Расчет соединения главной балки колонны

Сопряжение балок со стальной колонной осуществляется путем их сбоку. Такое соединение является шарнирным, передающим опорную реакцию балки на колонну. Пример опирания балки на колонну приведен на рисунке 7.5.

Рисунок 3.5 – Опирание главной балки на колонну

Конец балки в месте опирания ее на опору укрепляют опорным ребром, считая, что вся опорная реакция передается с балки на опору через это опорное ребро. Ребра жесткости прикрепляют к стенки балки сварными швами, а торец ребер жесткости строгают для непосредственной передачи опорного давления на колонну.

Размер опорных ребер жесткости определяют обычно из расчета на смятие торца ребра при условии, а£1,5×t_r по формуле:

, /3.15/

где F_b – опорная реакция главной балки, определяемая по формуле:

.

По конструктивным соображениям t_r³16мм, b_r³180мм. Очень часто ширина опорного ребра равняется ширине поясных листов на опоре.

Рисунок 3.6 – Расчетное сечение условной стойки опорного ребра

Опорную часть балки проверяют как условную центрально сжатую стойку.

, /3.16/

где ,

Если условие не выполняется необходимо увеличить размеры сечения опорного ребра.

Кроме того, необходимо проверить прочность на срез сварных швов соединяющих опорное ребро и стенку главной балки по формуле.

/3.17/

/3.18/

Опорный лист приваривается к колонне двумя продольными сварными швами. Толщина опорного листа принимается на 15¸20мм больше толщины опорного ребра балки . Ширина опорного листа принимается не менее чем на 40мм больше ширины опорного ребра балки. Высота опорного листа определяется из условия сварного соединения по формулам:

/3.19/

/3.20/

Высота ребра принимается кратно 10мм.

Во избежание смещения опорного ребра главной балки с опорного листа устанавливаются монтажные болты на максимально допустимом расстоянии (8×d), диаметр болтов обычно принимают 20мм.

Приложение А

Таблица – ПА.1

Вид сопротивления	Нормативные значения сопротивления бетона Rb,n и Rbt,n и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй группы Rb,ser и Rbt,ser, МПа, при классе бетона по прочности на сжатие
B10	B15	В20	В25	B30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
Сжатие осевое (призменная прочность) Rb,n, Rb,ser	7,5	11,0	15,0	18,5	22,0	25,5	29,0	32,0	36,0	39,5	43,0
Растяжение осевое Rbt,n, Rbt,ser	0,85	1,1	1,35	1,55	1,75	1,95	2,1	2,25	2,45	2,6	2,75

Таблица – ПА.2

Вид сопротивления	Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb и Rbt МПа, при классе бетона по прочности на сжатие
B10	B15	В20	В25	B30	В35	В40	В45	В50	В55	В60
Сжатие осевое (призменная прочность) Rb	6,0	8,5	11,5	14,5	17,0	19,5	22,0	25,0	27,5	30,0	33,0
Растяжение осевое Rbt	0,56	0,75	0,9	1,05	1,15	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8

Таблица – ПА.3

Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Еb, МПа∙при классе бетона по прочности на сжатие
В10	В15	В20	В25	ВЗО	В35	В40	В45	В50	В55	В60

Таблица – ПА.4

Арматура классов	Расчетные значения сопротивления арматуры для предельных состоянии перкой группы. МПа
растяжению	сжатию Rsc
Продольной Rs	поперечной (хомутов и отогнутых стержней) Rsw
А240
А300
А400
А500			435(400)
В500			415(360)
Примечание - Значения Rsc в скобках используют только при расчете на кратковременное действие нагрузки.

Приложение Б

Таблица ПБ.1 – Сортамент арматуры

Диаметр, мм	Расчетная площадь поперечного сечения см2, при числе стержней	Масса 1м в кг	Наличие сортамента арматуры
										А240	А300	А400	В500
	0,071	0,142	0,213	0,284	0,355	0,426	0,497	0,568	0,639	0,710	0,052				+
	0,126	0,252	0,378	0,504	0,630	0,756	0,882	1,01	1,13	1,26	0,092				+
	0,196	0,392	0,588	0,784	0,980	1,18	1,37	1,57	1,76	1,96	0,144				+
	0,283	0,566	0,849	1,13	1,42	1,70	1,98	2,26	2,55	2,83	0,222	+		+	+
	0,385	0,770	1,16	1,54	1,93	2,31	2,70	3,08	3,47	3,85	0,302	+		+	+
	0,503	1,01	1,51	2,01	2,52	3,02	3,52	4,02	4,53	5,03	0,395	+		+	+
	0,636	1,27	1,91	2,54	3,18	3,82	4,45	5,09	5,72	6,36	0,499	+		+	+
	0,785	1,57	2,36	3,14	3,93	4,71	5,50	6,28	7,07	7,85	0,617	+	+	+	+
	1,13	2,26	3,39	4,52	5,66	6,79	7,92	9,05	10,18	11,31	0,888	+	+	+	+
	1,54	3,08	4,62	6,16	7,70	9,23	10,77	12,31	13,85	15,39	1,208	+	+	+
	2,01	4,02	6,03	8,04	10,06	12,07	14,08	16,09	18,10	20,11	1,578	+	+	+
	2,55	5,09	7,64	10,18	12,73	15,27	17,82	20,36	22,91	25,45	1,998	+	+	+
	3,14	6,28	9,43	12,57	15,71	18,85	21,99	25,14	28,28	31,42	2,466	+	+	+
	3,80	7,60	11,40	15,20	19,01	22,81	26,61	30,41	34,21	38,01	2,984	+	+	+
	4,91	9,82	14,73	19,64	24,55	29,45	34,36	39,27	44,18	49,09	3,853	+	+	+
	6,16	12,32	18,47	24,63	30,79	36,95	43,11	49,26	55,42	61,58	4,834	+	+	+
	8,04	16,09	24,13	32,17	40,22	48,26	56,30	64,34	72,39	80,43	6,313	+	+	+
	10,18	20,36	30,54	40,72	50,90	61,08	71,26	81,44	91,62	101,8	7,99	+	+	+
	12,56	25,12	37,68	50,24	62,80	75,36	87,92	100,5	113,1	125,6	9,87	+	+	+

Приложение В Таблица ПВ.1 – Двутары стальные горячекатаные с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83. Сортамент

Номер профиля

мм

Площадь сечения, см2

Линейная плотность p, кг/м

Справочные величины для осей

h

b

s

t

r

Х-Х

Y-Y

Ix, см4

Wx, см3

Sx, см3

tx, см

Iy, см4

Wy, см3

ty, см

Нормальные двутавры
10Б1			4,1	5,7		10,32	8,1		34,2	19,7	4,07	15,9	5,8	1,24
12Б1 12Б2	117,6		3,8 4,4	5,1 6,3		11,03 13,21	8,7 10,4		43,8 53,0	24,9 30,4	4,83 4,90	22,4 27,7	7,0 8,6	1,42 1,45
14Б1 14Б2	137,4		3,8 4,7	5,6 6,9		13,39 16,43	10,5 12,9		63,3 77,3	35,8 44,2	5,70 5,74	36,4 44,9	10,0 12,3	1,65 1,65
16Б1 16Б2			4,0 5,0	5,9 7,4		16,18 20,09	12,7 15,8		87,8 108,7	49,5 61,9	6,53 6,58	54,4 68,3	13,3 16,6	1,83 1,84
18Б1 18Б2			4,3 5,3	6,5 8,0		19,58 23,96	15,4 18,8		120,1 146,3	67,7 83,2	7,37 7,41	81,9 100,8	18,0 22,2	2,04 2,05
20Б1			5,6	8,5		28,49	22,4		194,3	110,3	8,26	142,3	28,5	2,23
23Б1			5,6	9,0		32,91	25,8		260,5	147,2	9,54	200,3	33,4	2,47
26Б1 26Б2			5,8 6,0	8,5		35,62 39,70	28,0 31,2		312,0 356,6	176,6 201,5	10,63 10,83	245,6 288,8	40,9 48,1	2,63 2,70
30Б1 30Б2			5,8 6,0	8,5 10,0		41,92 46,67	32,9 36,6		427,0 487,8	240,0 273,8	12,29 12,50	390,0 458,6	55,7 65,5	3,05 3,13
35Б1 35Б2			6,2 6,5	8,5 10,0		49,53 55,17	38,9 43,3		581,7 662,2	328,6 373,0	14,25 14,47	529,6 622,9	68,3 80,4	3,27 3,36
40Б1 40Б2			7,0 7,5	9,5 11,5		61,25 69,72	48,1 54,7		803,6 935,7	456,0 529,7	16,03 16,30	714,9 865,0	86,7 104,8	3,42 3,52
45Б1 45Б2			7,8 8,4	11,0 13,0		76,23 85,96	59,8 67,5		1125,8 1291,9	639,5 732,9	18,09 18,32	1073,7 1269,0	119,3 141,0	3,75 3,84
50Б1 50Б2			8,8 9,2	12,0 14,0		92,98 102,80	73,0 80,7		1511,0 1709,0	860,4 970,2	19,99 20,30	1606,0 1873,0	160,6 187,3	4,16 4,27
55Б1 55Б2			9,5 10,0	13,5 15,5		113,37 124,75	89,0 97,9		2051,0 2296,0	1165,0 1302,0	22,16 22,43	2404,0 2760,0	218,6 250,9	4,61 4,70
60Б1 60Б2			10,5 11,0	15,5 17,5		135,26 147,30	106,2 115,6		2655,0 2936,0	1512,0 1669,0	24,13 24,39	3154,0 3561,0	274,3 309,6	4,83 4,92
70Б1 70Б2			12,0 12,5	15,5 18,5		164,70 183,60	129,3 144,2		3645,0	2095,0 2393,0	27,65 28,19	4556,0 5437,0	350,5 418,2	5,26 5,44
80Б1 80Б2			13,5 14,0	17,0 20,5		203,20 226,60	159,5 177,9			2917,0 3343,0	31,33 32,01	6244,0 7527,0	446,0 537,6	5,54 5,76
90Б1 90Б2			15,0 15,5	18,5 22,0		247,10 272,40	194,0 213,8			3954,0 4480,0	35,09 35,80	8365,0 9943,0	557,6 662,8	5,82 6,04
100Б1 100Б2 100Б3 100Б4			16,0 17,0 18,0 19,5	21,0 25,0 29,0 32,5		293,82 328,90 364,00 400,60	230,6 258,2 285,7 314,5			5234,0 5980,0 6736,0 7470,0	38,96 39,62 40,18 40,45	11520,0 13710,0 15900,0 17830,0	719,9 856,9 993,9 1114,3	6,26 6,46 6,61 6,67
Широкополочные двутавры
20Ш1			6,0	9,0		38,95	30,6				8,26		67,6	3,61
23Ш1			6,5	10,0		46,08	36,2				9,62		80,2	3,67
26Ш1 26Ш2			7,0 7,5	10,0 12,0		54,37 62,73	42,7 49,2				10,70 10,88		108,2 129,8	4,23 4,31
30Ш1 30Ш2 30Ш3			8,0 8,5 9,0	11,0 13,0 15,0		68,31 77,65 87,00	53,6 61,0 68,3				12,34 12,53 12,70		147,0 173,7 200,4	4,64 4,73 4,80
35O1 35Ш2 35Ш3			9,5 10,0 10,5	12,5 14,0 16,0		96,67 104,74 116,30	75,1 82,2 91,30				14,38 14,52 14,70			5,84 5,90 5,99
40Ш1 40Ш2 40Ш3			9,5 11,5 12,5	14,0 16,0 18,0		122,40 141,60 157,20	96,1 11,1,1 123,4				16,76 16,75 16,87			7,18 7,14 7,18
50Ш1 50Ш2 50Ш3 50Ш4			11,0 14,5 15,5 16,5	15,0 17,5 20,5 23,5		145,70 176,60 199,20 221,70	114, 138,7 156,4 174,1				20,45 20,26 20,56 20,82			6,81 6,69 6,81 6,92
60Ш1 60Ш2 60ШЗ 60Д14			12,0 16,0 18,0 20,0	17,0 20,5 24,5 28,5		181,10 225,30 261,80 298,34	142,1 176,9 234,2				24,35 24,19 24,48 24,73			7,17 7,06 7,16 7,23
70Ш1 70Ш2 70ШЗ 70Ш4 70Ш5			13,5 15,0 18,0 20,5 23,0	19,0 23,0 27,5 31,5 36,5		216,40 251,70 299,80 341,60 389,7	169,9 197,6 235,4 305,9				28,19 28,58 28,72 28,85 29,13		l079	6,93 7,07 7,09 7,11 7,17
Колонные двутавры
20K1 20K2			6,5 7,0	10,0 11,5		52,82 59,70	41,5 46,9				8,50 8,61			5,03 5,07
23K1 23K2			7,0 8,0	10,5 12,0		66,51 75,77	52,2 59,5				9,95 10,02			6,03 6,04
26K1 26K2 26K3			8,0 9,0 10,0	12,0 13,5 15,5		83,08 93,19 105,90	65,2 73,2 83,1				11,14 11,21 11,32			6,51 6,52 6,55
30K1 30K2 30К3			9,0 10,0 11,5	13,5 15,5 17,5		108,00 122,70 138,72	84,8 96,3 108,9				12,95 13,06 13,12			7,50 7,54 7,54
35К1 35К2 3SK3			10,0 11,0 13,0	15,0 17,5 20,0		139,70 160,40 184,10	109,7 125,9 144,5				15,04 15,21 15,28			8,76 8,83 8,81
40К1 40К2 40K3 40К4 40К5			11,0 13,0 16,0 19,0 23,0	16,5 20,0 24,5 29,5 35,5		175,80 210,96 257,30 308,60 371,00	138,0 165,6 202,3 242,2 291,2				17,26 17,44 17,62 17,85 18,10			10,00 10,06 10,07 10,10 10,11

Приложение Г

Коэффициенты j продольного изгиба центрально сжатых элементов при расчетном сопротивлении стали

R_y=220МПа

Гибкость
	0,935	0,932	0,928	0,925	0,921	0,918	0,914	0,911	0,907	0,903
	0,900	0,896	0,892	0,888	0,884	0,880	0,876	0,872	0,868	0,864
	0,860	0,856	0,851	0,847	0,843	0,838	0,834	0,829	0,825	0,820
	0,816	0,811	0,806	0,802	0,797	0,792	0,787	0,783	0,778	0,773
	0,768	0,763	0,758	0,753	0,748	0,743	0,737	0,732	0,727	0,722
	0,710	0,703	0,695	0,688	0,680	0,673	0,666	0,659	0,652	0,645
	0,637	0,630	0,624	0,617	0,610	0,603	0,596	0,589	0,583	0,576
	0,570	0,563	0,557	0,550	0,544	0,537	0,531	0,525	0,519	0,512
	0,506	0,500	0,494	0,488	0,482	0,476	0,471	0,465	0,459	0,453
	0,448	0,442	0,436	0,431	0,425	0,420	0,415	0,409	0,404	0,399
	0,394	0,388	0,383	0,378	0,373	0,368	0,363	0,358	0,354	0,349
	0,342	0,337	0,333	0,328	0,324	0,320	0,315	0,311	0,307	0,304
	0,300	0,296	0,292	0,289	0,285	0,282	0,278	0,275	0,272	0,268

R_y=240МПа

Гибкость
	0,931	0,928	0,924	0,920	0,917	0,913	0,909	0,906	0,902	0,898
	0,894	0,890	0,886	0,882	0,878	0,873	0,869	0,865	0,860	0,856
	0,852	0,847	0,843	0,838	0,833	0,829	0,824	0,819	0,815	0,810
	0,805	0,800	0,795	0,790	0,785	0,780	0,775	0,770	0,765	0,759
	0,754	0,749	0,744	0,738	0,733	0,727	0,722	0,716	0,711	0,705
	0,686	0,678	0,670	0,663	0,655	0,648	0,641	0,633	0,626	0,619
	0,612	0,604	0,597	0,590	0,583	0,576	0,569	0,563	0,556	0,549
	0,542	0,536	0,529	0,523	0,516	0,510	0,503	0,497	0,491	0,484
	0,478	0,472	0,466	0,460	0,454	0,448	0,442	0,436	0,430	0,425
	0,419	0,413	0,408	0,402	0,396	0,391	0,386	0,380	0,375	0,370
	0,364	0,359	0,354	0,349	0,344	0,339	0,334	0,329	0,324	0,320
	0,315	0,310	0,306	0,302	0,298	0,294	0,291	0,287	0,283	0,280
	0,276	0,273	0,269	0,266	0,263	0,259	0,256	0,253	0,250	0,247

R_y=260МПа

Гибкость
	0,927	0,924	0,920	0,916	0,912	0,908	0,905	0,901	0,896	0,892
	0,888	0,884	0,880	0,875	0,871	0,867	0,862	0,858	0,853	0,848
	0,844	0,839	0,834	0,829	0,825	0,820	0,815	0,810	0,805	0,800
	0,795	0,789	0,784	0,779	0,774	0,768	0,763	0,758	0,752	0,747
	0,741	0,736	0,730	0,724	0,719	0,713	0,707	0,701	0,695	0,690
	0,663	0,655	0,647	0,640	0,632	0,624	0,617	0,609	0,602	0,595
	0,587	0,580	0,573	0,566	0,559	0,551	0,544	0,538	0,531	0,524
	0,517	0,510	0,504	0,497	0,490	0,484	0,477	0,471	0,464	0,458
	0,452	0,446	0,439	0,433	0,427	0,421	0,415	0,409	0,403	0,398
	0,392	0,386	0,380	0,375	0,369	0,364	0,358	0,353	0,348	0,342
	0,337	0,332	0,327	0,322	0,317	0,312	0,307	0,302	0,297	0,292
	0,292	0,288	0,284	0,280	0,276	0,273	0,269	0,266	0,263	0,259
	0,256	0,253	0,250	0,247	0,244	0,241	0,238	0,235	0,232	0,229

R_y=280МПа

Гибкость
	0,924	0,920	0,916	0,912	0,908	0,904	0,900	0,896	0,891	0,887
	0,883	0,878	0,874	0,869	0,865	0,860	0,855	0,851	0,846	0,841
	0,836	0,831	0,826	0,821	0,816	0,811	0,806	0,801	0,795	0,790
	0,785	0,779	0,774	0,768	0,763	0,757	0,751	0,746	0,740	0,734
	0,729	0,723	0,717	0,711	0,705	0,699	0,693	0,687	0,681	0,675
	0,641	0,633	0,626	0,618	0,610	0,602	0,595	0,587	0,579	0,572
	0,564	0,557	0,550	0,542	0,535	0,528	0,521	0,514	0,507	0,500
	0,493	0,486	0,479	0,473	0,466	0,459	0,453	0,446	0,440	0,433
	0,427	0,421	0,414	0,408	0,402	0,396	0,390	0,384	0,378	0,372
	0,366	0,361	0,355	0,349	0,344	0,338	0,333	0,327	0,322	0,316
	0,311	0,306	0,301	0,296	0,291	0,286	0,281	0,276	0,271	0,266
	0,272	0,268	0,265	0,261	0,258	0,254	0,251	0,248	0,245	0,242
	0,239	0,236	0,233	0,230	0,227	0,225	0,222	0,219	0,217	0,214

R_y=320МПа

Гибкость
	0,917	0,913	0,909	0,904	0,900	0,896	0,891	0,887	0,882	0,877
	0,873	0,868	0,863	0,858	0,853	0,848	0,843	0,838	0,832	0,827
	0,822	0,816	0,811	0,806	0,800	0,794	0,789	0,783	0,777	0,772
	0,766	0,760	0,754	0,748	0,742	0,736	0,730	0,724	0,717	0,711
	0,705	0,698	0,692	0,686	0,679	0,673	0,666	0,659	0,653	0,646
	0,602	0,594	0,585	0,577	0,569	0,561	0,553	0,545	0,538	0,530
	0,522	0,515	0,507	0,499	0,492	0,485	0,477	0,470	0,463	0,456
	0,448	0,441	0,434	0,427	0,421	0,414	0,407	0,400	0,394	0,387
	0,381	0,374	0,368	0,361	0,355	0,349	0,343	0,337	0,331	0,325
	0,319	0,313	0,307	0,301	0,296	0,290	0,284	0,279	0,273	0,268
	0,263	0,257	0,252	0,247	0,242	0,237	0,232	0,227	0,222	0,217
	0,240	0,237	0,233	0,230	0,227	0,224	0,222	0,219	0,216	0,213
	0,211	0,208	0,206	0,203	0,201	0,198	0,196	0,193	0,191	0,189

Приложение Д

Список литературы

1. ГОСТ 380-94. Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. М., 1994.

2. ГОСТ 19281-89*. Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия. М., 1989.

3. ГОСТ 27772-88*. Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. М., 1988.

4. СНиП II-23-81*. Строительные нормы и правила. Стальные конструкции. М., 1991.

5. СП 53-102-2004. Свод правил по проектированию и строительству. Общие правила проектирования стальных конструкций. М., 2005.

6. ГОСТ 27751-88*. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. М., 1988.

7. СНиП 2.01.07-85*. Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия. М., 1996.

8. ГОСТ 26020-83. Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. М., 1983.