2.11 Основные конструктивные решения колонн, балок и связей применяемых в каркасах многоэтажных зданиях.

Колонна — основной конструктивный элемент каркаса многоэтажного здания, воспринимающий преимущественно сжимающие усилия, иногда с изгибом в одной или двух плоскостях. Для много-

этажных зданий применяются колонны сплошного сечения, показанные на рис. 2.23. Большинство сечений – составные. Выбор типа сечения зависит от:

– вида и соотношения внутренних усилий (продольная сила, изгибающие моменты);

– значения и соотношения расчетных длин 1Х, 1и;

– удобства присоединения ригелей.

Соотношение ширины и высоты сечения колонны и его ориентацию в плане следует выбирать с учетом условий работы и компоновки всей конструктивной системы. Например, в обычной рамной системе плоскость наибольшей жесткости двутавровых колонн направляют вдоль узкой стороны здания (рис. 2.24, а), в системе с внешней пространственной рамой эту плоскость совмещают с плоскостью рамной грани (рис. 2.24, б).

Элементы связевых конструкций. Раскосы стальных связевых ферм проектируют обычно из парных уголков, прямоугольных и круглых труб (рис. 2.25), а при больших продольных усилиях — двутаврового или коробчатого сечения (см. рис. 2.21, а, б, ж).

Балки и ригели перекрытий работают преимущественно на изгиб. Продольные силы в ригелях и балках незначительны и появляются от горизонтальных нагрузок, передаваемых через ригель и балку от наружной стены к диафрагме и стволу жесткости, а также от поперечных сил в колоннах, обусловленных начальным переломом или искривлением их оси.

2.12 Основные конструктивные решения стыков, применяемых в многоэтажных зданиях.

Для удобства монтажа и по условиям унификации стыки колонн размещают, как правило, на

одном горизонтальном уровне выше ригеля на 0,6 – 1 м.

Выбор конструкции стыка зависит от соотношения между наибольшим эксцентриситетом

e=M/N, вычисленным для комбинаций типа Mmax, Ncooтв и Nmin; Мcooтв, и ядровым расстоянием сечения ρ. В связевых и рамно-связевых системах эксцентриситеты в сечениях колонн относительно невелики (е ≤ ρ), растягивающие напряжения в сечении стыка не возникают, и стык выполняется как

для центрально-сжатой колонны (рис. 2.29). Сжимающие напряжения передаются через фрезерован-

ные торцы. Для закрепления колонны в проектном положении и восприятия монтажных нагрузок ис-

пользуются постоянные стяжные болты класса точности В.

Стыки колонн рамных систем при относительно больших эксцентриситетах (е > ρ) испытывают растягивающие напряжения и могут быть болтовыми или сварными. Болтовые стыки с накладками (рис. а) конструктивно удобны для открытых сечений колонн, однако работа таких стыков изучена недостаточно.

Фланцевые стыки (рис. 6 – г) более универсальны, но выступы фланцев должны быть по возможности скрыты в стене. Контуры зоны контакта в сжатой зоне фланца можно принять по границе сечения колонны. Фланцевый стык состоит из двух толстых пластин (фланцев) со стороны каждого соединяемого элемента. Для обеспечения передачи сжимающих усилий в стыке и плотного контакта соприкасающиеся поверхности фланцев строгаются или фрезеруются после приварки к элементам. Растягивающие усилия во фланцевых стыках предаются за счет растяжения болтов и изгиба фланцев.

Более трудоемкие на монтаже сварные стыки (рис. 2.31) следует применять в тех случаях, когда болтовой стык становится конструктивно неприемлемым из-за чрезмерного числа болтов. Болты и коротыши из уголков в сварном стыке служат только для временного закрепления колонны перед сваркой и после ее выполнения могут быть при необходимости удалены. Сварные швы стыка следует проверить на прочность в растянутой зоне.

Пример стыка в месте изменения сечения колонны