, для оптимальной работы. А именно воспринимает в одном направлении ветровую нагрузку. Применяется при одноэтажных сооружениях в рамно-связевых системах
Это уникальный случай, который не требует абсолютно связевых элементов. Абсолютно устойчива в обоих направлениях. Также применяется в одноэтажных зданиях
Основная колонна зданий многоэтажных или высоких производственных помещений. Из плоскости обязательно скрепляется системой связей для устойчивости. Без дополнительных рёбер опорная плита по расчёту будет большей толщиной
Двутавр типа «Б» облегчает расход металла при наличии грузоподъёмного оборудования при высоких объектах. Имеет развитое по высоте сечение, что уменьшает перемещения. На опоре в таких случаях повышенные изгибающие моменты, для чего и конструируется база с траверсами. Которые обычно выходят за пределы анкерной плиты

Податливое соединение применяются когда стойки обеспечены устойчивостью за счет системы связей металлокаркаса. Толщина пластина в общем применяется интуитивно-конструктивно, а болты подбираются из условия на срез!

Шарнирная опора стоек
Такой вид справедлив видимо только для фахверковых стоек, производственных сооружений
Применяются в полностью связевых системах малогабаритных одноэтажных домов. (Пр. каркасно тентовый ангар)

Сопряжение основных балок колоннам

Подобные узлы металлоконструкций перекрытий конструируем при много этажном строительстве. А также для одноэтажных объектов, но у меня они исключительно с профильными прокатами.

Податливые сопряжения балки с колонной
Стандартный , простой способ крепления конструкции перекрытия
Более надёжный, ввиду большей длины сварного шва, при этом требуется дополнительная прокладка между балкой и колонной для свободного монтажа. Минусом же является больший расход листового проката и трудоёмкость

Рамное соединение балки и колонны
Применяю единственный способ жёсткого узла сопряжения, так считаю он оптимально сочетает надёжность и эстетичность

Прогоны покрытия здания

Проверка прочности узлов отсутствует так такое, главное подобрать конструктивно соединительные детали и диаметр болтов, который как правило М16. Исключения малые и большепролётные здания, где в прогонах, как в связях могут быть дополнительные усилия!

Применяю исключительно при сэндвич панелях. Профильная труба хорошо работает на косой изгиб

При сэндвич панелях а также при профилированном настиле коньковые прогоны соединяются между собой планками. Кроме всего для сэндвич необходимы дополнительные затяжки для их устойчивой работы.

Элементы связей каркаса

Расчет таких узлов сводиться, для средних по габаритам сооружений, в определения сечения по гибкости, а так же проверка несущей способности болтов

Связь примыкает к стенке двутавра и для некой жёсткости от горизонтальной нагрузки необходимо установить дополнительное рёбра

Упор идет непосредственно на стенку двутавра и в этом варианте нет необходимости в дополнительных деталях.

Особенность данного решения — наличие дополнительной торцевой пластины, которая служит для распределения давления при тонкостенной профильной трубе

Соединительная пластина должна пронизать поперечную трубу для передачи через неё продольных усилий, который возникают от действия ветра обычно

Балки перекрытия

Проверка прочности сводиться проверка болтов на срез и смятие, а также прочность сварных швов

Распространённый тип, когда швеллер крепиться к косынке через болты, без дополнительных пластин

Виду того что поперечное усилие передаваемой от балки из двутавра больше чем от швеллера. Возникает необходимость применять усиленное её примыкание. Такую задачу можно решить путём приварки дополнительной пластины с весомой толщиной

Стропильные фермы

Данные узлы металлоконструкций весьма ответственные. Расчёт необходим для определения толщины фланцевой пластины и диаметра болтов

Соединения отправочных марок ферм покрытия
Самый популярный основной узел фермы — стыка нижнего пояса
Для лёгкий видов стропильных конструкций применяется вот такое сопряжение, которое в общем разработал самостоятельно. Подходит для сечений нижнего профиля 80 и 100мм. (Пр. каркасно тентовый ангар)

Стандартные узлы примыкания ферм я уже не применяю в своих проектах!

Опирание стропильной фермы на колонну
Пользуюсь разработанным самостоятельно видом узла, который обеспечивает передачу продольных усилий на стойку. Цель уменьшить усилия на конструкцию стойки и её базу.
	Другой вариант для большепролётных фермы, здесь уже колонны из двутавра

Подвижная крепление фахверковой стойки к ферме
Овальные отверстия необходимы, что бы компенсировать прогиб стропильной фермы покрытия

Расчёты узлов

Все эти виды и другие узлы металлоконструкций проходят стадию конструирования. То есть расчет всех его основных элементов и деталей, примеры привожу на своём давнем первом сайте в категории расчёт металлических конструкций, где можно поискать мои решения. И неважно какое здание производственное, промышленное, общественное или сельскохозяйственное проектируется из таких вот решений.

Местная проектная фирма обратилась за услугой разработки КМ чертежей конструкций металлической кровли. Проектируется типовое

Руководство проектной организации — обратилось за услугой. Цель как оказалось — выполнить прочностные проверки с расчетом

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

Читайте также: