33)Детали и узлы центрально-сжатых колонн

Стыковые соединения стальных колонн конструируют в зависимости от их поперечного сечения, которое может иметь различную конфигурацию, определяемую величиной нагрузки и характером напряженного состояния.

Поскольку стыки колонн работают на центральное или внецентренное сжатие, для непосредственной передачи продольного усилия торцы стальных колонн выполняют фрезерованными. Монтажные стыки стальных колонн в настоящее время, как правило, выполняются на болтах. Применение сварных монтажных стыков колонн высотных зданий ограничено из-за технологических трудностей сварки толстостенных профилей в условиях стройки.

Болтовые монтажные соединения стальных колонн выполняют с применением накладок и фланце. Фланцы располагают в уровне перекрытия, чтобы они не выступали в помещение. Также на фланцах могут выполняться стыки в местах изменения поперечного сечения колонны.

Опирание стальных колонн высотных зданий на бетонные или железобетонные конструкции нулевого цикла осуществляют через стальные башмаки, которые в зависимости от величины продольного усилия и изгибающего момента. А также прочности бетона конструируют с опорным листом, укреплённым ребрами, или с траверсой, состоящей из верхнего пояса и вертикальных листов, прикреплённых к опорному листу, который работает как нижний пояс траверсы.

При относительно малых значениях вертикальных усилий и опорных изгибающих моментов обычно применяют башмак с опорным листом и подкрепляющими ребрами. При этом анкеровка башмака в фундаменте имеет только монтажное назначение.

При больших величинах изгибающих моментов и продольных усилий или необходимости распределения давления на большую площадь применяются башмаки с развитой в плане траверсой и широко расставленными анкерными болтами.

Анкерные болты служат не только для восприятия растягивающих усилий, но и для рихтовки всех колонн. Колонны с башмаками выверяют и фиксируют в проектном положении на анкерных болтах с зазором между опорной плитой башмака и бетонной поверхностью фундамента. В образовавшийся зазор инъецируют безусадочный цементный раствор.

При опирании стальных колонн на железобетонные конструкции ограниченных размеров в плане — на железобетонные колонны, стены и в других подобных случаях — повышение несущей способности бетонного основания может быть достигнуто применением высокопрочных бетонов, косвенного армирования. А также замоноличиванием стальной колонны в бетон с применением конструктивных элементов, например, коротких консолей, обеспечивающих равномерную передачу нагрузки на бетонную конструкцию.

Узлы и детали подвесок (вантовых конструкций). Работающие на растяжение подвески выполняют из прокатных стальных профилей различных сечений. Обетонирование применяют в качестве средства защиты от коррозии и пожара подвесок, уже находящихся в напряженном состоянии под воздействием постоянных нагрузок. Могут применяться также преднапряженные железобетонные подвески.

Применение для подвесок высокопрочной стали, в том числе высокопрочной преднапряженной арматуры, в целях сокращения расхода металла повышает их деформативность. Во всех случаях следует учитывать деформативность подвесок — отметки узлов опирания балок перекрытия на ванты при монтаже должны превышать проектные на величину деформаций подвесок от полного значения постоянных нагрузок и части временных, определенную для каждого этажа с учётом деформаций внутренних конструкций, на которые опираются балки другим концом.

Байтовые подвески работают на осевое или внецентренное растяжение. Их стыкование выполняют на болтах с применением листовых накладок. Стыкование преднапряженных железобетонных элементов вантовых подвесок можно осуществлять по аналогии с анкерными устройствами, применяемыми при последующем напряжении арматуры. Узлы опирания перекрытий на подвески выполняются с применением болтовых соединений.

Узлы опирания стальных главных балок на колонны. Стальные главные балки выполняются, как правило, в виде прокатных или сварных двутавров, замкнутые коробчатые профили применяются реже из-за сложности стыков, а при больших пролётах применяют фермы — раскосные, безраскосные и комбинированные с сочетанием раскосных частей на опорах и безраскосных в пролёте. Фермы могут иметь разную строительную высоту—в пределах перекрытия или на высоту этажа. Пролеты раскосных ферм достигают 18 м.

Башмаки колонн: а — с опорным листом, подкреплённым ребрами; б — со сварной траверсой.

Конструктивное решение узла опирания главных балок зависит их расчётной схемы. Они могут быть:

• • однопролётными;

• неразрезными с шарнирным опиранием на

• колонну;

• • образовывать с колонной рамный узел.

Однопролётные главные балки обычно опираются на колонны с помощью столиков, передающих опорную реакцию, и крепятся к колоннам на обычных или высокопрочных болтах с помощью фланцев, выполненных, например, из листа или уголков. Для гашения колебаний здания между балками и колоннами в некоторых случаях устанавливают демпферы.

Неразрезные главные балки могут шарнирно опираться на колонны путем пропуска их через отверстия в стенках профилей колонн, а при двухветвевых колоннах — могут быть пропущены между двумя ветвями колонны. При трубобетонных колоннах неразрезные главные балки могут быть пропущены через ствол колонны.

Для передачи изгибающих моментов от главных балок на колонны применяют рамные узлы, которые могут выполняться на болтах, в том числе высокопрочных. В отдельных случаях узлы могут выполняться сварными, но при этом требуется предварительное закрепление соединяемых элементов на болтах. Стенка ригеля присоединяется с помощью болтов и вертикальных накладок, воспринимающих опорную реакцию; пояса присоединяются с помощью накладок и выполняемых сверху сварных швов.

Наиболее эффективно сварные стыки неразрезных главных балок с колоннами выполняются в заводских условиях при изготовлении укрупненных монтажных элементов, состоящих из двухтрех колонн и главных балок. Монтажные стыки таких элементов выполняют на болтах.

Узлы опирания стальных второстепенных балок на главные выполняются в зависимости от расчётной схемы второстепенных балок и их конструктивного выполнения. Второстепенные балки могут быть однопролётными и неразрезными.

Обычно второстепенные балки конструктивно выполняются в виде прокатных и сварных двутавров, коробчатых профилей, а при больших пролётах и достаточной конструктивной высоте—в виде более экономичных по расходу металла раскосных и безраскосных ферм, которые позволяют беспрепятственно пропускать крупногабаритные инженерные коммуникации.

Наиболее просто узел опирания второстепенной балки может быть выполнен при установке её на верхний пояс главной балки; второстепенные балки могут быть как однопролётными, так и неразрезными.

Недостатком такого решения является большая строительная высота узла.

Меньшая строительная высота достигается примыканием второстепенных балок к главным с двух сторон. Передача опорной реакции осуществляется через опорные столики, ребра или фланцы. Неразрезность второстепенных балок в этом случае молсет быть достигнута, например, применением накладок на верхнем поясе с креплением их на болтах, на сварке или сваркой верхних поясов главной и второстепенной балок.

Для пропуска коммуникаций в стенках второстепенных и главных балок сплошного сечения могут быть прорезаны отверстия, при большой величине которых устраивают расчётные усиления по контуру.