Оголовки колонн. Конструирование и расчет

Опирание конструкции на колонну сверху.При опирании конструкции (рис. 6.50) узел сопряжения является шарнирным. Вертикальная сила, равна сумме опорных реакций опертых на колонну балок, через строганые торцы опорных ребер балок или опор­ных фланцев ферм передается на* опорную плиту 1 и далее с помо­щью ребер колонны 2 переходит на стенку колонны и равномерно распределяется по ее сечению.

Мы наметили логичный путь передачи усилий и должны обеспе­чить прочность всех элементов и сварных швов на этом пути. В дей­ствительности усилия будут передаваться иначе, некоторая часть из них поступит с плиты непосредственно на полки и стенку колонны, но, не зная фактического распределения силы N между элементами и швами, мы будем передавать с некоторым запасом эту силу цели­ком на элементы и швы намеченного нами пути. К такому способу расчета мы часто будем обращаться в дальнейшем.

Опорную плиту 1, обычно строганую, устанавливают на фрезеро­ванный торец стержня колонны, а сварные швы прикрепления пли­ты назначают конструктивно с минимальным размером катета для данной толщины стыкуемых элементов. Толщину плиты назначают конструктивно 20...30 мм, а размеры в плане принимают так, чтобы плита выходила за контур колонны на 15 мм. Для легких колонн можно принимать плиту толщиной 12...20 мм.

Длину опорных ребер 2 (высоту оголовка) назначают из условия размещения сварных швов, обеспечивающих передачу силы N с ре­бер на стенку колонны, но не более 85β_f - где kf - высота катета шва. Толщину ребра в пределах t_r = 14 ... 20 мм, но не менее его ширины Ъ_r определяют расчетом на смятие На эту же силу N при тонких стенках необходимо проверить защиту стенки от среза ее по граням крепления опорных ребер N/(2l_rt_wR_sy_c) < 1. Если это условие не выполняется, возможно местное усиление стенки оголовка путем заме­ны участка стенки в преде­лах высоты оголовка более толстой вставкой.

Опорное ребро балки или фланец фермы должны опи­раться на плиту оголовка всей поверхностью. Возмож­ный при изготовлении или монтаже перекос фланца из плоскости балки (фермы) может вызвать неравномер­ное давление на опорные ребра 2, в результате чего они в свою очередь будут оказывать местное давление на стенку колонны из ее плоскости и могут искривить ее. Для исключения этого давления с передачей его на полки колонны низ опорных ребер об­рамляют поперечными ребрами 3, размеры которых и швов их креп­ления принимают конструктивно.

Высота сечения колонны может изменяться в широких пределах и не всегда соответствует размерам опираемых конструкций. Это обусловливает необходимость применения различных вариантов раз­мещения опорных ребер. Схемы основных технических решений по конструктивному оформлению оголовков приведены на рис. 6.50, 6.

В оголовке сквозной колонны опорное давление (рис.6.51) с опорной плиты передается на диафрагму через строганый торец, а далее через сварные швы Ш2 прикрепления диафрагмы к ветвям распределяется по стенкам ветвей. Если имеются затруднения по плотной пригонке диафрагмы к плите, давление можно попытаться передать через сварные швы Ш1, определив высоту катета по фор­муле k_f = N/(2b_d (β γ_w R_w )_min γ_c)

Высоту диафрагмы определяют из условия размещения сварных швов прикрепления ее к ветвям h_d =N/[4k_f (β γ_w R_w )_min y_c]Толщину Диафрагмы можно определить из условия ее прочности на срез как короткой балки:

QS/(Jt_d < R_s γ_c ); Q = N/2; J/S = 2h_d/3 t_d =3N/(4h_dR_sγ_c)