Узлы стыка колонны с фундаментом

Узел стыка сборной железобетонной колонны с фундаментом

Полезная модель относится к области строительства и предназначена для многоэтажных и высотных зданий с повышенными нагрузками на колонны при связевой системе каркаса и шарнирным сопряжением колонны с фундаментом. В узле стыка сборной железобетонной колонны 1 с плитной частью свайно-плитного фундамента 2 четыре анкерных болта 3 выполнены из арматурных стержней и пропущены через стальную пластину 4, расположенную на поверхности плитной части свайно-плитного фундамента 2. В верхней части анкерных болтов 3 выполнена резьба, а нижняя часть выполнена в виде полукольца. Закладная деталь в торце железобетонной колонны 1 выполнена в виде нижней торцевой пластины 5 с четырьмя угловыми отверстиями под анкерные болты 3 и оснащена уголками 6 с приваренными под углом к горизонтальной плоскости пластинами ограничителями 7. Уголки 6 и пластины 7 образуют ниши. К боковым граням уголков 6 приварены анкерные стержни 8, анкерующие закладную деталь в торце колонны 1. Техническим результатом является увеличение несущей способности узла и уменьшение расхода металла. 3 ил.

Полезная модель относится к области строительства и предназначена для многоэтажных и высотных зданий с повышенными нагрузками на колонны при связевой системе каркаса и шарнирным сопряжением колонны с фундаментом.

Известен стык железобетонной сборной колонны с фундаментом («Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)», Москва, Стройиздат, 1978, рис.59), который включает в себя сборную железобетонную колонну, нижний конец которой вставлен в стакан подколонника фундамента, который сопрягается с плитной частью фундамента, а плитная часть оперта на естественное основание или на свайное основание в зависимости от инженерно-геологических условий строительной площадки. Зазор между гранями стакана и гранями колонны заполняют в процессе монтажных работ монолитным бетоном.

Недостатком такого решения является необходимость проведения омоноличивания узла, что повышает трудоемкость при отрицательных температурах. Также недостатком является необходимость временного крепления колонны до набора прочности бетона омоноличивания. Необходимость выверки колоны по высоте и вертикали вызовет необходимость использовать кондукторы, что также повышает трудоемкость и стоимость монтажных работ.

Известен узел соединения железобетонной колонны с фундаментом (патент RU 2314392 МПК E04B 1/38 опубл. 10.01.2008), в котором металлические закладные элементы колонны выполнены в виде четырех уголков, расположенных по углам колонны полками в обхват колонны так, что внешняя поверхность полок совпадает с плоскостями боковых поверхностей колонны. Каждая из полок уголка изнутри снабжена арматурными стержнями, расположенными через равные интервалы по длине уголка поочередно в перекрещивающихся под прямым углом плоскостях, параллельных сторонам колонны. Арматурные стержни жестко связаны с уголками и с продольными арматурными стержнями колонны, а концы каждой пары, соосно расположенных арматурных стержней, жестко связаны между собой отрезками арматуры. Уголки жестко соединены между собой пластинами, установленными с четырех сторон колонны попарно, а траверсы расположены попарно с двух сторон каждого уголка. Траверсы каждой пары лежат во взаимно перпендикулярных плоскостях параллельно сторонам колонн.

Основным недостатком известного технического решения является высокий расход металла, так как опорная пластина шире сечения колонны из-за необходимости крепления к ней траверс, из-за наличия восьми траверс и пластин, соединяющих уголки. Кроме того, усилия от колонны на опорную плиту передаются только через траверсы и сварные швы крепления траверс, через нижний торец усилия передаваться не будут, что снижает несущую способность узла.

Основная задача, решаемая полезной моделью, состоит в создании узла стыка сборной железобетонной колонны с фундаментом, обладающего низкой трудоемкостью и стоимостью.

Техническим результатом является увеличение несущей способности узла и уменьшение расхода металла.

Основной технический результат достигается тем, что в узле стыка сборной железобетонной колонны со свайно-плитным фундаментом, включающем опорную плиту, связанную с плитной частью свайно-плитного фундамента, металлические закладные детали колонны, согласно предложенному решению, закладная деталь, расположенная в торце железобетонной колонны, выполненная в виде нижней торцевой пластины с отверстиями под анкерные болты и оснащена приваренными к ней уголками с приваренными под углом к горизонтальной плоскости пластинами ограничителями, образующими с уголками ниши, к боковым граням уголков приварены анкерные стержни, а анкерные болты пропущены через стальную пластину, расположенную в плитной части свайно-плитного фундамента.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен боковой вид узла стыка сборной железобетонной колонны с плитной частью свайно-плитного фундамента, на фиг.2 приведен разрез A-A по шву между верней поверхностью свайно-плитного фундамента и торцом сборной железобетонной колоны, на фиг.3 приведен разрез B-B по сечению колонны чуть выше ее торца.

Узел стыка сборной железобетонной колонны 1 с плитной частью свайно-плитного фундамента 2 включает в себя четыре анкерных болта 3, выполненных из арматурных стержней и установленных в плитной части свайно-плитного фундамента. В верхней части анкерных болтов 3 выполнена резьба, нижняя часть выполнена в виде полукольца. Анкерные болты 3 пропущены через стальную пластину 4, расположенную на поверхности плитной части свайно-плитного фундамента 2. Также узел включает в себя закладную деталь в торце железобетонной колонны 1, выполненную в виде нижней торцевой пластины 5 с четырьмя угловыми отверстиями под анкерные болты 3 и оснащенную уголками 6 с приваренными под углом к горизонтальной плоскости пластинами ограничителями 7, уголки 6 и пластины 7 образуют ниши, а к боковым граням уголков 6 приварены анкерные стержни 8, анкерующие закладную деталь в торце колонны 1.

Монтаж узла стыка сборной колонны 1 с плитной частью свайно-плитного фундамента 2 производят следующим образом. На анкерные болты 3 навинчивают нижние юстировочные гайки 9 и устанавливают армирующую сетку 10, затем устанавливают колонну 1 таким образом, чтобы отверстия в пластине 5 закладной детали колонны 1 оделись на анкерные болты 3 и пластина 5 оперлась на котировочные гайки 9. При помощи котировочных гаек 9 производят регулировку высотного положения и отклонения от вертикали колонны 1. После приведения колонны 1 в проектное положение и закрепления фиксирующими гайками 11, горизонтальный шов и ниши замоноличиваются мелкозернистым напрягающим бетоном 12.

Предлагаемое техническое решение, благодаря рассмотренным выше признакам, отличается наиболее совершенной конструкцией, которая позволяет упростить процесс монтажа колонны на фундамент, сократить трудоемкость и стоимость работ при сохранении надежности узла.

Полезная модель используется, например, для зданий, строящихся по экспериментальной архитектурно-строительной системе «КАСКАД».

Узел стыка сборной железобетонной колонны с фундаментом, включающий опорную плиту, связанную с плитной частью свайно-плитного фундамента, металлические закладные детали колонны, отличающийся тем, что закладная деталь, расположенная в торце железобетонной колонны, выполнена в виде нижней торцевой пластины с отверстиями под анкерные болты и оснащена приваренными к ней уголками с приваренными под углом к горизонтальной плоскости пластинами ограничителями, образующими с уголками ниши, к боковым граням уголков приварены анкерные стержни, а анкерные болты пропущены через стальную пластину, расположенную в плитной части свайно-плитного фундамента.

Источник

Узлы металлических конструкций

Приведу примеры всех проектируемых узлов металлоконструкций, которые проектируя во всех своих проектах от простых до сложных. А это значит можно познакомиться с вариантами соединений всех основных конструкций сооружений: колонны, стойки, балки, фермы, прогоны. Каждый тип мной был изучен на стадии становления, а значит выполнены ручные расчёты. Именно поэтому я их уверенно применяю в своих рабочих чертежах и прикладываю по требованию в отчётах. Поспешный подход к сопряжениям во-первых увеличивает заметно расход металлопроката от 5% и выше, а во-вторых теряет эстетичность. Некоторые серийные варианты как раз, как правило, с небольшим запасом.

Все проектируемых мной типы узлов металлических конструкций

Крепление стоек к фундаменту

В основном жесткая работа в одном направлении, а в другом, для существенной экономии уже податливая. И для устранения этого минуса в этой плоскости применяются связи, расщепляющие все стойки. Расчёт сводиться к определению толщины опорной пластины с учётом рёбер жёсткости или без них,а также проверка прочности на растяжение анкерных болтов. Исключение база с траверсами, для которая требует дополнительных проверкой анкерной плитки и траверсы на изгиб. Другие проверки это несущая способность сварных швов и прочность участков анкерной плиты

Жёсткая база колонны
	Устанавливается в крайних рядах строения. Профиль используется прямоугольный, для оптимальной работы. А именно воспринимает в одном направлении ветровую нагрузку. Применяется при одноэтажных сооружениях в рамно-связевых системах
	Это уникальный случай, который не требует абсолютно связевых элементов. Абсолютно устойчива в обоих направлениях. Также применяется в одноэтажных зданиях
	Основная колонна зданий многоэтажных или высоких производственных помещений. Из плоскости обязательно скрепляется системой связей для устойчивости. Без дополнительных рёбер опорная плита по расчёту будет большей толщиной
	Двутавр типа «Б» облегчает расход металла при наличии грузоподъёмного оборудования при высоких объектах. Имеет развитое по высоте сечение, что уменьшает перемещения. На опоре в таких случаях повышенные изгибающие моменты, для чего и конструируется база с траверсами. Которые обычно выходят за пределы анкерной плиты

Податливое соединение применяются когда стойки обеспечены устойчивостью за счет системы связей металлокаркаса. Толщина пластина в общем применяется интуитивно-конструктивно, а болты подбираются из условия на срез!

Шарнирная опора стоек
	Такой вид справедлив видимо только для фахверковых стоек, производственных сооружений
	Применяются в полностью связевых системах малогабаритных одноэтажных домов. (Пр. каркасно тентовый ангар)

Сопряжение основных балок колоннам

Подобные узлы металлоконструкций перекрытий конструируем при много этажном строительстве. А также для одноэтажных объектов, но у меня они исключительно с профильными прокатами.

Податливые сопряжения балки с колонной
	Стандартный , простой способ крепления конструкции перекрытия
	Более надёжный, ввиду большей длины сварного шва, при этом требуется дополнительная прокладка между балкой и колонной для свободного монтажа. Минусом же является больший расход листового проката и трудоёмкость

Рамное соединение балки и колонны
	Применяю единственный способ жёсткого узла сопряжения, так считаю он оптимально сочетает надёжность и эстетичность

Прогоны покрытия здания

Проверка прочности узлов отсутствует так такое, главное подобрать конструктивно соединительные детали и диаметр болтов, который как правило М16. Исключения малые и большепролётные здания, где в прогонах, как в связях могут быть дополнительные усилия!

	Применяю исключительно при сэндвич панелях. Профильная труба хорошо работает на косой изгиб
	При сэндвич панелях а также при профилированном настиле коньковые прогоны соединяются между собой планками. Кроме всего для сэндвич необходимы дополнительные затяжки для их устойчивой работы.

Элементы связей каркаса

Расчет таких узлов сводиться, для средних по габаритам сооружений, в определения сечения по гибкости, а так же проверка несущей способности болтов

	Связь примыкает к стенке двутавра и для некой жёсткости от горизонтальной нагрузки необходимо установить дополнительное рёбра
	Упор идет непосредственно на стенку двутавра и в этом варианте нет необходимости в дополнительных деталях.
	Особенность данного решения — наличие дополнительной торцевой пластины, которая служит для распределения давления при тонкостенной профильной трубе
	Соединительная пластина должна пронизать поперечную трубу для передачи через неё продольных усилий, который возникают от действия ветра обычно

Балки перекрытия

Проверка прочности сводиться проверка болтов на срез и смятие, а также прочность сварных швов

	Распространённый тип, когда швеллер крепиться к косынке через болты, без дополнительных пластин
	Виду того что поперечное усилие передаваемой от балки из двутавра больше чем от швеллера. Возникает необходимость применять усиленное её примыкание. Такую задачу можно решить путём приварки дополнительной пластины с весомой толщиной

Стропильные фермы

Данные узлы металлоконструкций весьма ответственные. Расчёт необходим для определения толщины фланцевой пластины и диаметра болтов

Соединения отправочных марок ферм покрытия
	Самый популярный основной узел фермы — стыка нижнего пояса
	Для лёгкий видов стропильных конструкций применяется вот такое сопряжение, которое в общем разработал самостоятельно. Подходит для сечений нижнего профиля 80 и 100мм. (Пр. каркасно тентовый ангар)

Стандартные узлы примыкания ферм я уже не применяю в своих проектах!

Опирание стропильной фермы на колонну
	Пользуюсь разработанным самостоятельно видом узла, который обеспечивает передачу продольных усилий на стойку. Цель уменьшить усилия на конструкцию стойки и её базу.
	Другой вариант для большепролётных фермы, здесь уже колонны из двутавра

Подвижная крепление фахверковой стойки к ферме
	Овальные отверстия необходимы, что бы компенсировать прогиб стропильной фермы покрытия

Расчёты узлов

Все эти виды и другие узлы металлоконструкций проходят стадию конструирования. То есть расчет всех его основных элементов и деталей, примеры привожу на своём давнем первом сайте в категории расчёт металлических конструкций, где можно поискать мои решения. И неважно какое здание производственное, промышленное, общественное или сельскохозяйственное проектируется из таких вот решений.

Источник