Существуют различные типы соединений стальных балок, используемых в конструкциях. Соединения стальных балок делятся на две группы: рамные и сидячие соединения.
В рамных соединениях стальных балок балка соединяется с несущим стальным элементом с помощью арматуры, в то время как в случае сидячих соединений балка располагается на сиденье, подобно тому, как балка располагается на каменной кладке стены.
В этой статье рассматриваются различные типы соединений стальных балок.
Различные типы соединений стальной балки с балкой
Соединения стальной балки с балкой
Типы соединений стальных балок
Ниже представлены различные типы соединений балок:
- Болтовые рамные соединения
- Болтовые соединения
- Сварные рамные соединения
- Сварные соединения с седлом
- Соединения с торцевыми пластинами
- Специальные соединения
- Простые, жесткие и полужесткие соединения
Соединения стальных балок с рамой на болтах
В этом типе соединения стальные балки соединяются с несущими элементами, будь то стальные балки или колонны, с помощью уголка соединения полотна, как показано на рисунке 3.
Соединение стальной балки с рамой на болтах
Как правило, соединение проектируется на основе нагрузок на конце балки. При проектировании соединения необходимо учитывать прочность, тип и размер крепежа и прочность материалов основания.
Минимальная длина угла соединения должна составлять не менее половины глубины чистого полотна балки. Эта мера задается для обеспечения достаточной жесткости и устойчивости.
Существуют различные стандартные размеры болтовых рамных соединений вместе с их пропускной способностью, предусмотренные нормами. Цель такого стандартизированного соединения – увеличить скорость проектирования.
Рекомендуется использовать минимальное соединение, достаточное для выдерживания приложенной нагрузки, чтобы сделать конструкцию как можно более экономичной.
Соединение стальной балки с болтовым седлом
Существует два основных типа болтовых соединений, включая нежесткие болтовые соединения с седлом и жесткие болтовые соединения с седлом, как показано на рис. 4 и рис. 5.
Нежесткое болтовое соединение
Жесткое болтовое сидячее соединение
Если реакции на конце балки велики, то рекомендуется использовать жесткие седловые соединения, так как они обладают достаточной способностью противостоять большим силам, в то время как способность нежесткого седлового соединения ограничена из-за ограниченной способности к изгибу угловой ножки седла, которая торчит горизонтально.
Наиболее важным преимуществом соединения с седлом является то, что балка может быть изготовлена экономично, а седло обеспечит немедленную поддержку во время возведения.
Функция верхнего угла, используемого в седельном соединении, заключается в предотвращении случайных поворотов балки.
Стоит отметить, что этот тип соединения не требует значительной детализации в цехе. Болтовые соединения предпочтительны с точки зрения экологии, поскольку конструкцию можно разобрать, а элементы использовать в других проектах. Кроме того, болтовые соединения можно легко возводить.
Соединение стальной балки со сварной рамой
Как и два других типа балочных соединений, сварные рамные соединения различных размеров и мощностей доступны и предусмотрены нормами.
Сварной шов соединения подвергается прямому напряжению сдвига и напряжению, вызванному нагрузками на балку, которые влияют на форму сварного шва. Поэтому эти напряжения необходимо учитывать.
Очевидно, что часть сварки выполняется в полевых условиях, что является сложной задачей, поскольку трудно добиться высокого качества сварного шва из-за перемещений стальных элементов, вызванных ветром или другими факторами.
Соединения стальных балок со сварным седлом
Это соединение аналогично соединению “болт в седле”, но для крепления используется сварка, а не болты. Нагрузки на балку воздействуют на сварной шов эксцентрично и создают напряжение. Поэтому, как и в сварных рамных соединениях, такие напряжения необходимо учитывать.
Типы сварных соединений с седлом включают нежесткое седло и жесткое седло. Первое используется в случае небольших приложенных нагрузок, тогда как второе подходит для больших нагрузок.
Для соединения нижнего фланца балки с седлом рекомендуется использовать болты. Эти болты могут быть удалены или оставлены на месте после окончания процесса сварки. Сварное соединение нежелательно с точки зрения экологии и рабочих. Это связано с тем, что такое соединение не может быть ни демонтировано, ни легко смонтировано.
Соединение стальной балки с торцевой пластиной
Этот тип соединения возможен благодаря использованию сварки. Торцевая пластина соединяется с полотном балки посредством сварного шва, поскольку ее мощность и размер определяются сдвиговой способностью полотна балки, прилегающего к сварному шву.
Нагрузка, приложенная к соединению на конце элемента, не имеет эксцентриситета. Существуют различные типы соединений концевых пластин, включая гибкие, полужесткие и жесткие соединения концевых пластин.
Следует знать, что изготовление и резка балок должны проводиться с особой тщательностью, чтобы избежать ошибок. Например, резка балок по длине должна быть максимально точной.
Наконец, соединения с торцевыми пластинами не подходят для высоких стальных конструкций.
Специальные соединения стальных балок
Этот тип соединений используется в тех случаях, когда расположение элементов конструкции таково, что стандартные соединения не могут быть использованы.
Например, углы пересечения могут отличаться на определенную величину, а также при смещении центров балок относительно центров колонн.
Примерами специальных соединений являются соединения с гнутыми пластинами, с одной полотняной пластиной, с односторонней рамкой, с уравновешенной полотняной пластиной и соединения типа Z.
Способность соединений передавать моменты на колонны зависит от степени фиксации соединений. Чем выше степень фиксации соединения балок, тем больше способность передавать моменты на колонны.
Если соединение предназначено для передачи моментов, то оно должно выдерживать сдвигающие усилия от балки и передавать моменты на колонны.
Читать далее:
Каковы типы каркасных систем из конструкционной стали?
Типы систем перекрытий для многоэтажных стальных конструкций
Строительство стальных рамных конструкций Фундаменты, колонны, балки и перекрытия
Свойства конструкционной стали для проектирования и строительства стальных конструкций
Ссылки:
- Стальные гофрированные полотна в мостовых балках.
- Концепция проектирования высотных зданий из железобетона.
- Строительство фундаментов, колонн, балок и перекрытий стальных каркасных конструкций.
- Как выполнять электродуговую сварку стальных конструкций? [PDF].
- ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ КОМПРЕССИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
- Высотные сооружения.
- Предварительно спроектированные металлические здания – последние тенденции.