Жесткий узел металлической балки с колонной
Обновлено: 17.05.2024
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.
Как законструировать жесткий узел в 2-х направлениях, если колонна и балки - двутавры одинакового сечения?
Здравствуйте!
Проверяю чужой чертеж, возник вопрос. Товарищ хочет сделать в сейсмическом районе этажерку: опирание колонн на фундамент шарнирное в 2х направлениях, опирание балок на колонну - жесткое в 2х направлениях. Идея хорошая, так и СНиП нам велит. НО: и колонны, и балки в обоих направлениях у него двутавры одинакового сечения. примыкание балки к полке колонны выполнил по узлу из серии 2.440-2 вып. 1, а к стенке (с 2х сторон примыкать надо) - нечто странное. В связи с этим вопросы:
1. Подскажите, как вообще выглядит узел жесткий в 2х направлениях для двутавров одинакового сечения? Серию 66 года смотрела, там разные сечения двутавров.
2. Я правильно понимаю, что серию 2.440-2 нельзя использовать, когда рамные узлы в 2х направлениях?
3. Второстепенные балки в таком случае должны, что ли, тоже крепиться жестко. Я считаю, что для устойчивости и геом. неизменяемости тут хватит жесткого крепления главных балок в двух направлениях, коллега считает иначе.
Форум читала, ответа на свои вопросы не нашла.
Заранее спасибо!
Приложите узел, хотя бы картинкой, чтобы получить более конструктивный ответ.
Offtop: И в каком месте СНиП одобряет шарнирное опирание колонн.
1. Подскажите, как вообще выглядит узел жесткий в 2х направлениях для двутавров одинакового сечения? Серию 66 года смотрела, там разные сечения двутавров.
Всем спасибо за ответы!
Отдельное спасибо prok.rbs и slava_lex - да, это именно тот узел, который я не нашла в серии 66 года (у первого) и именно то, что я хотела бы увидеть у автора узла (у второго)!
Появились еще вопросы:
4. Серия 66 года вообще действует?! Я просто не могу понять статуса этих серий - в одной вообще было написано "статус не определен".
5. Автор узла сделал почти то же самое, что и slava_lex, но стык ввариваемой в колонну консоли и ригеля решил на фланцах. Я так понимаю, в этом случае узел тоже нормальный, если стык отнести в место с минимальной Q (а лучше с нулевой) и делать этот стык как обычный стык ригеля на фланцах? Но вот беда: я этот самый "обычный стык ригеля на фланцах" видела только в Катюшине, и то концептуально. Есть какая-нибудь серия на эти узлы или только по расчету?
6. А если "обычный стык на фланцах" находится там, где имеется серьезная Q? Offtop: Есть у меня подозрения, что автор узла упрется и не захочет переделывать Что там может воспринять перерезывающую силу. В-п болты на срез?
7. slava_lex, в Вашем узле учтено, что сейсмика знакопеременная? Особенно в ригеле, прикрепленном к полке колонны? Просто в серии 2.440-2 вып 1 п. 3.2.8 сказано, что при наличии обратных моментов решение по нижней полке зеркально верхней, а я что-то не могу сообразить, как это выглядит.
Уважаемый Komplanar, узел приложить не могу, ибо коммерческая тайна. Даже не знаю, какой смайлик поставить или )))
СНиП РК 2.03-30-2017 по сейсмике, п. 9.6.2: "Каркасы одноэтажных зданий могут проектироваться по следующим конструктивным схемам: . в виде пространственных рамных конструкций, шарнирно сопряженных с фундаментами."
Уважаемый Tamerlan_MZO, я не автор узла, я проверщик. Хотя идея заставить автора посчитать придуманное хорошая.
Прошу, ответьте, пожалуйста, также и на другие мои вопросы в этой теме (2-7)!
Я так понимаю, в этом случае узел тоже нормальный, если стык отнести в место с минимальной Q (а лучше с нулевой) и делать этот стык как обычный стык ригеля на фланцах? Но вот беда: я этот самый "обычный стык ригеля на фланцах" видела только в Катюшине, и то концептуально. Есть какая-нибудь серия на эти узлы или только по расчету?
Конечно же по расчету, см. https://dwg.ru/dnl/10323. Методика расчета на поперечную силу там тоже есть, при очень больших поперечных силах теоретически можно сделать "зуб", но не уверен насчет возможности фрезеровки фланцев в таких стыках.
7. slava_lex, в Вашем узле учтено, что сейсмика знакопеременная? Особенно в ригеле, прикрепленном к полке колонны? Просто в серии 2.440-2 вып 1 п. 3.2.8 сказано, что при наличии обратных моментов решение по нижней полке зеркально верхней, а я что-то не могу сообразить, как это выглядит.
Мой узел дает концептуальное решение, для восприятия положительного момента болты в зоне полки вута имеются, но добавить ответные ребра и обратный фланец конечно стоит и все это само собой по расчету.
В общем как написал ранее лучше всего делать фрикцонные стыки в обоих направлениях. С фланцами будет много проблем..
Можно ли устроить жесткий узел сопряжения главной МК балки с МК колонной, разрезая балкой колонну?
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
Шарниры и защемления в конструкциях
Рассмотрим на реальных примерах узлы опирания или соединения конструкций и определим, с чем мы имеем дело: с шарниром или защемлением.
Сборная плита с опиранием по двум сторонам.
Это классический случай шарнира. Глубина опирания плиты диктуется типовыми сериями, и она меньше высоты сечения плиты. В таких условиях, изгибаясь, плита спокойно повернется на опоре – на шарнирной опоре. Мало того, защемлять плиту путем более глубокого заведения в стену нельзя, т.к. в ней тут же появятся моменты на опоре (при шарнирной схеме момент на опоре равен нулю), а верхней арматуры для восприятия этих моментов в сборных плитах практически нет.
Расчетная схема для такой плиты:
Монолитная однопролетная плита (балка) с опиранием на кладку.
Здесь все зависит от глубины заведения плиты в стену.
Если при высоте плиты 200 мм вы опираете плиту на 150-200 мм, то это шарнир.
Если верхняя арматура заходит на опору на длину анкеровки или выполнены специальные мероприятия в виде приварки пластин (шайб) на концах арматуры, то это защемление.
Если глубина опирания «ни то, ни се» - т.е. больше высоты сечения, но меньше длины анкеровки, то это тот неприятный случай, когда нужно не просто законструировать, но и выполнить расчет всех деталей узла и проверить, выдержат ли они такое издевательство. Во-первых, установка верхней рабочей арматуры уже обязательна. Во-вторых, она должна быть рассчитана на возникающие при этом защемлении моменты. В-третьих, достаточность ее анкеровки должна быть проверена расчетом.
Расчетная схема для однопролетной плиты следующая:
Для монолитной балки все аналогично, глубину заделки для защемленного варианта можно только сэкономить, отогнув верхний стержень вниз. Но как у плиты, так и у балки пригруз кладкой должен быть достаточным и проверен расчетом.
Балконная плита (балка) консольная.
Это стандартная схема с опорой в виде защемления – шарнира здесь быть не должно ни в коем случае, даже неполного защемления не должно быть – только стопроцентный жесткий узел. Иначе система будет геометрически изменяемой: балкон под нагрузкой будет проворачиваться на опоре со всеми вытекающими.
Поэтому при конструировании опирания консольного балкона нужно очень тщательно разрабатывать и просчитывать жесткий узел опирания. В типовой серии 2.130-1 вып. 9 можно ознакомиться с узлами опирания балконных плит и понять, по какому принципу достигается защемление. Во-первых, это достаточное заведение плиты в стену. Во-вторых, это значительный пригруз кладкой стены сверху. В-третьих, это обязательная анкеровка верхней части плиты в сжатой конструкции – в решениях серии это осуществляется путем приварки к закладной в балконной плите анкеров, которые надежно крепятся в конструкциях стены (крепление просчитывается). Все три условия должны быть сбалансированы и в сумме давать надежное защемление. При опирании балок нужно использовать тот же принцип: глубина опирания плюс анкеровка верхней части балки.
В случае монолитной консольной плиты или балки, опирающейся на монолитную стену, необходимо завести верхнюю арматуру консоли в стену на длину анкеровки – это обеспечит защемление.
Если балкон переходит в плиту (т.е. по сути это плита с консольным вылетом балкона), то о жестком узле здесь заботиться не надо – достаточно обыкновенного шарнирного опирания на стену.
Если вы делаете балкон в существующем здании, очень сложно разработать и выполнить чистое защемление, поэтому старайтесь избегать чистых консолей, а делать балконы с подкосами.
Расчетная схема для балкона:
Балкон или консольная балка с подкосом.
Такое решение выбирают в нескольких случаях: если это продиктовано архитектурным решением; если конструкция выполняется в существующем здании; если консоль без подкоса не выдерживает значительной нагрузки.
Чем хороша такая консоль? Тем, что в совокупности конструкция является консолью, но по отдельности каждый узел опирания является шарнирным с ограничением перемещений по вертикали и по горизонтали – а такие узлы не требуют расчета, и законструировать и выполнить их значительно легче, чем защемление. Главное здесь – обеспечить надежное ограничение перемещения по горизонтали: если подкос крепится болтами, то чтобы их было достаточно на вырыв; если конструкция просто закладывается в стену, то должны быть анкеры, заведенные в кладку и т.п.
Расчетная схема такого балкона следующая:
Горизонтальная балка закреплена в стене с ограничением перемещений по вертикали и горизонтали. Она неразрезная по длине. В пролете (или на краю) горизонтальная балка шарнирно опирается на подкос, который в свою очередь опирается на стену с ограничением перемещений по вертикали и горизонтали.
Многопролетная балка с опиранием на стены из кладки.
У такой балки в средних пролетах всегда опирание шарнирное, а вот на крайних опорах может быть как защемление, так и шарнир. Все обусловлено величиной пролетов и возможностью защемить балку. Если пролеты большие, или же если размеры пролетов разные и неблагоприятно влияют на пролетный момент в крайних пролетах (например, крайние пролеты значительно больше средних), то можно попытаться применить защемление на крайних опорах. В основном же крайние опоры делаются шарнирными.
Расчетная схема для многопролетной балки:
Многопролетная плита с опиранием на металлические балки.
У этой плиты абсолютно тот же принцип, что и у многопролетной балки, описанной в предыдущем случае. Крайние опоры у такой плиты могут быть балками, а могут быть и стенами здания. В случае, если крайние опоры – балки, то защемление при опирании на них организовать сложно, стандартно здесь применяется шарнирное опирание.
Хочется обратить внимание на следующий момент. При многопролетном перекрытии больших размеров в нем приходится делать деформационный шов. Если нагрузки значительные, то при шарнирном опирании на крайние опоры в крайних пролетах возникают значительные изгибающие моменты, требующие значительного армирования – и это не всегда рационально для плит малой толщины. В таком случае, рекомендую рассмотреть вариант устройства шва не на балке, а в пролете: тогда две плиты будут иметь консольный свес. Моменты в таком случае сбалансируются и армирование будет гармоничным.
Монолитная стена подвала.
На стену подвала всегда воздействует горизонтальное давление грунта, причем, чем глубже подвал, тем значительней влияние горизонтального давление на конструкции.
При определении расчетной схемы для стены подвала нужно рассматривать схему в двух направлениях. Первое, и самое главное – это вертикальный разрез по стене. Нужно рассмотреть два узла: верхний и нижний.
В верхнем узле могут быть отсутствие опирания (если на стену не опирается перекрытие); шарнир с ограничением перемещения по горизонтали (если есть шарнирное опирание перекрытия – например, сборные плиты); жесткий узел (если связь стены подвала и перекрытия жесткая – например, монолитная конструкция). Опирание в данном случае имеется в виду в горизонтальном направлении, т.к. основная нагрузка у нас – это горизонтальное давление грунта.
В нижнем узле сопряжения стены с фундаментной лентой в основном встречается жестким – шарнир там организовывать трудоемко, да и не имеет особого смысла.
Теперь насчет другого, горизонтального разреза стены. Если по длине стена ничем не ограничена в перемещениях (нет перпендикулярных стен), то рассматривать горизонтальный разрез в расчете не надо. А вот если есть перпендикулярные стены, расположенные довольно часто, то нужно посчитать стену еще и в горизонтальном направлении, т.к. с одной стороны действует давление грунта, с другой стороны стены служат опорами, и получается многопролетная неразрезная конструкция, в которой возникают как пролетные, так и опорные моменты – соответственно, нужно проверить горизонтальное армирование стены с учетом расположения перпендикулярных стен. Такая стена считается как многопролетная неразрезная плита шириной 1 м (метровая горизонтальная полоса условно вырезается из стены); средние опоры – шарниры, а крайние зависят от связи с перпендикулярными стенами – в основном, это защемление.
Сопряжение железобетонной колонны с фундаментом.
В основном в железобетоне схема сопряжения – защемление, т.к. шарнир организовать сложнее (особенно в монолите).
В сборном варианте колонна глубоко заделывается в стакан (глубина заделки – расчетная), а в монолитном варианте из фундамента делаются выпуски арматуры в колонну, которые заводятся минимум на длину нахлестки в колонну и на длину анкеровки – в фундамент.
Если вы хотите разобраться с каким-то конкретным примером соединения конструкций, пишите в комментариях, и ваш случай будет добавлен в статью.
Шарнир или защемление – что выбрать?
Естественно, есть такие схемы, в которых все уже предопределено – однозначный шарнир (как в сборных пустотных плитах перекрытия) или однозначное защемление (консольная балконная плита). Но есть такие варианты, когда выбор предоставляется проектировщику – и поначалу очень сложно определиться, как составить расчетную схему, чтобы получить оптимальный результат. Рассмотрим некоторые случаи.
Связь ростверка со сваями – шарнир или жесткое соединение?
Как известно, ростверк может опираться на сваи либо шарнирно, либо жестко. И часто очень сложно понять, а какой же вариант выбрать? Во-первых, нужно прочесть СНиП «Свайные фундаменты», в котором оговорены условия, допускающие шарнирное опирание – их не так уж много, часть ваших вопросов сразу отсеется. А далее следует проанализировать саму конструкцию в целом.
Если фундамент на одной свае, то однозначно связь сваи с ростверком должна быть жесткой, иначе не будет устойчивости.
В случае куста свай следует определить следующее:
1 – если фундамент воспринимает только вертикальную нагрузку (без моментов и поперечных сил), можно рассматривать шарнирное опирание;
2 – если в сваях возникают отрывающие усилия (при передаче момента от колонны через ростверк), то соединение только жесткое.
В случае ленточного свайного ростверка:
1 – если расчет ростверка показывает значительные перенапряжения в нем в связи с жестким соединением со сваями, следует рассмотреть вариант с шарнирным опиранием;
2 – если на ростверк передаются горизонтальные усилия (ветровые или от давления грунта), соединение со сваями следует делать жестким.
В случае ростверка в виде плиты можно использовать шарнирное соединение, если это не противопоказано СНиПом «Свайные фундаменты» и если нет отрывающих усилий в сваях.
В случае ленточного ростверка в шпунтовой (подпорной) стенке из свай:
1 – если ростверк служит просто обвязочной балкой и на него ничего не опирается, соединение лучше выбрать шарнирным;
2 – при расположении на ростверке опор эстакады или подобных конструкций, передающих усилия от ветровых нагрузок, связь должна быть жесткой.
- для сваи выгодней шарнирное опирание, т.к. тогда на нее не передается изгибающий момент; но этот вид опирания не всегда позволен СНиПом;
- при наличии отрывающих усилий соединение сваи с ростверком всегда нужно делать жестким, чтобы конструкция не потеряла устойчивость (а отрывающее усилие часто выплывает при раскладывании момента от колонны на пару сил);
- и сваи, и ростверк только выигрывают от шарнирного соединения, поэтому если совсем-совсем нет противопоказаний, нужно выбирать шарнир.
Главное запомнить: всегда при жестком соединении сваи с ростверком моменты в ростверке передаются на сваи, и это следует учитывать при расчете сваи.
Опирание металлической или железобетонной рамы на фундамент.
В случае с рамами решение по опиранию на фундамент зачастую приходит после выбора конструкции самой рамы.
Если рама с жесткими узлами соединения ригелей с колоннами, то рациональней всего при опирании на фундамент выбрать шарнирный узел – такая рама при шарнирном опирании не пострадает, а вот фундамент выиграет, т.к. момент равен нулю, а значит фундамент будет меньше и экономичней. Да и при расчете такой рамы сложностей будет на целых шесть степеней свободы меньше – а при ручном расчете это ого-го сколько.
Если в раме ригели опираются на колонны шарнирно, то колонны обязательно должны быть жестко связаны с фундаментом, иначе мы получим геометрически изменяемую систему.
Но иногда, определившись со схемой рамы (например, ригели опираются шарнирно, а колонны защемлены в фундаментах), мы получаем невыгодный результат (например, недопустимо большие в данных условиях фундаменты). Тогда приходится походу менять расчетную схему и проверять вариант с жесткими узлами в раме и шарнирами в месте опирания на фундамент.
Часто сами материалы диктуют нам выбор расчетной схемы: допустим, в монолитном железобетоне сложно организовать шарниры, поэтому там чаще всего все узлы (и в раме, и в месте опирания колонн на фундамент) – жесткие. И это тоже нормально. Главное, чтобы законструировано было соответственно расчетной схеме.
Плиты перекрытия и балки.
В этой теме также нужно многое попробовать, чтобы набраться опыта и научиться выбирать лучший вариант расчетной схемы с первого раза.
В железобетонных плитах и балках при защемлении выплывает значительная верхняя арматура. Естественно, это ведет к удорожанию, но рационально в большепролетных конструкциях. Иногда так получается, что при большом пролете увеличение сечения балки или высоты плиты только ухудшает работу (т.к. растет нагрузка от собственного веса); а вот защемление дает свои положительные плоды – на опорах появляется изгибающий момент, дающий нам верхнюю арматуру, зато в пролете момент уменьшается, и в сумме конструкция проходит по расчету. При этом, правда, никогда не стоит забывать, что защемленная балка или плита передает усилие на конструкции, на которые она опирается.
Еще защемление стоит применять в плитах и балках, в которых важно уменьшить прогиб или уменьшить раскрытие трещин – меньше момент в пролете, значит меньше и деформации.
Еще одна особенная штука – это плита, опирающаяся по четырем сторонам. Она уже за счет такого опирания работает так, что возникает необходимость установить верхнюю арматуру в плите (особенно ближе к углам). Поэтому зачастую рационально, если есть такая возможность, защемить плиту и проверить, не меньше ли будет армирование.
Опирание крайних плит или второстепенных балок.
У любой многопролетной конструкции, будь то плита или второстепенная балка, есть крайний пролет, в котором она опирается на балку с одной стороны. И в связи с такой однобокой загруженностью балка-опора испытывает кручение, зачастую значительное. И в таких случаях, когда при расчете на кручение сечение балки разрастается до немыслимых размеров, нам на помощь приходит шарнир. Если опереть плиту или второстепенную балку шарнирно, то крайная балка-опора разгрузится, моменты на нее передаваться не будут, и ситуация перестанет быть критической. Понятно, что не всегда получается законструировать шарнирное опирание (особенно в монолитном варианте), но иногда даже в монолите лучше сделать крайнюю балку с консолью, и уже на эту консоль шарнирно опереть плиту. Еще есть вариант (но это если позволяет архитектура) – вывести опирающуюся плиту консольно в виде балкона; тогда балка-опора не до конца, но разгрузится.
Также на тему шарниров и защемления можно прочитать здесь.
Ирина, это любопытный вопрос, заранее соглашаюсь с вашим мнением)), по предыдущему моему комментарию был неправ, у Вас всё правильно написано, невнимательно прочитал и представил случай жесткого сопряжения колонны с ростверком и шарнирного (при отсутствии выдергивающих усилий в сваях) сопряжения ростверка со сваями для него и написал, что моменты передаваться не будут, а только вертикальные усилия
Да нет, Ирина в статье все однозначно написано)), просто я невнимательно прочитал, а по поводу того, что раньше как Вам сказали ростверк считали абсолютно жестким мои соображения такие:
считаю надо смотреть в каждом конкретном случае считать или не считать ростверк абсолютно жестким.
Чтобы считать "что-либо" абсолютно жестким телом, надо предполагать, что это "что-либо" имеет под нагрузкой очень малые деформации (перемещения, углы поворота), которые настолько малы, что не создают достаточно больших усилий от этих деформаций, которые бы влияли на несущую способность конструкции.
К примеру если высота ленточного ростверка относительно шага свай жестко соединенных с ним достаточно велика, то ростверк можно считать достаточно жестким (или абсолютно жестким) прогиб ростверка будет минимально малым и соответственно будут минимально малы моменты на опорах (сваях), соответственно этими моментами можно пренебречь и считать сваи только на вертикальные нагрузки от ростверка
Читайте также: