Оголовки колонн и сопряжения балок с колоннами. Конструирование и расчет оголовка центрально-сжатой сплошной и сквозной колонн.

Оголовок колонны служит опорой для вышележащих конструкций (балок, ферм) и распределяет сосредоточ. 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).

а) б)

в) г) д)

е)

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

рис. а, б, д – опирание балок сверху, опорный узел вышележащей конструкции имеет поперечное ребро с выступающим на 15-25 мм фрезерованным торцом, через который передается давление на колонну. Реже применяют конструкцию узла, где опорное давление передается внутренним ребром балки, расположенным над полкой колонны (в, г). 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, прикрепляющие торцы ребер к плите. Катет этих швов определяется по формуле:

.

Ширина опорного ребра определяется из условия прочности на сжатие: .

Кроме того должно соблюдаться условие, обеспечивающее местную устойчивость опорного ребра:

.

Низ опорных ребер оголовка укрепляется поперечными ребрами.

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

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, - ширина 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). 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 срезаной 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. Требуемую длину одного шва крепления столика определяют по формуле:

.

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

.

Расчет оголовка базы сквозных колонн такой же, как и в сплошных.