Узел соединения колонны и стены

Обновлено: 29.04.2024

Всем доброго времени суток!
Кратко: Общественное здание с хоккейной ареной, бассейном и залом для волейбола. Каркас весь монолитный.
В чем вопрос: нужны жесткие узлы сопряжения колонна-стена и колонна-плита. Есть вот такие узелки, но они не нравятся экспертизе, говорят не жестко это все.
Подскажите как выглядит жесткий узел сопряжения колонна-стена, потому что в интернете вообще ничего не нашел. Ну и вообще, почему данные узлы не считаются жесткими?

У вас официальное замечание от экспертизы?
Спросили бы у них, что имеется в виду, а то на словах можно немного неправильно понять.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

VlaDiiViiR, на рисунке каркасы от продавливания не проходят по огнестойкости.
Узлы и правда не жёсткие, ну на 90%. Почему так ? Подумайте сами. Это же элементарно.
Узлы на рисунках жесткие. Сослепу не разглядел сначала.

В узле с колонной не помещается уголок, впилился в арматуру колонны.
И там арматура сдвинута в центр стены. Получается ц.т. арматуры в центре. Несущая способность сечения изменится.

Узлы на рисунках жесткие. Сослепу не разглядел сначала.

***
И там арматура сдвинута в центр стены. Получается ц.т. арматуры в центре. Несущая способность сечения изменится.

- лови эксперта . А насколько изменится? А с учетом что к колонне примыкает 2 стены и: либо ни одна расчетная программа не умеет (нормально) считать такую конструкцию - колонна зажатая меж стен, либо ни один адекватный практикующий расчетчик не будет пытаться замоделить в реальном каркасе такой узел по требования СП и ГОСТ(с учетом реальных условий закреплений, а не инженерных допущений которые в разы влияют на армирование в характерных точках.)
Offtop: Сейчас тоже пытаюсь рассмотреть результат армирования различных способов моделирования колонны выступающей из стены, армирование и усилия в колонне сильно отличаются/
Здесь, на форуме, кто-то(из достаточно адекватных) вообще выдал крамольную вещь - квалификация расчетчика определяется его способностью получить нужное ГИПу(ГК, заказчику-инвестору, экчперту) армирование

Однажды слышал про эксперта который считал «обычные» узлы сопряжения плита-стена, плита-колонна не жесткими. А чтобы они превратились в жесткие, необходимо в каждом узле добавлять Г-образный арматурный стержень из одного примыкающего к узлу элемента в другой элемент

Да, пэшки это просто новая религия! Что за конструкция? Как она работает? Какие усилия? - пофигу! Главное пэшек добавить!
Интересно, отписавшиеся в этой теме понимают, что разговор о жесткости узла без анализа внутренних усилий в соответствующих конструкциях не имеет никакого смысла?

Согласен.
Скорее всего капители эксперт хочет.
По усилиям если б не проходили элементы, вопрос был бы другим.

Почему не имеет Смысла ? Жесткость узла характеризуется в том числе способность передачи момента с одной конструкции на другую. Так вот при конструирование узла можно говорить о том, что способен ли передать/воспринять момент или нет. А армирование/подбор сечение это на совести топикстартера.

Колонна - плита.
На узле видна поперечная арматура, которая устанавливается при необходимости в зоне продавливания с учетом изгибающих моментов (там где есть момент шарнира быть не может). Предоставьте данный расчет эксперту и по телефону объясните суть работы конструкции. Можно сослаться на литературу по КЖ.
Колонна - стена.
Арматура стены заведена на длину анкеровку в колонну? Тогда какой же это шарнир. П-эшки здесь лишние, они не для этого нужны и не в этом случае.

Может он на это думает: П. 5.14 СП 52-103-2007 стыки пространственных рам считаются жесткими только при наличии капителей в плитах или вутов в главных балках. Стыки колонн с гладкой плитой или балками являются условно жесткими.

Классический жесткий узел плита-колонна, эксперт уже празднует НГ, видимо. У стены с колонной стержни гор. армирования лучше делать с Г-образными загибами, если длина анкеровки позволит.

плита гибкая для того, что бы утверждать, что это рамная схема и она геометрически неизменяемая.
стандартное видение вопроса, эксперт совершенно прав.
где то в здании должны быть рамы из колонн и балок, либо монолитные стены в обоих направлениях, для восприятия горизонтальных сил, как связевые конструкции.
вопрос не однозначный, как и многое в ЖБ, наличие капителей не гарантирует жесткость и не превращает схему в каркасную.

__________________
точность вопроса влияет на меткость ответа
хамов и умалишенных просьба не беспокоить

Как и обещала, в этом выпуске я расскажу о стыковке рабочей арматуры в колоннах.

Сначала хочу поговорить о стыковке внахлестку. Если вы выбрали именно этот способ, то нужно всегда помнить, что увязывать расположение арматуры должен проектировщик, а не строители. Если в проекте не будет оговорено положение и форма выпусков арматуры, их отогнут случайным образом или не отогнут вовсе. А после бетонирования колонны гнуть выпуски без нагрева арматуры (а это запрещено нормами) невозможно. В итоге, кое-как торчащая арматура может, во-первых, помешать укладке арматуры балок (если таковые имеются), а во-вторых, и это хуже, помешать нормально установить арматуру выше стоящей колонны.

Как нужно показывать изгибаемый стержень на чертеже? Например, у нас колонна высотой 2900 мм, толщина перекрытия 180 мм, арматура класса А400С диаметром 16 мм, бетон класса В25.

Объясню по пунктам:

Чтобы в вышестоящей колонне арматура стала на то же место, что и в нижестоящей (особенно угловая), нужно изогнуть выпуск минимум на 20 мм. Не на 16 мм, обратите внимание! Т.к. 16 мм – это номинальный диаметр, по факту он больше за счет выступов на арматуре. Если гнуть больше, чем на 20мм, с запасом, тогда стержни будет сложно подвязать друг к другу.
2920 мм + 160 мм = сумма высоты этажа и толщины перекрытия, в данном случае место гиба стержня находится в толще перекрытия. 1300 мм – это длина нахлестки арматуры для стержня диаметром 16 мм в бетоне класса В25 (в данном случае, это одна длина нахлестки – об проблеме выбора длины нахлестки я писала в прошлом выпуске).
R=48 – это радиус загиба стержня. Рабочую арматуру строители обязаны гнуть с помощью специальных устройств, без нагрева стержней, обеспечивая при гибке требуемый радиус загиба, который проектировщик должен заказать в проекте. Если на этом не делать ударения в проекте, то строители точно сами инициативу проявлять не будут. Для арматуры класса А400С (А III) минимальный радиус загиба стержней можно узнать из Руководства по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (таблица 33): для стержней диаметром меньше 20 мм радиус загиба равен 3d, для диаметра 20 мм и более – 4d, где d – диаметр стержня.

Иногда, особенно при наличии балок перекрытия, необходимо указывать в проекте не только форму стержня, но и положение выпусков – как они должны быть повернуты, чтобы разминуться с верхней арматурой балки. Сейчас объясню на примере. Есть у нас колонна, армируемая 8 стержнями (на рисунке – голубым цветом) и балка с нижней арматурой (желтым) из трех стержней (от колонны до колонны) и верхней арматурой (синим) из трех стержней над колонной – вся арматура диаметром 16 мм. Зеленым показана рабочая арматура колонны следующего этажа.

Теперь посмотрим, что же будет, если мы не дадим информацию с сечения 3-3 на чертеже? Для нижней арматуры ситуация особо не изменится (см. сечение 1-1). Стержни над колонной мы все равно прерываем – их можно подогнуть и развернуть как угодно, лишь бы в бетоне были. А вот верхней арматуре можно чувствительно навредить. Допустим, выпуски не будут развернуты, как следует, и займут место верхней арматуры балки. Куда ей деваться? Разорвать нельзя – это верхняя арматура, ей не хватит длины анкеровки. Отодвинуть от края? Тогда защитный слой для рабочей арматуры будет больше допустимого, да и в углах хомутов арматуры не окажется – плохо.

А если не дать вообще информацию о том, что арматуру колонны нужно гнуть, и как именно нужно гнуть? Тогда «зеленым» стержням колонны следующего этажа вообще деваться некуда будет.

Вывод: очень важно дать в проекте информацию о форме стержней и их положении в пространстве.

Еще желательно указывать о стыковке сварных швов вразбежку – чтобы в сечении было не более 50% сварных швов.

Еще для общего развития советую найти и почитать СТО 02495307-001-2007 «Сварные соединения арматурных стержней в монолитных железобетонных колоннах зданий и сооружений». Я понимаю, что это стандарт организации и ссылаться на него не корректно, но в нем много хороших решений и отличных идей, опробованных на практике, например вот таких:

Да, каркасное здание и монолитные стены - морока получается. Были бы и колонны монолитные можно было бы выпуска под стены оставить. А так придёться колдовать: делать некую обвязку колонны из прокатных профилей, к ней уже фиксировать арматуру и бетонировать стену. Ну и естессно нужно помнить, что и на колонну теперь будет передаваться боковое давление грунта.
И ещё про технологию - будут затруднения при заливке верха стены, если над ней проходит ригель(если это реконструкция и он там уже есть)

Вероятно,я неправильно высказался,колонны также монолитны,я лишь имел ввиду,что во всех вышележащих этажах отсутствуют стены.
Вот я не знаю,пропускать ли арматуру стены через колонну или действовать каким-то другим образом.

И я не обратил внимание, монолитный каркас или сборный. Ну тогда проще. Нужно оставлять выпуска из колонн, а иначе стены у тебя опрокинутся. Армирование стенки нужно посчитать. Получится например сетка d12 с шагом 200 и выпуска значит делаешь из d12 с шагом 200 по наружной и внутренней стороне на всю высоту стены.

тогда получается,что арматуру стены придется проводить по колонне?
Если есть,возможность,скиньте узелок

Примерно так - на работе оказался только один не оч удачный узелок. Дома есть получше, если надо.
[ATTACH]1185877477.dwg[/ATTACH]

Что-то я не очень понял этот узел.Я полагаю,что это продольное сечение по колонне с примыканием к плите. Непонятны такие вещи:
1. Верхние здоровые стержни-это скрытая балка что ли?
2. В сечении колонн, я так понял, сварной каркас, в котором поперечные стержни колонны присутствуют только в одном направлении(изгиба в плоскости), из плоскости же поперечными стержнями служат горизонтальные стержни стены.
Попраьте,если не прав. По поводу узлов,которые сможете достать дома-буду рад.

да говорюж - не оч удачный - но вы вроде все правильно поняли сегодня вечером посмотрю и кину завтра более подробные чертежи - дома инета сейчас нет.

проектрирование несущих конструкций (ну учусь пока этому)

а что если тупо устроить рабочий шов между телом колонны и оставшейся частью стены))). или я чего-то не допонял %)

__________________
я не злопамятный. я злой но памяти у меня нету: могу отомстить. а потом забыть и ещо раз отомстить

Ну вы-то делали и будете делать,а я только начал свою "карьеру" конструктора,так что банальных слов мне маловато

Я понял!Имел ввиду что это нормальное решение.
Технология очень простая: В процессе армирования колонн к основному арматурному каркасу вяжутся п-образные выпуска, как правило из d8A-111 Длиной -500-600мм (в принципе достаточно 50 d), плюс анкеровка в теле колонны , шириной -толщ. стены минус защитный слой с двух сторон .Вяжутся они с шагом=шагу поперечной арматуры стены(размер ячейки) .Когда данную арм. заготовку изготавливают необходимо произвести отгиб заготовки под углом 90 град.,чтобы свободныe концы были прижаты опалубкой колонны. Между опалубкой колонны и арм.выпусками необходимо проложить доску толщ.25-30мм обернутую в толь например.Смысл в том, что после бетонирования и снятия опалубки с колонны можно было эту доску вынуть, и произвести отгиб согнутых стержней арм. выпусков перпендикулярно плоскости колонны.Потом выполняем армировние , опалубку и бетонировние стены между колонн . Если я плохо расcказал, постараюсь найти чертеж.

Обьясните пожалуйста зачем он нужен то это рабочий шов.
Не проще ли сделать конструкцию сплошной, выше уже сказали, что в принципе соврменные модульные системы опалубки это позволяют.
Даже если делать обыкновенную дощатую опалубку проще все же пилястры сразу набрать.
Довольно все же категорично выглядит ваш пост, рабочий шов если уж и делать то надо выполнить довольно много конструктивных мероприятий.

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

Да и я про то же хотел написать, что и DEM, да подумал, что может быть во что-то второпях не въехал. Поддерживаю его на 100%. Нечто похожее в одноэтажных кирпичных зданиях с упругой конструктивной схемой присутствует.

Колонны получаются в теле стены, выполняются в виде пространственных каркасов.извините за большой объем, хз че такое :?
[ATTACH]1185955645.rar[/ATTACH]

Труса
А это принципиально делать стены такой же толщины как и колонны. Как я предполагаю,колонны вышележащих этажей со стороной 400мм.

И такой вопрос,как в расчетной схеме,допусти мономаха, сделать так,чтобы стены не воспринимали вертикальной нагрузки,а работали только на давление от грунта.

Дома из кирпича пользуются заслуженной популярностью благодаря отличной теплопроводности, звукоизоляции и прочности материала.

Чтобы здание могло служить десятки лет, кирпич участвует не только в создании несущих стен, но и в других элементах.

Если строительство затягивается или по другим причинам, чтобы конструкция сохраняла неподвижность, кирпичные элементы связывают друг с другом.

Разберёмся, в каких случаях это делают, возможные способы соединения и подробный технологический процесс создания такой постройки.

Когда может потребоваться?

Привязка кирпичных стен используется в следующих случаях:

Для создания примыкающей кирпичной перегородки. К имеющейся несущей стене присоединяется межкомнатная перегородка внутри здания. Ещё возможные варианты: соединение стен производится на внешней стороне для формирования балкона, террасы, крыльца.
Соединение облицовочного кирпича и несущей стены. Создают такую конструкцию сразу, если позволяет бюджет, либо чуть позже, для соединения есть несколько способов. Суть процесса: облицовочный кирпич дополнительным слоем ложится поверх чернового, из которого состоит готовая постройка.

Что означает термин узлы и для чего они нужны?

Узлы кирпичных стен – это места соединения конструктивных элементов постройки отличающихся по принимаемым и передаваемым на основание нагрузкам.

Если стены сопряжены правильно, нагрузка на здание передаётся равномерно, сохраняется целостность стен при эксплуатации. Это чрезвычайно ответственная конструктивная часть строения, где производится перераспределение сил на строительные элементы.

Как они формируются?

Узловые соединения кирпичных конструкций – это жесткое соединение элементов между собой кирпичами, угол формируется с помощью специального типа кладки. Например, перегородка выстраивается одновременно с несущей стеной, будто бы «вырастает» из неё.

Выкладывается раствор толщиной 8 мм, и кирпич очерёдностью: 2 целых тычком на внешнюю сторону, 2 ¾ кирпича. Тычки должны образовывать внешнюю грань.
2 кирпича устанавливают тычками к тем, что ¾ по величине.
2 кирпича укладывают ложком к парам полноразмерных. Часть первого ряда основной стены готова.
Добавляем 2 полноразмерных к примыкающему ряду, где установлены кирпичи ¾.
Все швы тщательно промазывают раствором.
Делаем второй ряд. Тонкий слой раствора 8 мм, на ½ первого кирпича и ½ второго, ложком на лицевую сторону кладётся второй ряд, далее поочередно.
Далее тычками полноразмерные кирпичи укладываются тычками на внутреннюю сторону основной стены.
На примыкающую стену полноразмерный кирпич укладывают поперёк предыдущего ряда. Все швы хорошо забиваются, размер до 1 см.
Далее порядовка повторяется согласно схеме.

Схема и инструкция в видео:

Узлы можно формировать в любой порядовке, технология будет немного отличаться. Кирпич изменяется в размерах в зависимости от температуры в атмосфере. На его физические свойства влияет также влажность, времена года, стена способна двигаться на 2-3 см в обе стороны.

При создании гибких узлов кирпичных стен надо учитывать физические свойства материала, чтобы избежать появления трещин и разрушения.

Правила привязки несущих перегородок из кирпича к осям

Координатная ось определяют расположение основных стен (к ним относят несущие и самонесущие), их выделяют в документации до начала работ. Второе название этих осей – разбивочные, их обозначают на строительной площадке, когда разбивают участок метками.

Метками, разбивкой территории занимаются профессиональные геодезисты. Они устанавливают реперы на штатных местах, после чего начинаются строительные работы (копка траншеи или ямы под фундамент и т.д.).

До старта работ по возведению строения собирается пакет документации. Среди прочих – проект производимых работ геодезистом, в который входит разбивка осей.

Его цель – вынос проектных решений с чертежей на территорию участка, закрепление в пространстве координатных точек посредством установки меток. Все обозначения должны сохраняться до окончания стройки, если какие-то из них случайно сбиваются – необходимо восстановить в прежнее состояние.

Координатные оси, согласно ЕМС (Единой модульной системе), должны находиться на расстоянии кратном показателю М. Он равен 100 мм и называется основным строительным модулем.

Создан, чтобы унифицировать строительные конструкции. Как вариант существует показатель 3М равный 300 мм, для удобства работы в крупномасштабном строительстве.

Привязка – это положение строительных конструкций относительно координатных осей. Линии боковых сторон перекрытий всегда совпадают с координатными осями. Соответственно привязка определяет расстояние, в пределах которого плиты перекрытий опираются на стены.

Привязка бывает:

Нулевая. Координатная ось на чертеже совпадает с линией внутренней плоскости стены.
Центральная. Геометрическая ось (линия, проходящая через середину толщины стены) совпадает с разбивочной.
Строительная. Для конструкций из кирпича смещается центр. Например, толщина стены 38 см, внутренняя грань привязывается к оси на расстоянии 13 см, к наружной грани на расстоянии 25 см.

Согласно правилам привязки основных строительных элементов (указаны в ГОСТ 28984-91) к координатным осям:

Внутренняя сторона несущих наружных стен смещается относительно разбивочной оси по направлению в глубину строения. Расстояние, на которое оно может сместиться равно ½ толщины несущей стены внутри здания. Как вариант: соразмерно модулю М или его половине.
Геометрическая ось несущих стен внутри строения совпадает с разбивочными осями. Правила для внутренних несущих стен не действуют, если они принадлежат к лестничной конструкции или содержат вентиляционные каналы. В этом случае допускаются отклонения.
Комбинация: плиты перекрытий, опирающиеся на кирпичные стены. Внутренние стороны двигаются на 13 см относительно продольной разбивочной оси.
Стены из кирпича 38 см и больше и продольные перекрытия (балки). Разбивочная ось проходит в 25 см от внутренней стороны стены.
Стены 38 см сопряжены с пилястрами 13 см. Расстояние между разбивочной осью и внутренней гранью – 13 см.
Правило нулевой привязки: если толщина кирпичной стены с пилястрами до 13 см, внутренняя грань совмещается с осью.

Для чего устанавливаются эти правила:

нагрузка на несущие конструктивные элементы должна быть равномерной, чтобы избежать перегруза и разрушения стен;
проведение осей координат помогает строителям и проектировщикам взаимодействовать друг с другом, воплощать идею постройки четко по намеченному плану;
несущие стены и перегородки создают единую симметричную композицию, возможно с добавлением креативных элементов, не влияющих на долговечность и прочность постройки.

Как привязать к существующим стенам из кирпича?

Есть несколько способов, чтобы привязать кирпичную кладку к уже готовой стене. Используют их для монтажа перегородок к несущим конструкциям, а также присоединения облицовки к черновой стене.

Основные правила:

Более легкая конструкция должна иметь под собой устойчивый фундамент, устанавливаться на полу или быть продолжением цоколя. При этом основание под готовой стеной и под новой не должны соединяться, поскольку возникнет разная усадка. Фундамент перегородки может состоять из другого материала, но должен находиться на одном уровне с фундаментом несущей стены.
Привязка должна минимально вредить существующей стене, иначе есть риск нарушить теплоизоляционные свойства.
Соблюдать технологию, чтобы не повредить готовую постройку, сохранить её от трещин.

Для привязки рекомендуется использовать кирпичи одинакового размера, чтобы порядовка совпадала и соединить материалы было проще.

Проводить процедуру нужно обязательно, так на перегородки оказывается давление с потолка и с боковых сторон в процессе отделочных работ. Привязка помогает избежать обрушения и деформации.

Материалы и инструменты

Для создания связей между кирпичными стенами можно использовать следующие материалы:

Стальные оцинкованные полосы. Преимущества: доступная цена, всегда в наличии. Недостатки: увеличивает теплопотери сквозь стены. С ними вместе применяют потолочный анкер 6-8 см.
Базальтовая связь. Плюсы: не пропускает холод, считается лучшим вариантом для подобных работ (имеется сертификат). Минусы: дорогой, продаётся только в специализированных магазинах.
Стеклопластиковая арматура. Плюсы: низкая цена, отсутствие коррозии, легко купить, армирование целыми хлыстами, не выпускает тепло, простота в использовании, надежность. Вместе с ней используют дюбели.

Для облицовки без использования утеплителя удобно использовать стальные полосы, для стен с утеплителем – стеклопластиковую арматуру или базальтовую связь. Ещё понадобится перфоратор и сверло соответствующее размерам используемых материалов.

Пошаговый порядок действий по связыванию

Оба способа представленных ниже могут работать как для привязки перегородки, так и для облицовочной кладки.

Без утеплителя

Пристраивать конструкцию необходимо в следующем порядке:

С утеплителем

Второй вариант, если между стенами уложен утеплитель. Используем слеклопластиковую арматуру, разрезаем её на куски 25-30 см из расчета 6-7 см на монтаж внутри несущей стены, 10 см утеплитель, 1-2 см расстояние до облицовочной стены, и ¾ толщины облицовочного кирпича.

Этапы:

Просверлить отверстия сквозь утеплитель и вглубь несущей стены на 6-7 см. Отверстия для арматуры рекомендуется делать как можно ближе по высоте к уровню ребра облицовочного кирпича. Штырь должен лежать на нем, а не висеть в воздухе.
Вставить в отверстие арматуру с дюбелем на конце, вбить молотком.
Повторить операцию через 1-2 кирпича.
Класть новый ряд облицовки так, чтобы арматура оказалась внутри шва. Стеклопластик достаточно гибкий, при необходимости его можно немного подогнуть.

Повторяют крепление через 3-4 ряда.

Если работа начинается с облицовочного кирпича, а черновая кладка будет формироваться после, в швы облицовки можно заложить арматурную сетку 10*10 см кусками (размер отреза зависит от толщины кирпича и расстояния между стенами) через каждые 4 ряда. Даже если кирпич черновой и чистовой будут разных размеров, можно нагнать высоту с помощью швов (сделать их больше или меньше) и сетка ляжет ровно.

Обратный вариант, если сначала создают черновую кладку, а после покрывают облицовочным кирпичом, можно заранее в швы установить гибкие связи: стальные перфорированные полосы или тонкую арматуру. Если кирпичи облицовки и черновые будут разных размеров, связь можно подогнать под шов.

Использовать сетку при первоочередном создании черновой кладки не рекомендуется. Она плохо гнётся и, если швы не будут совпадать, на кирпич будет оказано сильное давление. Со временем стена облицовки даст трещины.

Сложности в соединении

Неопытных каменщиков волнуют вопросы порядовки и формирования красивых узлов кирпичных стен. Обучиться порядку действий можно по указанной инструкции и приложенному видео.

Для формирования надежных связей рекомендуется использовать только качественные материалы, в частности раствор должен надежно схватывать и держать элементы.

Если возникает проблема с фиксацией дюбеля или анкера – необходимо попробовать заменить деталь или просверлить новое отверстие.

Предпочтение рекомендуется отдавать гибким связям, форму которых можно менять, если порядовка не будет совпадать (в 99% случаев).

Возможные ошибки

На что обратить внимание:

Арматурную сетку для связи используют только если первой создают облицовку.
При соединении перегородки и готовой несущей стены, рекомендуется устанавливать гибкие связи. Нагрузка на эти элементы разная и со временем жёсткая связь нарушит целостность стен.
Несущую и несущую стены или перегородку с перегородкой рекомендуется соединять жёстко, для надежности.
Фундамент стен должен быть на одном уровне, плотная связь сохранялась даже при усадке, и общая картина не разрушалась.

Заключение

Чтобы соединить кирпичные стены безопасно и надолго потребуется создать грамотный проект, в котором будет учтён ландшафт участка и разработаны координатные оси.

Перегородки и облицовочный кирпич можно устанавливать, как в процессе строительства, так и после его завершения. Предпочтительно применять гибкие связи между элементами, они безопаснее. Главное, правильно рассчитать нагрузку и использовать качественные материалы.

Одной из основных задач при проектировании стальных рамных каркасов многопролётных зданий является закрепление колонны в фундаменте, обеспечивающее восприятие поперечной и продольной сил, а также изгибающего момента расчетной величины при основном и особом сочетании нагрузок.

В соответствии с расчётной схемой металлического каркаса многопролётного здания имеется в узлах соединения колонны с фундаментом либо шарнирное, либо жёсткое сопряжение (рис.1).

Рис.1. Узел соединения колонны с фундаментом

При анализе проектной документации нескольких зданий для Пензы и Пензенской области выявлено, что соединение металлической колонны из прокатного двутавра с железобетонным столбчатым фундаментом осуществляется через металлическую базу из плиты базы и четырёх анкерных болтов (рис. 2). Причём анализируемые проекты имели здания с несколькими пролетами и высотой не менее трёх этажей. Соединения несущих балок с колонной осуществлено по шарнирной схеме. Естественно, что при определении усилий в элементах поперечной рамы необходимо было вводить жёсткое соединение фундамента с колонной в виде жёсткого закрепления, так как в противном случае система становится статически изменяемой (при шарнирном соединении колонн с фундаментом). В рабочей же документации показывается узел соединения колонны с фундаментом через плоскую плиту и четыре анкерных болта.

Рис. 2. Соединение колонн с железобетонным фундаментом

Вместе с тем базы колонн имеют закрепления нижнего конца в фундаменте либо шарнирное, либо жёсткое. Причём если колонны центрально сжаты, то крепления их к фундаментам можно осуществлять непосредственно за опорную плиту болтами, чаще всего двумя и иногда четырьмя, которые условно можно назвать монтажными. При этом такое закрепление называют шарнирным, так как на плиту базы не действует изгибающий момент (М=0). Анкерные болты должны воспринимать изгибающие моменты и работать, как правило, на растяжение, что приводит к тому, что база проектируется с наличием распределительных траверс по схеме на рис.3, то есть жёсткой.

Рис. 3. Жёстко опёртая база внецентренно-сжатой колонны

Напряжение под плитой базы колонны определяется в зависимости от величины значений N и M по формуле:

где В — ширина плиты базы, а L — длина базы.

Значения этих напряжений могут быть разные в виде схем (рис.4):

Рис.4 Эпюры нагружения

Анализируя оба варианта эпюр нагружения, можно сказать, что по первому варианту болты не работают на растяжение и их условно можно назвать монтажными, так как они работают на сжатие.

По второму варианту контактная зона плиты с фундаментом не может воспринимать растягивающие напряжения и растягивающие усилия, воспринимаемые анкерными болтами. Сила, которую воспринимают анкерные болты, определяется из условия статического равновесия системы по формуле:

где M и N — расчётные усилия для фундаментной плиты; — сила, которую воспринимают анкерные болты; a — расстояние от центра тяжести плиты базы до центра тяжести эпюры сжатых напряжений под плитой базы; y — расстояние от анкерных болтов до центра тяжести эпюры сжатых напряжений.

Чем меньше будет значение продольной силы и больше значение изгибающего момента, тем больше будет значение силы . Выполняя соединение колонны с плитой базы по рисунку 1 это соединение в технической литературе [1], [2], [3] всегда считалось шарнирно опёртым. Тем не менее, имеется техническое решение по типовой серии 1.423.3–8 вып.2, когда базу колонн проектируют без траверс для бескаркасных зданий, в зданиях с подвесным транспортом и с мостовыми кранами общего назначения грузоподъемностью до 5 тс. Такая плита базы должна быть рассчитана на изгиб по схеме на рис.5.

Рис.5 Схема грузовой площади при расчёте плиты базы на изгиб от отпора фундамента на плиту

Расчет плиты ведут по следующей методике, описанной в [5]:

Толщину опорной плиты следует определять расчетом на изгиб пластинки по формуле

(1)

где М_max — наибольший из изгибающих моментов М, действующих на разных участках опорной плиты и определяемых по формулам:

1) для консольного участка плиты

(2)

2) для участка плиты, опертого на четыре стороны в направлении короткой и длинной сторон соответственно

(3)

3) для участка плиты, опертого по трем сторонам

(4)

для участка плиты, опертого на две стороны, сходящиеся под углом, по формуле (4), принимая при этом d₁ — диагональ прямоугольника, а размер а₁ в таблице Е.2 [5]- расстояние от вершины угла до диагонали. Здесь с — вылет консольного участка плиты;

α₁, α₂, α₃ — коэффициенты, зависящие от условий опирания и отношения размеров сторон участка плиты и принимаемые согласно таблице Е.2 [5]; q — реактивный отпор фундамента под рассматриваемым участком плиты на единицу площади плиты.

При этом площадь стальной опорной плиты должна удовлетворять требованиям расчета на прочность фундамента. Передача расчетного усилия на опорную плиту может осуществляться через фрезерованный торец или через сварные швы конструкции, опирающейся на плиту [5].

В связи с этим необходимо рассчитать сварной шов, прикрепляющий плиту базы к сплошной колонне, применяя для этого формулу:

, (5)

где — момент сопротивления расчётного сечения сварного соединения по металлическому шву.

Данная формула применяется, если значение ; то есть расчёт ведётся по металлу шва, а не по металлу границы сплавления (см. [5]).

Только если толщина плиты и сварные соединения колонны с плитой удовлетворяют вышеуказанным расчётам, можно считать соединение колонн с фундаментом по рисунку 1 условно жёстким и в расчётах опорный узел принимать жёстким. При проверке несущей способности уже изготовленных рам с устройством соединения колонн с фундаментом по типу рис. 1 без траверс нельзя считать соединения жесткими.

1. Металлические конструкции. Под ред. Н. С. Стрелецкого, М., 1961.

2. Муханов К. К. Металлические конструкции. М. Строиздат, 1967.

3. Васильев А. А. Металлические конструкции. М. Строиздат, 1975.

4. Металлические конструкции. Справочник проектировщика, Т. 2. Под ред. В. В. Кузнецова, М., 2011.

5. СП. 16. 13330. 2011. Стальные конструкции. Актуализированная редакция. СНиП II-23–81*. М., 2011.

Основные термины (генерируются автоматически): плита базы, болт, изгибающий момент, узел соединения колонны, фундамент, баз колонн, опорная плита, продольная сила, соединение колонн, центр тяжести эпюры.