Опорные узлы балки | buildingbook.ru

Опорные узлы балки.

Сопряжения балки со стальными колоннами.

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 🙂

Толщина опорной площадки обычно принимается  20-25 мм, толщина ребер 8-12 мм.

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

Posted in Стальные конструкции Tagged Прочностной расчет, Стальные конструкции

Узел крепления подкрановой балки к колонне

Авторы патента:

КАЦ АЛЕКСЕЙ НАУМОВИЧ

B66C6 — Балки и прочие опорные конструкции для подкрановых путей к кранам (несущие опорные конструкции на стойках B66C 5/00; балки вообще E04C 3/02)

Использование: для крепления подкрановых балок к колонкам на уровне верхнего пояса балок. Сущность изобретения: узел крепления подкрановой балки к колонне включает соединительный элемент, прикрепленный к колонне подвижно в вертикальной плоскости и жестко — к верхнему поясу балки. Соединительный элемент выполнен с отверстиями на примыкающей к колонне части. К колонне жестко прикреплены болты со стопорными устройствами на свободных концах для создания напряжения в болтах и шайбами. Болты пропущены через отверстия в соединительном элементе . Шайбы расположены по обе стороны соединительного элемента. Между каждой шайбой и соединительным элементом размещен слой антифрикционного материала. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (s С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 66 С 6/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4933575/33 (22) 30.04.91 (46) 23.05.93, Бюл. ЬЬ 19 (71) Белорусский государственный институт промышленного проектирования «Белпромп роект» (72) А.Н.Кац (56) 1. Серия 2. 440-2. Узлы стальных конструкций производственных зданий промышленных предприятий. Выпуск 4. Узлы тормозных конструкций вертикальных свя. зей. л.49. КМ вЂ” М.: ЦИТП, 1989. (54) УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ПОДКРАНОВОЙ

БАЛКИ К КОЛОННЕ (57) Использование: для крепления подкрановых балок к колонкам на уровне верхнего

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при креплении подкрановых балок к колоннам на уровне верхнего пояса балок.

Цель изобретения — повышение надежности и коррозионной стойкости узла, На фиг.1 изображен узел крепления верхнего пояса подкрановой балки к колонне с помощью соединительного элемента из тавра, вид сбоку; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — вариант крепления с применением соединительного элемента из уголка, вид сбоку; на фиг.4 — сечение Б-Б на фиг.3.

Узел крепления подкрановой балки к колонне содержит колонну 1, верхний пояс подкрановой балки 2, соединительный элемент в виде тавра 3 или уголка 4, неподвижно прикрепленный к верхнему поясу балки

2 и подвижно в вертикальной плоскости — к

„„5U ÄÄ 1816731 А1 пояса балок. Сущность изобретения: узел крепления подкрановой балки к колонне включает соединительный элемент, прикрепленный к колонне подвижно в вертикальной плоскости и жестко — к верхнему поясу балки. Соединительный элемент выполнен с отверстиями на примыкающей к колонне части. К колонне жестко прикреплены болты со стопорными устройствами на свободных концах для создания напряжения в болтах и шайбами. Болты пропущены через отверстия B соединительном элементе. Шайбы расположены по обе стороны соединительного элемента. Между каждой шайбой и соединительным элементом размещен слой антифрикционного материала.

2 з.п. ф-лы,4 ил. колонне 1 с помощью болтов 5, пропущенных через отверстия 6 в полке тавра 3 или уголка 4, антифрикционные слои 7, шайбы 8, Со прорезные или корончатые гайки 9 и шплин- а ты 10 на концах болтов 5. Q

Предложенный узел крепления может применяться для крепления как металлических, так и железобетонных балок 2 к металлическим и к железобетонным колоннам 1.

При железобетонных конструкциях элементы узла 3 — 5 крепятся к закладным изделиям. Ь

Крепление болтов 5 к колонне 1 может быть осуществлено как на заводе, так и в . процессе монтажа. При металлических колоннах 1 болты 5 могут быть пропущены через отверстия в стенке колонны 1, Предлагаемый узел применим.как при разрезных, так и неразрезных подкрановых балках 2. В первом случае каждая балка 2

1816731 имеет самостоятельные крепления, во втором случае на колонне балка 2 крепится одним креплением — по центру колонны 1.

При наличии тормозных конструкций (горизонтальных ферм или сплошных листов) опорные узлы этих конструкций на участке ширины колонны 1 могут быть использованы для крепления к ним стенок тавра 3 или полки уголка 4. Количество болтов 5 — не менее двух. При соединительном элементе из тавра 3 количество болтов 5 может быть увеличено до четырех, шести, восьми.

При необходимости (по расчету) полки тавра 3 или уголка 4 могут быть подкреплены ребрами жесткости, Антифрикционные слои 7 между полками тавра 3 или уголка 4 и шайбами 8 обеспечивают минимальное сопротивление узла крепления повороту опорного сечения балки 2 при простоте конструктивного решения всего узла.

Так как трение между поверхностями шайб 8, болта 5 и гайки 9 будет большим, чем между поверхностями полок тавра 3 или уголка 4 и шайбами 8, то при повороте опорного сечения балки 2 подвижки (поворота) шайб 8 или гаек 9 не произойдет, что .обеспечивает сохранность антикоррозионного покрытия колонны 1. Прорезные или корончатые гайки 9 должны быть закреплены на болтах 5 шплинтами 10 для предотвращения самопроизвольного откручивайия при проявлении динамических воздействий от крановой нагрузки и обеспечения стабильности усилия затяжки болтов 5.

Затяжка каждого болта 5 на величину усилия поперечного торможения одного колеса крана принята иэ условия сохранения проектного положения соединительного элемента 3 (или 4) и монтаже узла и проявления меньшего усилия трения при повороте опорного сечения балки при нормальной работе крана — без проявления максимальных поперечных тормозных нагрузок, Шайба 8 со стороны колонны 1 может прилегать не к головке болта 5; а к поверхности колонны 1 (при применении вместо болтов 5 шпилек или по каким-либо другим причинам). В этом случае толщина шайбы 8

50 уголка. должна превышать толщину прикрепления или высоту головки болта 5., Допущенные при монтаже конструкций отклонения от проектного положения балок

2 и колонн 1 могут погашаться как эа счет увеличения общей толщины шайб 8 (при отклонениях по горизонтали), так и эа счет увеличения размеров отверстий 6 в них (при отклонениях по вертйкали), что опреде10 ляется по конкретному месту. Сборка узла производится с закреплением тавра 3 или уголка 4 в проектном положении на колонне

1, после чего осуществляется приварка этих элементов в балке 2.

Использование изобретения позволит улучшить условия работы узлов крепления верхних поясов подкрановых балок и их тор-. мозных конструкций к колоннам, предотвратить повреждение антикорозионного

20 покрытия колонн, повысить надежность конструкций каркаса, унифицировать узлы крепления для металлических и железобетонных каркасов, сократить эксплуатационные затраты.

25 Формула изобретения

1. Узел крепления подкрановой балки к колонне, включающий соединительный элемент, прикрепленный к колонне и жестко— кверхнемупоясубалки, отл ича ю щийся тем, что, с целью повышения надежности и коррозионной стойкости, соединительный элемент прикреплен к колонне подвижно в вертикальной плоскости и выполнен с отверстиями на примыкающей к колонне час35 ти, колонна снабжена жестко закрепленными на ней болтами со стопорными устройствами на свободных концах: для создания напряжения в болтах и шайбами, причем болты пропущены через отвер40 стия в соединительном элементе, шайбы расположены по обе стороны соединительного элемента, а между каждой шайбой и соединительным элементом размещен слой антифрикционного материала.

45. 2. Узел по п.1, отличающийся тем, что соединительный элемент выполнен из тавра.

3. Узел по п.1, отличающийся тем, что соединительный элемент выполнен из

1816733

1816731 г..3

Составитель Е. Колташова

Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Редактор Т. Иванова

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1705 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Похожие патенты:

Металлическая подкрановая конструкция неждановых // 1791340

Подкрановая балка // 1778060

Подкрановая двутавровая балка // 1761656

Узел крепления ходового колеса к концевой балке грузоподъемного крана // 1706953

Подкрановая балка // 1696372

Изобретение относится к подъемнотранспортному машиностроению

Блок подкрановых конструкций // 1691270

Изобретение относится к подъемнотранспортному оборудованию блока подкрановых конструкций под мостовые краны

Способ усиления клепаной подкрановой балки // 1664997

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при реконструкции или усилении подкрановых балок

Усиление верхней зоны сварной подкрановой балки // 1652490

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при реконструкции и усилении металлических подкрановых балок

Подкрановый путь // 1648884

Подкрановая балка // 1627497

Изобретение относится к подьемнотранспортному машиностроению, а именно к подкрановым путям

Способ усиления подкранового пути // 2114045

Изобретение относится к реконструкции покрановых путей преимущественно тяжелого режима работы (7К — 8К), например, в конвертерных и мартеновских металлургических цехах

Способ и устройство для усиления двутавровой подкрановой балки // 2126768

Изобретение относится к металлическим конструкциям, преимущественно подкрановым с интенсивным тяжелым режимом работы (8K. …7K), например,в черной и цветной металлургии

Решетчатая подкрановая конструкция // 2142904

Изобретение относится к металлическим несущим конструкциям, в частности к двухконсольной балке для подкрановых путей

Металлическая подкрановая балка // 2154599

Изобретение относится к подкрановым конструкциям преимущественно с тяжелым режимом работы кранов

Подкраново-рельсовая конструкция // 2183186

Изобретение относится к подкрановым конструкциям с тяжелым режимом работы кранов

Способ восстановления несущей способности подкрановой балки // 2188151

Изобретение относится к металлическим конструкциям, преимущественно подкрановым с тяжелым режимом работы кранов (7К-8К)

Рельсобалочная конструкция неждановых // 2188152

Изобретение относится к реконструкции подкрановых путей цехов с тяжелым режимом работы кранов (8K, 7K) преимущественно черной и цветной металлургии

Узловое соединение подкрановых балок с колоннами // 2188153

Изобретение относится к металлическим конструкциям черной и цветной металлургии, преимущественно с тяжелым режимом работы кранов

Крановый рельс // 2189934

Изобретение относится к металлическим конструкциям черной и цветной металлургии, преимущественно с тяжелым режимом работы кранов

Рельсобалочная конструкция // 2191154

Изобретение относится к рельсовым транспортным конструкциям, преимущественно с интенсивным тяжелым режимом эксплуатации

Методы ремонта бетонной колонны для трещин и повреждений

🕑 Время считывания: 1 минута

Содержание:

• Ремонт бетонных колонн для трещин и повреждений
• Методы ремонта бетонной колонны для повреждений и трещин
  • . Перераспределение нагрузки
  • Дополнительная арматурная сталь
  • Удаление бетона
  • Проржавевшая арматурная сталь
  • Проржавевшие шпалы
  • Бетон низкой прочности

Ремонт бетонных колонн на наличие трещин и повреждений

Перед началом ремонта бетонной колонны должны быть известны осевая статическая нагрузка, осевая временная нагрузка, горизонтальная нагрузка и связанные с ней моменты.
Ремонт бетонных колонн можно разделить на две категории. Поверхностный или косметический ремонт распространяется только на местное повреждение, а структурный ремонт восстанавливает или укрепляет поврежденные колонны. Если износ не приводит к значительному уменьшению поперечного сечения, можно успешно применить обычный ремонт бетона.

Методы ремонта бетонных колонн при повреждениях и трещинах

Колонны могут быть отремонтированы одним или несколькими из следующих методов:

• Облицовка или увеличение поперечного сечения колонны (оболочка).
• Катодная защита для предотвращения коррозии арматурной стали.
• Повторное подщелачивание арматурной стали для предотвращения коррозии.
• Экстракция хлоридом для замедления коррозии арматурной стали.
• Удержание с использованием стальных пластин, углеродных материалов или материалов из стекловолокна.
• Добавление противорежущих хомутов для увеличения несущей способности межэтажных перекрытий.
• Добавление узла стальной пластины для увеличения допустимого момента.
• Дополнительные столбцы.
• Применение системы защиты для предотвращения коррозии в будущем.

Для проектирования и выполнения ремонта колонны важны следующие параметры:

Разгрузка колонн

В тех случаях, когда износ колонны значителен, обычно требуется разгрузка колонны, чтобы все поперечное сечение отремонтированной колонны было способно выдержать повторно введенную расчетную нагрузку. Без этой разгрузки новый ремонт вряд ли будет нести нагрузку.
Усадка нового материала при высыхании может дополнительно снизить эту долю нагрузки. К сожалению, разгрузить колонны может быть сложно и дорого, особенно в многоэтажных домах. Если перед ремонтом существующая нагрузка на колонну не будет снята, кожух будет только удерживать существующую колонну. Процент прямой нагрузки, воспринимаемой курткой, будет очень мал (менее 25 процентов прочности куртки).
Если снять нагрузку с колонны невозможно, то дополнительная система колонн может обеспечить альтернативный метод поддержки в сочетании с ремонтом существующей колонны.

Перераспределение нагрузки

В случае коррозии арматуры и значительного износа бетона происходит перераспределение нагрузки в конструкции перед ремонтом по новой схеме, что необходимо учитывать при проектировании ремонта. Даже соседние члены могли быть затронуты этим перераспределением.

Дополнительная арматурная сталь

Стяжки колонн во время ремонта обычно нельзя нарушать, так как это может привести к выпучиванию продольных стержней. Следовательно, дополнительные вертикальные стержни могут быть размещены за пределами исходной клетки с помощью дополнительных связей. Когда дополнительные стержни размещаются за пределами анкерных стержней, размеры колонны должны быть увеличены, чтобы обеспечить адекватное покрытие. Шпильки, обычно из нержавеющей стали, используются для боковой поддержки дополнительных стержней.

Удаление бетона

Удаление бетона внутри каркаса колонны должно производиться только в том случае, если колонна не нагружена. В противном случае продольные стержни могут прогнуться, и может произойти разрушение колонны при сжатии.

Корродированная арматурная сталь

Нет необходимости удалять корродированную арматуру с уменьшенной площадью поперечного сечения, если потери восполняются дополнительными арматурными стержнями. Длина внахлест такого соединения должна быть обеспечена в соответствии с теряемой коррозией площадью с обеих сторон корродированной части арматурного стержня, который дополняется.
Частично проржавевшие арматурные стержни, оставленные на месте, должны быть тщательно очищены пескоструйной обработкой до получения голого металла. Стержни с чрезмерной коррозией должны быть заменены свежей арматурой, имеющей полные нахлесты с обеих сторон.

Корродированные стяжки

Поврежденные стяжки можно заменить, добавив шпильки из нержавеющей стали, закрепленные в бетоне. Часто необходимо уложить дополнительный материал вокруг колонн, чтобы обеспечить адекватное покрытие дополнительных связей.

Бетон низкой прочности

Если прочность бетона низкая, что приводит к недостаточной несущей способности, доступно несколько альтернатив:

• Укрепите колонну, удалите и замените монолитный бетон.
• Укрепите колонну и увеличьте размер колонны, чтобы уменьшить напряжения изгиба и увеличить ограничение уже уложенного слабого бетона.
• Оберните колонку углеродным или стеклопластиком.
• Установите дополнительную колонку.

Ремонт повреждений с открытой стальной арматурой

1. Дом
   

2. Ремонт бетона, анкеровка и затирка
   

Перед выполнением любого ремонта бетона следует позаботиться о том, чтобы закрепить подпорки и опоры вокруг ремонтируемого места, особенно вокруг поврежденных колонн и балок.

Рекомендуется следующая подготовка поверхности:

Технический паспорт раствора

Добавить закладку

Распространенные проблемы и запросы, с которыми вы можете столкнуться

Шаг 1

• Маркером обозначьте область повреждения.

• Прорвитесь за пределы ограниченной области, пока не достигнете прочного бетона и стали.

• С помощью отбойного молотка сделайте надрез глубиной 2 см под углом 90 ° по периметру разрыва, чтобы избежать заусенцев.

• Весь слабый, поврежденный и легко удаляемый бетон должен быть отколот. Если арматурные стержни обнажаются только частично после удаления всего непрочного бетона, может не потребоваться удаление дополнительного бетона, чтобы обнажить арматуру по всей окружности. Когда открытая стальная арматура имеет рыхлую обмотку, коррозию или плохо связана с окружающим бетоном, удаление бетона следует продолжать до тех пор, пока позади арматурной стали не будет создано свободное пространство от 15 до 25 мм.

Шаг 2

• Очистите стальную арматуру с помощью механической проволочной щетки или пескоструйной обработки.

• Если арматурные стержни подверглись коррозии и потеряли более 25% своего диаметра, их необходимо обрезать и удалить.

Шаг 3

• В таком случае снятые стальные стержни следует заменить новыми стальными стержнями того же диаметра либо с соблюдением длины нахлеста, либо путем приварки 100 мм длины к существующей стали.

Шаг 4

• Удалите пыль с помощью продувки воздухом и промойте чистой водой, чтобы получить основу с насыщением поверхности сухим (SSD).

Защита стальной арматуры от коррозии:

После всей необходимой подготовки стальную арматуру следует защитить от коррозии с помощью сильнощелочного продукта weberep 370 PF или продукта с высоким содержанием цинка, который замедляет воздействие агрессивных элементов на сталь, например вебереп 501 ZRP

Пошаговое решение

вебер решение

1. Поврежденная поверхность с ремонтной толщиной до 10 см
   

   weberep 331 TX — это тиксотропный безусадочный ремонтный раствор, армированный волокном и модифицированный полимером.

   Порошок смешивают с надлежащим количеством чистой воды с помощью подходящей электрической мешалки до получения однородной пасты.

   вебереп 331 TX и weberep ST можно наносить толщиной до 5 см в один слой. Толщина до 10 см может быть достигнута в два слоя.

   Для труднодоступных мест или если требуется текучий ремонтный раствор, используйте weberep 301 , высокотекучий безусадочный раствор.

   При смешивании с надлежащим количеством чистой воды с помощью соответствующей электрической мешалки получается однородная и текучая смесь без комков. Этот продукт наносится слоем 5 см. Для более высокой прочности на сжатие рекомендуется использовать weberep 301 HCS для замены weberep 301 .

   Для более высокой прочности на сжатие рекомендуется использовать Conrep.331 HCS вместо weberep 331 TX .

   Необходимо выполнить надлежащее отверждение.

2. Поврежденная поверхность с толщиной ремонта более 10 см
   

   weberep 311 MC — безусадочный микробетон для структурного ремонта и заполнения пустот. При смешивании с надлежащим количеством воды с помощью подходящего электрического миксера получается однородная смесь без комков.

   Для более высокой прочности на сжатие рекомендуется использовать weberep 311 MC-HCS.

   weberep 311 MC и weberep 311 MC-HCS может наноситься толщиной от 50 мм до 300 мм на слой, хотя может применяться и большая толщина до 500 мм в зависимости от конструкции ремонтные работы и уровень стальной арматуры.

3. Отверждение и защита
   

   После завершения ремонта или между двумя слоями, и когда ремонтный раствор достиг окончательного схватывания (что зависит от температуры окружающей среды), отремонтированный участок должен быть обработан либо традиционным методом, либо нанесением отвердителя weberad вылечить WT или weberad вылечить Y40 .