40. Опирание балки на колонну сверху. Расчёт и конструирование.

Сопряжение балок со стальными колоннами осуществляется путем их опирания сверху или примыканием сбоку к вдвойне. Такое соединение 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. Примеры опирания балок на колонны

а, б - сверху

в - сбоку

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,( а), либо строгают для непосредственной передачи опорного давления на стальную колонну (6). Для правильной передачи давления на колонну (при конструктивном решении по а) 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 (б) не должна превышать a < 1,5 t_OP и 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 (б, а эта площадь заштрихована) и длиной, равной высоте стенки балки:

                                       

Прикрепление опорных ребер к стенке балки сварными швами должно быть рассчитано на полную опорную реакцию балки с учетом максимальной рабочей длины сварного Шва. Шарнирное примыкание балок сбоку по рис. 15, в) по своему конструктивному оформлению, работе и расчету не отличается от описания балок сверху по рис. б.

41. Конструирование и расчет оголовка колонны.

Принимаем плиту оголовка колонны толщиной t_пл=25 мм, и размерами 450х360 мм. Давление главных балок передается колонне через ребро, приваренное к стенке колонны четырьмя угловыми швами. Сварка полуавтоматическая в углекислом газе проволокой Св-08Г2С: R_уш^св=21,5 кН/см ², _ш= 0,7 и _с=1,0. Принимаем ширину ребер 170 мм, что обеспечивает необходимую длину участка смятия ;

Толщину ребер находим из условия смятия: ;

Принимаем t_р=22мм;

Длину ребра l_р находим из расчета на срез швов Д его прикрепления.

Примем К_ш=9 мм. Тогда: ;

Принимаем l_р= 44см, при этом условие выполнено. Шов Е принимаем таким же, как и шов Д. Проверяем стенку на срез вдоль ребра:

;

Необходимо устройство вставки в верхней части стенки. Принимаем её толщину 25мм, а длину .

;

Принимаем конструктивно минимально – допустимый катет шва К_ш=7мм.

Стенку колонны у конца ребра укрепляем поперечными ребрами, сечение которых принимаем 100х8 мм.