28. Конструирование, особенности работы и расчета оголовков колонн.

Сопряжение балок с колоннами может быть свободное (шарнирное) и жесткое. Свободное сопряжение передает только вертикальные нагрузки. При свободном сопряжении балки обычно ставят на колонну сверху, что обеспечивает простоту монтажа. В этом случае оголовок колонны состоит из плиты и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны. Если нагрузка передается на колонну через фрезерованные торцы опорных ребер , расположенных близко к центру колонны то пли- та оголовка поддерживается снизу ребрами , идущими под опорными ребрами балок. Ребра оголовка приваривают к опорной плите и к ветвям колонны при сквозном стержне или к стене колоны при сплошном стержне. Швы прикрепляющие ребро оголовка к плите должны выдержать полное давление на оголовок. Проверяют их по формуле:

Высоту ребра оголовка определяют требуемой длинной швов , передающих нагрузку на стержень колонны (длинна шва не более 85b_шk_ш):

Толщину ребра оголовка определяют из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением:

Lсм- длина сминаемой поверхности, равная ширине опорного ребра+две толщины плиты оголовка колонны.

Назначив толщину ребра , следует проверить ее на срез по формуле:

При малых толщинах стенок швеллеров сквозной колонны и стенки сплошной колонны их надо также проверять на срез в месте прикрепления к ним ребер. Можно в пределах высоты оголовка сделать стенку более толстой.

Чтобы придать жесткость ребрам, поддерживающим опорную плиту и укрепить от потери устойчивости стержни колонны в местах пе- редачи больших сосредоточенных нагрузок, вертикальные ребра, вос- принимающие нагрузку, обрамляют снизу горизонтальными ребрами,

Опорная плита оголовка передает давление от вышележащей кон- струкции на ребра оголовка и служит для крепления балок с колоннами монтажными болтами.

При фрезерованном торце колонны давление от балок передается через опорную плиту непосредственно на ребра оголовка. В этом случае

толщина швов, соединяющих плиту с ребрами принимается конструктивно.

Если балка крепится к колонне сбоку вертикальная ре- акция передается через опорное ребро балки на столик, приваренный к полкам колонны. Торец опорного ребра балки и верхняя кромка столика пристраиваются. Толщину столика принимают на 20—40 больше толщины опорного ребра балки. Столик целесообразно приваривать к колонне по трем сторонам.

Сварные швы, приваривающие столик к колонне, рассчитывают по формуле

Чтобы балка не зависла нa болтах и плотно стала на опорный сто- лик, опорные ребра балки прикрепляют к стержню колонны болтами, диаметр которых должен быть на 3—4 мм меньше диаметра отверстий.

Опирание колонны сверху Опирание колонны сбоку

29. Типы, расчет и конструктивное оформление баз колонн.

Типы баз колонн: с траверсой(траверса воспринимает нагрузку от стержня колонны и передает ее на опорную плиту N до 4000-5000кН). С фрезерованным торцом (N от 6000-10000кН и более, фрезеруют торец колонны и поверхность плиты, толщина которой должна быть значительной). Тангенциальная опора (шарнирное сопряжение базы с колонной).

Расчет баз с траверсами и с консольными ребрами: Бетон фундамента работает на смятие. Площадь смятия определяем по формуле:

Где N-продольное усилие, - расчетное сопротивление бетона смятию, - коэффициент, зависящий от характера распред местной нагрузки по площ плиты. Исходя из А и по конструктивным соображениям определяем B и L.

Плиту рассчитывают как пластину, нагруж снизу равномерно распред давлением фундамента и опертую на элементы сечения стержня и базы колонны.

В соответствии с конструкцией базы плита может иметь участки: опертые на 4 канта, на 3канта и консольные.

Наибольший изгиб момент в пластинках, опертых на 3 и 4 канта: , где q – расчетное давление на плиту, α-табл коэфф в зависимости от отношения сторон плиты, a и b- длинна и ширина плиты.

Наибольший изгиб момент в консольных пластинках:

По наибольшему из найденных M определяем толщину плиты:

Усилие от стержня колонны передается на траверсу через сварные швы, длинна которых и определяет высоту траверсы: , h=h_w+1.

Если ребра крепят к стержню колонны угловыми швами, то швы проверяют по равнодействующей напряжений от изгиба и поперечной силы: по металлу шва, по металлу границы сплавления; если стыковыми швами, то по приведенным напряжениям.