Опорный столик для балки

Обновлено: 17.05.2024

1) Если я все правильно понял опорные столики на колонных балках нужны для удобства монтажа конструкции. Приварить "на весу" балку к колонне весьма проблематично, а когда она легла на опорный столик она и автоматически выравнена и с ней удобно проводить дальнейшие монтажные операции. Это верно?
2) Вопрос: зачем с опорным столиком балка соединяется болтами? Почему нельзя просто приварить? Для удобства демонтажа?
3) Для чего вместо сварки используют болтовое соединение? Она прочнее? С учетом удобства демонтажа?
4) Для чего гайки на болтах прихватываются сваркой?
5) Могут ли болтовые соединения не прихваченные сваркой сами ослабнуть со временем?
6) Опорные столики делают с ребрами жесткости. Это нужно для особой прочности конструкции?

Сараи, эстакады, этажерки и прочий металлолом

2) Вопрос: зачем с опорным столиком балка соединяется болтами? Почему нельзя просто приварить? Для удобства демонтажа?
3) Для чего вместо сварки используют болтовое соединение? Она прочнее? С учетом удобства демонтажа?

Выполнить качественное соединение сваркой в полевых условиях далеко не всегда возможно (ветер, дождь, низкие температуры), контроль качества швов также затруднителен. Поэтому для несущих конструкций соединение сваркой на стройплощадке без особых причин не применяется.

Специальный Институт Строительных Конструкций Изделий

Olegus79, это вопросы для общего развития или по существу - с привязкой к конкретному объекту или решению?

__________________
Горев В.В., том 1, стр.109, 1 абзац, 4-ое предложение. Не пугайтесь этого произвола.

Я занимаюсь подготовкой КМД и возникла необходимость проектировать одно-двух этажные строения для производства.
Если я правильно понял, технологичнее всего собирать их из заранее подготовленных конструкционных элементов. Балки колонные с уже приваренными опорными столиками и с отверстиями для монтажа на болтах, перекладины с уже просверленными отверстиями для монтажа их на столики. Так удобнее и лучше собирать, а сами элементы конструкции нарезать по длинам, дополнить соединительными элементами и рассверлить заранее в крытом помещении.

Сильно стесняюсь спросить: что такое балка колонная? Ну и заодно - что такое колонна балочная?
Так же интересует в свете:

кто, где и по каким нормам так делает? Я вот даже от неожиданности остановился, вышел и посмотрел гайки на колесах - не прихвачены что-то. забыли что ли?

А вот с этого места поподробней, пожалуйста.

Не боитесь, что ваши

кому нибудь на голову упадут?

Ваши вопросы в касаются только конструирования узлов. Да и то без понятия принципов их работы.
А вопросами проектирования вы владеете?

Я так понимаю, вам следует обратиться сюда, что бы избежать жертв.

Я занимаюсь подготовкой КМД и возникла необходимость проектировать одно-двух этажные строения для производства.

Это металлист делает.

Если я правильно понял, технологичнее всего собирать их из заранее подготовленных конструкционных элементов. Балки колонные с уже приваренными опорными столиками и с отверстиями для монтажа на болтах, перекладины с уже просверленными отверстиями для монтажа их на столики. Так удобнее и лучше собирать, а сами элементы конструкции нарезать по длинам, дополнить соединительными элементами и рассверлить заранее в крытом помещении.

Мы не хотим никого нанимать. Я сам разберусь. И поэтому задаю вопросы.
Вообще последнее время я разрабатывал конструкторско-монтажную документацию на алюминиевые вентиляционные решетки, но сейчас имею дерзновение к проектированию более серьезных вещей.

Вот, что я хочу уточнить: монтаж на болтах предпочтительнее, чем сварка, если я правильно понял. Привариваются только опорные столики к вертикальным балкам, а горизонтальные балки прикручиваются к опорным столикам болтами.
Это верно?

В этом нет вообще ничего сложного, мне просто нужно уточнить ряд моментов.

молодой ин-р - к-р

Вот, что я хочу уточнить: монтаж на болтах предпочтительнее, чем сварка, если я правильно понял.

Когда как. Иной раз, особенно на мелких объектах, да одноразово изготовляемых "на коленях", проще приварить и все.
Но если мы делаем например крымский мост, то на болтах. Много сварки на верхотуре - гемор.
Для болтовых соединений изготовление элементов должно производиться серьезно, с высокой точностью, контролем и фсе такое.

Привариваются только опорные столики к вертикальным балкам, а горизонтальные балки прикручиваются к опорным столикам болтами.

При подготовке к серьезным делам надо начинать с вникания в терминологию сферы: сечение - двутавр, швеллер, уголок и т.д., вертикальный силовой элемент - колонна, горизонтальный изгибаемый элемент - балка или ригель, и т.д. и т.п.

Да два пальца об асфальт! Маненько, лет 5, надо погрызть теорию, да лет 5 попрактиковаться под началом опытных спецов. И тогда да, останется чуть поуточнить парочку моментиков.

Образование у меня незаконченное высшее, я около десяти лет работал чертежником в НИИ разного профиля (НИИКИМТ, ВНИИАЛМАЗ) под руководством опытных инженеров-конструкторов, чертил сборочные единицы и узлы.
Бывало мне доверяли и самому проектировать, в основном конструкции не требующие специальных знаний, где нет всяких редукторов, электромоторов, гидравлики, рычагов и т.д., но все же опыт есть.
Сейчас вот работаю на вольных хлебах с частными производственными компаниями, где меня знают лично и отсутствие диплома не является препятствием для конструкторской работы.

Сейчас у меня есть возможность расширить поле своей деятельности и я хочу этим воспользоваться. Проектирование металлоконструкций не бог весть какое сложное дело, тем более, например, я как-то чертил узлы для здания для двухэтажного здания автомойки лет десять назад, и помню примерно что там да как и теперь хочу и имею возможность попробовать свои силы в роли конструктора сооружений.

Я думаю, что мы сможем может быть чем-то помочь. если перейдем к предметному разговору.

----- добавлено через 51 сек. -----
Давайте чертежи - посмотрим что да как.

Зачем нужны опорные столики на колонных балках?

Опорные узлы балки

Опирание балки на стальную колонну может быть шарнирным или жестким.

При возможности лучше всего опирать балку сверху и передавать нагрузку по центру профиля колонны. При боковом креплении балки, помимо сжимающей нагрузки в колонне дополнительно возникает момент от действия этой силы из-за того, что появляется эксцентриситет и соответственно это приводит к увеличению нагрузок и перерасходу металла в колонне.

Опирание балки на колонну сверху.

При опирании балки на колонну сверху рекомендуется передавать нагрузку через ребро. Размеры ребра рассчитываются из расчета на смятие по формуле:

где F — опорная реакция балки;

Ар — площадь смятия опорного ребра;

Rр — расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности.

Чтобы вся нагрузка передавалась через ребро оно должно не много выступать, но не более 1,5 толщины ребра, обычно это 15-20 мм. Ребро необходимо снизу сострогать, чтобы нагрузка передавалась всей площадью ребра.

Т.к. узел шарнирный для фиксации балки достаточно 2-х болтов с одной стороны. Диаметр болтов принимается 16-20 мм. С затяжкой лучше не переусердствовать — это не фрикционное соединение 🙂

Если имеется угол кровли, ребро нужно сострогать под необходимым углом и добавить шайбы, имеющие скос для болта.

Опирание 2-х балок на колонну сверху.

Аналогично предыдущему варианту опираем балки через ребро на оголовок колонны.

Балки соединяем между собой с помощью болтов. Сверху болты устанавливать не стоит если конечно вы не хотите создать жесткий узел. Между 2-мя ребрами устанавливаем пластинки для того, чтобы не стянуть балки вместе (это может нагрузить колонну моментом на противоположном конце балки).

Также есть вариант опереть 2-е балки на оголовок колонны следующим способом

В этом варианте балка нижней полкой ложиться на оголовок колонны.

Для передачи поперечной силы балка усиливается ребром, ребро устанавливаем так, чтобы при монтаже оно оказалось прямо над полкой колонны. Балки соединяем болтами при помощи накладной пластины (для симметричной передачи нагрузки лучше использовать 2-е пластины с 2-х сторон). Как и в предыдущем варианте нет необходимости соединять балки болтами сверху, чтобы не создать жесткий узел.

Ребра на колонне, в этом случае, не нужны.

Между 2-мя балками оставляем не большой зазор около 10-20 мм.

Шарнирное опирание балки на колонну сбоку

При боковом креплении необходимо в расчетах колонны учитывать эксцентриситет.

При шарнирном опирании нагрузка передается через опорное ребро на опорный столик. Столик обычно делают из листовой стали или неравнополочного уголка. Высоту опорного столика определяют из условия прочности сварных швов. Целесообразно приварить столик по 3-ем сторонам. Ширину столика делают на 20-40 мм больше ребра балки, чтобы опорное ребро полностью легло на опорный столик.

Диаметр отверстий делают на 3-4 мм больше диаметра болтов чтобы балка не повисла на болтах, а полностью легла на столик.

Опорное ребро балки рассчитывается на смятие по той же формуле, что и для балки опертой сверху.

При шарнирном опирании ребра в колонне не требуются. Между опорным ребром и колонной монтируется прокладка толщиной примерно 5 мм.

Жесткое сопряжение балки с колонной при помощи болтового соединения

Создать жесткое соединение можно с помощью болтового соединения или сварки. Болтовое соединение более технологично — все детали изготавливаются и окрашиваются на заводе, на строительной площадке необходимо лишь установить и затянуть болты.

В данном узле поперечная сила воспринимается также как и в шарнирном узле с помощью опорного столика. Момент передается с помощью болтов на стенки колонны. Между опорным ребром балки и колонной необходимо установить стальные прокладки для плотного прилегания балки и колонны (зазора после затяжки быть не должно).

Количество и диаметры болтов для верхнего пояса необходимо рассчитать исходя из возникающего момента в заделке балки. Болты применяются только высокопрочные. Необходимо контролировать затяжку болтов.

Стенки колонны укрепляются ребрами жесткости.

Жесткое сопряжение балки с колонной при помощи сварного соединения

При жестком соединении балки с колонной при помощи сварки, используют накладки, которые крепятся к балке болтами и привариваются к балке и колонне.

Как найти опорные реакции читайте в статье Построение эпюр балки

Как подобрать сечение стальной балки читайте в статье Расчет балки

3. Конструктивные особенности баз

Базы колонн служат для передачи усилия от колонн на фундамент. Их основная задача – обеспечить равномерное распределение нагрузки, а также жёсткое либо шарнирное крепление колонны.

Существует 3 типа баз колонн: с траверсами, с фрезерованным торцом, с шарнирным устройством в виде центрирующей плиты.

Рис. 8.1. Типы баз центрально сжатых колонн.

Базы с траверсами применяются при нагрузке на колонну N=4000÷5000 кН.

Шарнирное и жёсткое сопряжение колонны с фундаментом.

Базы с фрезерованным торцом применяются при нагрузке N=6000÷10000 кН.

Диаметр анкерных болтов: при шарнирном сопряжении Ø20-30 мм; при жёстком сопряжении Ø24-36 мм.

4. Расчет баз с траверсами и консольными ребрами

Устанавливаются размеры опорной плиты в плане и её толщина.

Требуемая площадь плиты из условия прочности фундамента:

(8.1)

N – расчётная нагрузка на колонну;

R_b_,_loc – расчётное сопротивление бетона смятию;

(8.2)

R_b – расчётное сопротивление бетона для предельных состояний 1-й группы на осевое сжатие;

α=1 для бетонов класса ниже В25;

; A_p – площадь опорной плиты; A_f – площадь верхнего обреза фундамента;

φ_b≤2,5 для бетонов класса выше В7,5;

φ_b≤1,5 для бетонов класса В3,5; В5; В7,5.

Рис. 8.2. Виды опирания пластинок.

Коэффициенты α для расчёта на изгиб плит, опёртых на 4 канта

b/a

Коэффициенты β для расчёта на изгиб плит, опёртых на 3 или на 2 канта

(8.3)

Требуемый момент сопротивления плиты шириной 1 см:

(8.4)

Требуемая толщина плиты:

. t_пл=16÷40 мм (8.5)

Ширина плиты с рёбрами и траверсой:

(8.6)

В_трав– расстояние между ветвями траверсы (h или b колонны);

t_трав – толщина траверсы. Устанавливается по конструктивным соображениям толщиной t_трав=10÷16 мм.;

с – свободный выступ плиты за траверсу (свес плиты), с=2÷6 см.

Высота траверсы h_трав определяется суммарной длиной швов, прикрепляющих её к колонне:

см; (8.7)

При креплении траверсы к стержню колонны 4-мя швами высота траверсы определяется по формуле:

(8.8)

Толщина угловых швов принимается равной: k_f≤(1,0÷1,2) t_трав

По конструктивным соображениям высота траверсы должна быть не более:

. (8.9)

5. Расчет и конструирование баз с фрезерованным торцом стержня колонны

Рис. 8.3. База с фрезерованным торцом стержня.

Требуемая площадь опорной плиты определяется из условия прочности материала фундамента:

(8.10)

Изгибающий момент в плите по кромке колонны:

, (8.11)

А – площадь трапеции;

С – расстояние от ц.т. до кромки колонны.

Толщина опорной плиты:

(8.12)

Если толщина опорной плиты t_пл > толщины t прокатного листа (40-50 мм), то применяются литые плиты.

6. Оголовки колонн и сопряжение балок с колоннами

Сопряжения балок с колонной могут быть шарнирными и жесткими.

Рис. 8.4. Оголовки колонн при опирании балок сверху: а – сквозная колонна; б – сплошная колонна.

При шарнирном сопряжении оголовок колонн состоит из плиты и рёбер, передающих нагрузку на стержень колонны (рис.8.4). При конструировании оголовка должна быть обеспечена передача опорного усилия на жёсткие элементы колонны.

Читайте также: