28.Стыки и опорные узлы балок составного сечения, их конструктивное оформление и расчет

Стыки бывают заводскими, выполняемыми на заводе с целью увеличения длины элементов, входящих в отдельный отправочный элемент, и монтажными, изготовляемыми на строительной площадке; они предназначены для сопряжения отдельных отправочных элементов в рабочую конструкцию . Количество монтажных стыков и их размещение проектируют по условию транспортировки.

Наиболее простым является стык, пояса и стенка которого стыкуются в одном сечении. Однако такой стык в зоне действия максимального изгибающего моментане обеспечивает равнопроч-ности стыка и основного материала. Вследствие этого в наиболее напряженных зонах устраивают щов вразбежку, выполняя в полках косой стыковой шов, обеспечивающий высокую надежность    соединения стыкового шва на расстоянии 500 мм по обе его стороны приваривают полки к стенке.

Увеличение надежности стыка в прокатных и составных балках при действии значительных моментов и поперечных сил может быть достигнуто с помощью горизонтальных накладок, устанавливаемых по верхней и нижней полкам и вертикальных двусторонних накладок по стенке балки. Балки опираются на колонны сверху или примыкают сбоку.

В зависимости от назначения балка может примыкать либо к полке колонны ( 50, а, г, д), либо к стенке колонны ( 50, б, в).

Жесткое крепление балок к балкам делают, как правило, в случае двустороннего примыкания вспомогательных балок к главным ( 52, е). Конструктивно такое сопряжение выполняют подобно жесткому стыку балки с колонной.

Соединение поясов со стенкой в сварных балках осуществляют непрерывными угловыми швами. Швы препятствуют взаимному сдвигу пояса и стенки, вследствие чего в них возникают касательные напряжения, являющиеся функцией воздействия поперечной силы ( 53). Следовательно, наибольшие значения касательных напряжений будут возникать вблизи опоры.

Толщину сварного шва, прикрепляющего полку к стенке, определяют из условий работы по металлу шва и по металлу границы сплавления по формулам:

kff = QSm/2Jb Rwf ywj yc;    

kfz = QSm/2/b Rmz ywz yc,   

где Sm — статический момент полки относительно нейтральной оси балки; /(, — момент инерции полного сечения балки относительно нейтральной оси.

30. Типы центрально-сжатых сплошных колонн, их конструирование и расчет

Сплошные колонны в виде прокатного двутавра, сварного двутавра, крестообразные, трубчатые, но, в основном, - двутавр.

Колонны предназначены для передачи нагрузки от балочных клеток, ферм покрытий, рабочих площадок и других конструкций на нижележащие или на фундаменты.

Центрально-сжатые колонны, так же как и внецентренно сжатые, состоят из трех основных частей, выполняющих определенную функцию: оголовка, стержня и базы (башмака) .

По типу сечений различают сплошные колонны, состоящие из прокатных двутавров или труб или различных комбинаций открытых профилей ( 55), и сквозные, состоящие из двух или четырех ветвей, соединенных между собой планками или решетками из уголков или швеллеров ( 56). Соединение ветвей на планках применяют тогда, когда расстояние между осями ветвей не превышает 500—600 мм. При больших расстояниях планки получаются тяжелыми, поэтому целесообразно применять решетку из одиночных уголков.

При проектировании центрально-сжатых колонн, закрепленных только по концам, стремятся к обеспечению ее равноустойчивости относительно главных осей инерции сечения х—х и у—у. Исходя из этого наиболее рациональными типами сечений для сравнительно коротких колонн являются широкополочный двутавр, труба и сварное двутавровое сечение, составленное из трех листов. При большой длине и небольших нагрузках сквозные колонны более эффективны по расходу материала, чем сплошные, но имеют трудности крепления примыкающих балок, особенно в случаях примыкания балок по длине стержня.

Подсчет нагрузок на колонну и определение расчетного усилия производится в соответствии с принятой конструктивной схемой площадки. Нагрузки считаются приложенными к колонне центрально. При определении расчетного усилия в колонне вводятся соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке, установленные нормами для постоянной и временной нагрузок.

Расчет сплошной колонны производится в следующем порядке:

а) выбирается тип сечения колонны (из листов; прокатных профилей);

б) определяются расчетные длины колонны относительно двух осей с учетом заглубления базы в соответствии с принятой конструктивной схемой площадки и заданными ее размерами. При этом опирание колонны на фундамент, как правило, считается шарнирным, поскольку обычная база центрально-сжатой колонны не обеспечивает достаточного защемления стержня в его основании; Плита работает как пластинка на упругом основании, воспринимающая давление от траверс и диафрагм. Однако в расчете это обстоятельство обычно не учитывается и давление под плитой принимается равномерно распределенным.

Обычно толщина плиты принимается в пределах 20…40 мм; если толщина плиты получается больше, конструкция башмака нерациональна и ее следует изменить.

Расчет траверс, диафрагм и ребер Усилие со стороны колонны передается на траверсы через сварные швы. Размещение швов требуемой длины определяет высоту траверсы, которая обычно с избытком отвечает условию ее прочности.

Швы, прикрепляющие консоли к стержню колонны, рассчитываются на нормальные напряжения от изгиба, срезывающие напряжения от поперечной силы, а также в зависимости от типа швов

Траверса проверяется на изгиб в месте прикрепления к стержню колонны и по середине. Прикрепление диафрагмы к ветвям траверсы рассчитывается несколько в запас прочности на усилие Приняв по заданию или выбрав тип сопряжения балок с колоннами, приступают к конструированию и расчету оголовка колонны. Расчетная часть на этом заканчивается и далее на основе полученных результатов выполняется графическая часть включающая чертежи КМ (конструкции металлические) и разрабатываемые на их основе чертежи КМД (конструкции металлические деталировка).