41 Расчет узла опирания балки на колонну сверху

Сопряжение балок со стальными колоннами может быть или шарнирным, передающим только опорную реакцию балки, или жестким, передающим на колонну кроме опорной реакции еще и момент защемления балки в колонне. Шарнирное соединение широко применяется в большинстве балочных конструкций, жесткое - в каркасах многоэтажных зданий.

Конец балки в месте опирания ее на опору укрепляют опорными ребрами, считая при этом, что вся опорная реакция передается с балки на опору через эти ребра жесткости Ребра жесткости для передачи опорной реакции надежно прикрепляют к стенке сварными швами, а торец ребер жесткости либо плотно пригоняют к нижнему поясу балки, либо строгают для непосредственной передачи опорного давления на стальную колонну. Для правильной передачи давления на колонну центр опорной поверхности ребра надо совмещать с осью полки колонны.

Размер опорных ребер жесткости определяют обычно из расчета на смятие торца ребра

Выступающая вниз часть опорного ребра обычно принимается 15-20 мм.

Помимо проверки на смятие торца опорного ребра производится также проверка опорного участка балки на устойчивость из плоскости балки как условного опорного стержня, включающего в площадь расчетного сечения опорные ребра и часть стенки балки шириной по 0,65 в каждую сторону и длиной, равной высоте стенки балки: где φ — коэффициент продольного изгиба стойки с гибкостью (λ=h_CT/iz), определен­ной относительно оси z, совпадающей с профильной осью балки.

Прикрепление опорных ребер к стенке балки сварными швами должно быть рассчитано на полную опорную реакцию балки с учетом максимальной рабочей длины сварного шва.

41Расчет опорных ребер жесткости

Ширина опорного ребра: b_d = b¹_f = 20 см.

Требуемая площадь сечения опорного ребра:

, где Q_max – опорная реакция в главной балке; R_p – расчётное сопротивление смятию торцовой поверхности.

, - нормативное сопротивление по пределу прочности, - коэффициент надежности по материалу.

Требуемая толщина опорного ребра:

t_d = A_d/b_d , где b_d =b_f

Окончательно t_d принимается по сортаменту на листовую сталь. Кроме смятия опорное ребро работает на сжатие и требуется проверка устойчивости условной стойки. В сечение условной стойки входят опорное ребро и часть стенки.

Длина этой части стенки определяется по формуле:

Площадь сечения условной стойки находится по формуле:

Проверка устойчивости сводится к выполнению условия  = Q_max/(*A_s) ≤ R_y; где  - коэффициент продольного изгиба. Принимается в зависимости от гибкости _z:

_z = h_w/i_z, где i_z - радиус инерции сечения условной стойки,

J_z - момент инерции сечения условной стойки

45 Обеспечение общей устойчивости сварных балок

l_ef /b_f<o (0,41+0,0032b_f/t_f+(0,73-0,016 b_f/t_f) b_f/he_f )*кореньE/h_ef l_ef – расстояние между балками настила,

о =1 при упругой работе балки.

Если условие не выполняется, то уменьшаем шаг балки.

46 Расчет базы колонны

Базой колонны называется конструктивное уширение низа колонны до размеров, отвечающих прочности материала фундамента и условиям закрепления ее в фундаменте в соответствии с расчетной схемой. При относительно небольших значениях продольной силы при меняется простая конструкция базы в виде толстой плиты, на которую опирается стержень колонны.

Для того, чтобы придать базе жесткость при приемлемых толщинах плиты, применяют элементы жесткости — траверсы, ребра, диафрагмы.

Нагрузку на базу принимают с учетом веса колонны (двух ветвей)

Требуемая площадь опорной плиты: А_тр = N_б/R_ф, где R_ф = ξ*R_b – расчетное сопротивление фундамента;

Длина опорной плиты: l_пл =2а + b;

Проверяем достаточность этого размера для размещения ветвей колонны: , где t_трав – толщина траверсы.

Опорная плита разбивается на три участка: 1участок, опертый по четырем сторонам; 2участок, опертый по трем сторонам; 3консольные участки.

Напряжение под плитой

Изгибающие моменты в опорной плите: 1 участок: M₁ = α**b²; 2 участок: M₂ = β*s*a₁²; 3 участок: M₃ = s*с²/2

Толщина опорной плиты принимается по наибольшему из трех полученных моментов:

Высота траверс: