Оголовки колонн. Расчет и конструирование

Подписаться
Вступай в сообщество «koon.ru»!
ВКонтакте:

Оголовок колонны служит опорой для вышележащих конструкций (балок, ферм) и распределяет сосредоточенную нагрузку на колонну равномерно по сечению стержня.

Сопряжение балок с колоннами может быть свободное и жесткое. Шарнирное сопряжение передает только вертикальные нагрузки (а, б, в, г, д).

Жесткое сопряжение балок с колоннами образует рамную систему (е).

При отпирания балок сверху опорный узел вышележащий конструкции имеет поперечное ребро с выступающим на 15-25 мм фрезерованным торцом, через который передается давление на колонну (рис. а, б, д). Реже применяют конструкция узла, где опорное давление передается внутренним ребром балки, расположенным над полкой колонны (в, г). Если поперечное опорное ребро вышележащих балки имеет выступающий торец (а, б, д), то опорное давления передается сначала на опорную плиту оголовка колонны, затем на опорное ребро оголовка, с этого ребра – на стенку колонны (или траверсу в сквозной колонне (д) и далее равномерно распределяется по сечению колоны. Опорная плита оголовка служит для передачи давления с торцов балки на опорные ребра оголовка, поэтому ее толщина определяется не расчетом, а конструктивными соображениями и принимается обычно 16-25мм.

С опорной плиты давление передается на опорные ребра оголовка через горизонтальные сварные швы, прикрепляются торцы ребер к плите.

Катет этих швов определяется по формуле

.

При установке опорной плиты на фрезерованный торец стержня колоны обеспечивает полное прилегание плиты к ребру колонны, и опорное давления передается непосредственным контактом поверхностей, а сварные швы, прикрепляющие, опорную плиту принимаются конструктивно.

Ширина опорного ребра определяется из условия прочности на сжатие.

Кроме того должно соблюдаться условие, обеспечивающие местную устойчивость опорного ребра.

.

Низ опорных ребер оголовка укрепляется поперечными ребрами, препятствующими их скручиванию из плоскости колонны при неравномерном давлении торцов вышележащих балок, возникающие от неточности изготовления и монтажа.



С опорных ребер давление на стенку колонны передается через угловые швы. Исходя из этого требуема длина ребер.

.

Расчетная длина швов при этом не должна превышать .

Ребра также проверяют на срез: ,

где 2 – число срезов;

– толщина стенки колонны или траверсы сквозной колонны.

При больших опорных давлениях напряжения среза в стенке превышают расчетное сопротивление. В этом случае увеличивают длину ребра или принимают более толстую стенку. Можно увеличить толщину стенки только в оголовке колонны (б). Это решение снижает расход металла, но менее технологично в изготовлении.

Дальнейшее распределение давления со стенки колонны, по всему сечению стержня сплошной колонны обеспечивается сплошными швами, соединяющие полки и стенку.

В сквозных колоннах (д) давление с траверсы передается на ветви колонны через угловые швы, катет которых должен быть не менее:

.

Оголовок колонны с опорными ребрами балок, расположенными над полками колонны (в) конструируется и рассчитывается аналогично предыдущему, только роль опорных ребер оголовка выполняют полки колонны. Если давление с плиты оголовка передается на колонну через сварные швы (торец колонны не фрезерованный), то катет сварных швов, прикрепляющих одну полку колонны к плите определяется из условия их среза реакцией одной балки:

,

где - опорная реакция одной балки, - ширена полки колонны.

Если торец колонны фрезеруется, то сварные швы принимаются конструктивно с минимальным катетом. Чтобы обеспечить передачу опорного давления по всей ширине опорного ребра балки при большой ширине поясов балок и узких полках колонн, приходится проектировать уширенную траверсу (рис. г). Условно принимается, что опорное давление с плиты передается сначала полностью на траверсу, а затем с траверсы на полку колонны, в соответствии с этим рассчитывают швы крепления траверсы к плите и колонне. При опирании конструкции на колонну сбоку (е) вертикальная реакция передается через строганный торец опорного ребра балки на торец опорного столика и с него на полку колонны. Толщина опорного столика принимается на 5-10мм больше толщины опорного ребра балки. Если опорная реакция балки не превышает 200 кН, опорный столик делают из толстого уголка со срезано полкой, при большей величине реакции столик делают из листа со строганным верхним торцом. Каждый из двух швов, прикрепляющих столик к колонне, рассчитывается на 2/3 опорной реакции, чем учитывается возможная непараллельность торцов балки и столика, следствии неточности изготовления и в связи с этим неравномерная передача давления между торцами. Требуемую длину одного шва крепления столика определяют по формуле:

.

Иногда столик приваривают не только по бакам,но и по нижнему торцу, в этом случае общую длину шва определяют по усилию, равному

.

  • Виды производства стали, применяемой в металлических конструкциях
  • Сортамент для стальных конструкций
  • Вопрос 5. Влияние различных факторов на свойства стали.
  • Вопрос 6. Виды дефектов кристаллической решетки и механизм разрушения стали. Работа стали при неравномерном распределении напряжений. Работа стали при неравномерном распределении напряжения.
  • Вопрос 7. Алюминиевые сплавы, и их состав, свойства и особенности работы
  • Группы предельных состояний
  • Расчет конструкций по предельным состояниям и сопоставление его с расчетом по допускаемым напряжениям
  • Вопрос 9. Нагрузки, действующие на сооружение. Виды нагрузок. Нормативные и расчетные нагрузки.
  • Вопрос 10. Предельное сопротивление материала. Нормативные и расчетные напряжения. Коэффициенты надежности.
  • Вопрос 11. Виды напряжений и их учет при расчете элементов конструкций. Основные, дополнительные, местные, начальные напряжения. Виды напряжений и их учет при расчете элементов конструкций
  • Вопрос 12. Работа и расчет на прочность центрально растянутых и центрально сжатых элементов. Работа стали на растяжение
  • Работа стали на сжатие
  • Вопрос 13. Работа стали в сложном напряженном состоянии. Учет сложного напряженного состояния при расчете стальных конструкций. Работа стали при сложном напряженном состоянии
  • Вопрос 14. Упруго-пластическая работа стали при изгибе. Шарнир пластичности. Основы расчета изгибаемых элементов. Упруго пластическая работа стали при изгибе. Шарнир пластичности
  • Вопрос 15. Работа стержней при кручении.
  • Вопрос 16. Устойчивость элементов металлических конструкций. Потеря устойчивости центрально-сжатых стержней. Устойчивость элементов металлических конструкций
  • Потеря устойчивости центрально сжатых стержней
  • Вопрос 17. Потеря устойчивости внецентренно сжатых и сжато-изогнутых стержней. Потеря устойчивости внецентренно сжатых стержней
  • Вопрос 18. Потеря устойчивости изгибаемых элементов
  • Вопрос 19. Потеря местной устойчивости элементов металлических конструкций
  • Вопрос 20. Работа стали при повторных нагрузках. Усталостная и вибрационная прочность.
  • Вопрос 21. Расчет элементов стальных конструкций на прочность с учетом хрупкого разрушения (проверка на хладостойкость).
  • Вопрос 22. Сварка. Классификация сварки. Структура сварного шва. Сварные трещины. Термический класс сварки.
  • Вопрос 23. Типы сварных соединений и швов.
  • Вопрос 24. Расчет стыковых и угловых сварных швов. Расчет стыковых сварных швов.
  • Расчет угловых сварных швов
  • Фланговые угловые швы
  • Лобовые угловые швы
  • Вопрос 25. Конструктивные требования к сварным соединениям.
  • Вопрос 26. Основные дефекты сварных швов и виды контроля качества.
  • Вопрос 27. Виды болтов, применяемых в металлических конструкциях. Болтовые соединения. Заклепочные соединения. Болтовые соединения
  • Болты грубой, нормальной точности
  • Болты повышенной точности
  • Высокопрочные болты
  • Анкерные болты
  • Заклепочные соединения
  • Вопрос 28. Расчет болтовых соединений без контролируемого натяжения болтов.
  • Расчет болтов и заклепок на срез.
  • Расчет болтового и заклепочного соединения на смятие.
  • Расчет болтов и заклепок на растяжение
  • Расчет высокопрочных болтов.
  • Вопро 29. Расчет фрикционных соединений на высокопрочных болтах.
  • Вопрос 30. Конструирование болтовых соединений.
  • Вопрос 31. Балки и балочные конструкции. Типы балок и балочных клеток. Балки и балочные конструкции
  • Балочные клетки
  • Вопрос 32. Стальной настил балочных клеток. Основы расчета и конструирования. Расчет прокатных балок. Плоский стальной настил балочных клеток
  • Расчет прокатной балки
  • Вопрос 33. Расчет разрезных составных балок. Компоновка сечения балки. Изменение сечения балки по длине. Проверка прочности балки. Расчет разрезных составных балок
  • Предварительный подбор сечения балки.
  • Компоновка сечения балки
  • Проверка прочности балки
  • Изменение сечения по длине балки
  • Вопрос 34. Проверка общей устойчивости балки. Проверка местной устойчивости поясов и стенки балки от действия нормальных и касательных напряжений. Проверка общей устойчивости балки
  • Проверка местной устойчивости сжатого пояса балки
  • Проверка местной устойчивости стенки балки
  • Вопрос 35. Расчет поясных швов составных балок. Расчет опорного ребра. Расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах. Расчет поясных швов.
  • Расчет опорного ребра
  • Расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах
  • Вопрос 36. Центрально-сжатые сплошные колонны. Типы сечений. Расчет и конструирование стержня сплошной колонны. Сплошные колонны Типы сечений стержня
  • Расчет стержня колонны
  • Вопрос 37. Центрально-сжатые сквозные колонны. Типы сечений. Типы решеток. Влияние решеток на устойчивость стержня сквозной колонны. Сквозные колонны Типы сечений и соединений ветвей сквозных колонн.
  • Стержень сквозной колонны с планками в двух плоскостях.
  • Стержень сквозной колонны с раскосами в двух плоскостях.
  • Вопрос 38. Расчет и конструирование стержня центрально-сжатой сквозной колонны. Стержень сквозной колонны с планками в двух плоскостях.
  • Стержень сквозной колонны с раскосами в двух плоскостях.
  • Вопрос 39. Расчет безраскосной решетки (планок)
  • Вопрос 40. Конструирование и расчет базы центрально-сжатой сплошной и сквозной колонн. Расчет базы центрально-сжатой колонны
  • Вопрос 41. Оголовки колонн и сопряжения балок с колоннами. Конструирование и расчет оголовка центрально-сжатой сплошной и сквозной колонн. Конструирование и расчет оголовка колонны
  • Вопрос 42. Фермы. Классификация ферм. Компоновка ферм. Элементы ферм. Типы сечений стержней легких и тяжелых ферм.
  • Классификация ферм
  • Компоновка ферм
  • Вопрос 43. Расчет ферм. Определение нагрузок. Определение усилий в стержнях фермы. Расчетные длины стержней ферм. Обеспечение общей устойчивости ферм в системе покрытия. Выбор типа сечения стержней.
  • Расчет ферм
  • Определение усилий в стержнях фермы.
  • Расчетные длины стержней ферм
  • Обеспечение обшей устойчивости ферм в системе покрытия
  • Выбор типа сечения
  • Вопрос 44. Подбор сечения сжатых и растянутых стержней ферм. Подбор сечения стержней ферм по предельной гибкости. Общие требования конструирования легких ферм. Расчет узлов ферм.
  • Подбор сечения сжатых стержней
  • Подбор сечения растянутых стержней
  • Подбор сечения стержней по предельной гибкости
  • Конструирование и расчет узлов ферм
  • Жесткое сопряжение балок с колоннами образует рамную систему (е).

    При отпирания балок сверху опорный узел вышележащий конструкции имеет поперечное ребро с выступающим на 15-25 мм фрезерованным торцом, через который передается давление на колонну (рис. а, б, д). Реже применяют конструкция узла, где опорное давление передается внутренним ребром балки, расположенным над полкой колонны (в, г). Если поперечное опорное ребро вышележащих балки имеет выступающий торец (а, б, д), то опорное давления передается сначала на опорную плиту оголовка колонны, затем на опорное ребро оголовка, с этого ребра – на стенку колонны (или траверсу в сквозной колонне (д) и далее равномерно распределяется по сечению колоны. Опорная плита оголовка служит для передачи давления с торцов балки на опорные ребра оголовка, поэтому ее толщина определяется не расчетом, а конструктивными соображениями и принимается обычно 16-25мм. С опорной плиты давление передается на опорные ребра оголовка через горизонтальные сварные швы, прикрепляются торцы ребер к плите. Катет этих швов определяется по формуле

    При установке опорной плиты на фрезерованный торец стержня колоны обеспечивает полное прилегание плиты к ребру колонны, и опорное давления передается непосредственным контактом поверхностей, а сварные швы, прикрепляющие, опорную плиту принимаются конструктивно.

    е)

    Ширина опорного ребра определяется из условия прочности на сжатие.

    Кроме того должно соблюдаться условие, обеспечивающие местную устойчивость опорного ребра.

    Низ опорных ребер оголовка укрепляется поперечными ребрами, препятствующими их скручиванию из плоскости колонны при неравномерном давлении торцов вышележащих балок, возникающие от неточности изготовления и монтажа.

    С опорных ребер давление на стенку колонны передается через угловые швы. Исходя из этого требуема длина ребер.

    Расчетная длина швов при этом не должна превышать .

    Ребра также проверяют на срез: ,

    где 2 – число срезов;

    –толщина стенки колонны или траверсы сквозной колонны.

    При больших опорных давлениях напряжения среза в стенке превышают расчетное сопротивление. В этом случае увеличивают длину ребра или принимают более толстую стенку. Можно увеличить толщину стенки только в оголовке колонны (б). Это решение снижает расход металла, но менее технологично в изготовлении.

    Дальнейшее распределение давления со стенки колонны, по всему сечению стержня сплошной колонны обеспечивается сплошными швами, соединяющие полки и стенку.

    В сквозных колоннах (д) давление с траверсы передается на ветви колонны через угловые швы, катет которых должен быть не менее:

    Оголовок колонны с опорными ребрами балок, расположенными над полками колонны (в) конструируется и рассчитывается аналогично предыдущему, только роль опорных ребер оголовка выполняют полки колонны. Если давление с плиты оголовка передается на колонну через сварные швы (торец колонны не фрезерованный), то катет сварных швов, прикрепляющих одну полку колонны к плите определяется из условия их среза реакцией одной балки:

    ,

    где - опорная реакция одной балки, - ширена полки колонны.

    Если торец колонны фрезеруется, то сварные швы принимаются конструктивно с минимальным катетом. Чтобы обеспечить передачу опорного давления по всей ширине опорного ребра балки при большой ширине поясов балок и узких полках колонн, приходится проектировать уширенную траверсу (рис. г). Условно принимается, что опорное давление с плиты передается сначала полностью на траверсу, а затем с траверсы на полку колонны, в соответствии с этим рассчитывают швы крепления траверсы к плите и колонне. При опирании конструкции на колонну сбоку (е) вертикальная реакция передается через строганный торец опорного ребра балки на торец опорного столика и с него на полку колонны. Толщина опорного столика принимается на 5-10мм больше толщины опорного ребра балки. Если опорная реакция балки не превышает 200 кН, опорный столик делают из толстого уголка со срезано полкой, при большей величине реакции столик делают из листа со строганным верхним торцом. Каждый из двух швов, прикрепляющих столик к колонне, рассчитывается на 2/3 опорной реакции, чем учитывается возможная непараллельность торцов балки и столика, следствии неточности изготовления и в связи с этим неравномерная передача давления между торцами. Требуемую длину одного шва крепления столика определяют по формуле:

    .

    Иногда столик приваривают не только по бакам,но и по нижнему торцу, в этом случае общую длину шва определяют по усилию, равному

    Пояснительная записка
    I Пример оформления чертежей КМ с применением типовых узлов
    Пример оформления чертежей КМ с применением типовых узлов. План колонн на отм. 0.000
    Пример оформления чертежей КМ с применением типовых узлов. Поперечные разрезы 1-1 и 2-2
    Пример оформления чертежей КМ с применением типовых узлов. Таблицы расчетных данных к типовым узлам
    Пример оформления чертежей КМ с применением типовых узлов. Продольные разрезы 3-3; 4-4; 5-5; 6-6
    Пример оформления чертежей КМ с применением типовых узлов. Схемы подкрановых балок, тормозных площадок и связей по нижним поясам подкрановых балок
    Пример оформления чертежей КМ с применением типовых узлов. Схемы подкрановых балок
    Общие примечания
    II Схемы с маркировкой узлов колонн и подкрановых балок
    Маркировка узлов деталей неразрезных подкрановых балок
    Маркировка узлов ступенчатых колонн без прохода вдоль крановых путей и узлов колонн в температурном режиме
    Маркировка узлов ступенчатых колонн с проходом вдоль крановых путей и маркировка упоров
    Маркировка узлов колонн постоянного сечения без прохода и с проходом вдоль крановых путей
    Маркировка узлов опирания подкрановых балок на железобетонные колонны
    III Заводские и монтажные узлы подкрановых балок
    Детали приварки опорных ребер и ребер жесткости неразрезных подкрановых балок при отрыве менее 55 т. Узлы 1; 2
    Детали приварки опорных ребер и ребер жесткости неразрезных подкрановых балок при отрыве более 55 т. Узлы 3; 4; 5
    Монтажные сварные стыки неразрезных подкрановых балок. Узлы 6; 7
    Монтажные стыки стенок неразрезных подкрановых балок на высокопрочных болтах. Узлы 8; 9
    Монтажные стыки верхних поясов неразрезных подкрановых балок на высокопрочных болтах. Узлы 10; 11; 12
    Монтажные стыки нижних поясов неразрезных подкрановых балок на высокопрочных болтах. Узлы 13; 14
    Расположение отверстий в верхних поясах подкрановых балок при креплении рельса на планках и отверстий в ж.д. рельсе Р43 при креплении на крюках
    Упоры. Узлы 15; 16; 17; 18
    IV Узлы опирания подкрановых балок на стальные ступенчатые колонны
    Опирание балок на ступенчатую колонну при отрыве менее 55 т. Крайний ряд. Узел 19
    Опирание балок на ступенчатую колонну при отрыве менее 55 т. Средний ряд. Узел 20
    Опирание балок на ступенчатую колонну при отрыве более 55 т. Крайний ряд. Узел 21
    Опирание балок на ступенчатую колонну при отрыве более 55 т. Средний ряд. Узел 22
    Опирание балок на ступенчатую колонну при отрыве менее 55 т. Крайний ряд. Узел 23
    Опирание балок на ступенчатую колонну при отрыве более 55 т. Крайний ряд. Узел 24
    Опирание балок на ступенчатую колонну с проходом в стенке колонны при отрыве менее 55 т. Крайний ряд. Узел 25
    Опирание балок на ступенчатую колонну с проходом в стенке колонны при отрыве менее 55 т. Средний ряд. Узел 26
    Опирание балок на ступенчатую колонну с проходом в стенке колонны при отрыве менее 55 т. Крайний ряд. Узел 27
    Опирание балок на ступенчатую колонну с проходом в стенке колонны при отрыве более 55 т. Крайний ряд. Узел 28
    Опирание балок на ступенчатую колонну с проходом в стенке колонны при отрыве более 55 т. Средний ряд. Узел 29
    Опирание балок на ступенчатую колонну с проходом в стенке колонны при отрыве более 55 т. Крайний ряд. Узел 30
    Опирание балок с двумя опорными ребрами на ступенчатую колонну с проходом в стенке колонны при отрыве более 55 т. Крайний ряд. Узел 31
    Опирание балок с двумя опорными ребрами на ступенчатую колонну с проходом в стенке колонны при отрыве более 55 т. Средний ряд. Узел 32
    Опирание балок с двумя опорными ребрами на ступенчатую колонну с проходом в стенке колонны при отрыве более 55 т. Крайний ряд. Узел 33
    V Узлы опирания подкрановых балок на колонны постоянного сечения
    Опирание балок на колонну постоянного сечения. Крайний ряд. Узел 34
    Опирание балок на колонну постоянного сечения. Средний ряд. Узел 35
    Опирание балок на колонну постоянного сечения с проходом в стенке колонны. Средний ряд. Узел 36
    VI Узлы опирания подкрановых балок на железобетонные колонны
    Опирание балок на железобетонные колонны крайнего и среднего рядов. Узлы 37; 38
    Опирание балок разной высоты на железобетонную колонну. Средний ряд. Узел 39
    VII Промежуточные узлы подкрановых балок
    Опирание балок разной высоты на ступенчатую колонну. Узел 40
    Опирание балок разной высоты на ступенчатую колонну. Узел 41
    Опирание балок разной высоты на ступенчатую колонну. Узел 42
    VIII Промежуточные узлы ступенчатых колонн
    Диафрагмы и одноплоскостная решетка стальных ступенчатых колонн. Узлы 43; 44
    Диафрагмы и двухплоскостная решетка стальных ступенчатых колонн. Узлы 45; 46
    Укрупнительные монтажные стыки ступенчатых колонн. Узлы 47; 48
    Детали для крепления стеновых панелей. Узлы 49; 50; 51; 52
    Детали для крепления стеновых панелей. Узлы 53; 54
    IX Базы ступенчатых и сплошностенчатых колонн
    Базы ступенчатых колонн крайнего ряда с ветвями из прокатных профилей с решеткой в одной плоскости. Узел 55
    Базы ступенчатых колонн крайнего ряда с ветвями из прокатных профилей. Узел 56
    Базы ступенчатых колонн крайнего ряда с ветвями из гнутых и прокатных профилей. Узел 57
    Базы ступенчатых колонн крайнего ряда с ветвями из гнутых и составных профилей с уширенными полками. Узел 58
    Базы ступенчатых колонн крайнего ряда с ветвями из сварных профилей. Узел 59
    Базы ступенчатых колонн среднего ряда с ветвями из сварных профилей. Узел 60
    Базы колонн постоянного сечения. Узел 61
    Базы ступенчатых колонн в температурном шве. Узлы 62; 63; 64
    Х Рекомендации по расчету узлов стальных колонн
    Расчет монтажных стыков неразрезных подкрановых балок на высокопрочных болтах
    Расчет упора
    Расчет траверсы ступенчатой колонны крайнего ряда
    Расчет траверсы и прохода в стенке ступенчатой колонны среднего ряда
    Расчет ребер жесткости траверсы ступенчатой колонны
    Расчет сварных швов траверсы колонны и накладки
    Расчет элементов траверсы колонны постоянного сечения
    Расчет сварных швов и элементов траверсы колонны постоянного сечения
    Расчет подставки под неразрезные подкрановые балки разной высоты при опирании на металлические и железобетонные колонны
    Расчет подставки под неразрезные подкрановые балки разной высоты при опирании на металлические колонны, устанавливаемые в связевой панели
    Расчет подставки под неразрезные подкрановые балки разной высоты при опирании на железобетонные колонны, устанавливаемые в связевой панели
    Расчет креплений неразрезных подкрановых балок в связевой панели на отрыв при опирании одним или двумя ребрами
    Расчет опирания балок разной высоты на стальную колонну
    Расчет баз ступенчатых колонн
    Расчет баз колонн постоянного сечения
    Расчет баз колонн постоянного сечения и анкерных плиток
    Указания по изготовлению сварных подкрановых балок

    ← Вернуться

    ×
    Вступай в сообщество «koon.ru»!
    ВКонтакте:
    Я уже подписан на сообщество «koon.ru»