Конструктивна та розрахункова схеми консолі (консольної балки)
Балка може бути прикріплена до основи за допомогою жорсткого закладення (рис. 4.12,а).Балку, у якої один кінець прикріплений жорстко до основи, а інший вільний, називають консоллю. Багато будівельних конструкцій працюють як консолі: балконні плити, козирки, карнизні плити і т.д.
Така опора з геометричної точки зору характерна тим, що перешкоджає вертикальному, горизонтальному та кутовому переміщення опорного перерізу. З погляду статики така опора характеризується тим, що дає три реактивні фактори (Ум,КА2, ЯА), причому величини реакційУміУА2залежать від глибини закладення /оп. Подамо розрахункову схему консолі у вигляді трьох опорних стрижнів - рис. 4.12,б.У кожному опорному стрижні виникає по одній реакції: ЯА,Розум,КА2. Однак у розрахунках незручно мати справу з реакціямиРозуміУА2,залежними від довжини закладення, тому розрахункову схему частіше представляють за рис. 4.12,в,де пара силУміУк1замінена моментом Л/А, його називають опорним моментом.Таку опору прийнято називати жорстко защемляючим або жорстким закладенням. За розрахунковий проліт /„ консолі приймають відстань від краю закладення до вільного кінця балки.
Затискання будівельних конструкцій на опорах багато в чому визначається глибиною загортання /оп, матеріалом, в який закладається балка, і спеціальними заходами, що забезпечують кріплення (постановка анкерів, зварювання, замонолічування і т.д.). Безумовно, затискання має деяку податливість, величина цієї податливості залежить від низки причин, які важко врахувати. Для більшості балкових конструкцій, що спираються на цегляні стіни на глибину 120-250 мм, дуже важко забезпечити повне затискання на опорах. Тому при спиранні балки безспеціальних пристроїв і за невеликої глибини загортання при розрахунках защемленням нехтують (рис. 4.13,а).Розрахункову схему такої балки приймають за рис. 4.13,б.
Тут були розглянуті лише опори простих балок, з тих самих позицій можна розглянути шарнірні та нерозрізні балки, приділяючи особливу увагу конструктивному оформленню шарнірів або нерозрізності балок, що зустрічаються у будівельній практиці.
Ще раз звернемо увагу на те, що розрахункові схеми повинні відображати дійсні умови роботи споруд та конструкцій з доцільною точністю.
4.2. Колони: конструктивні та розрахункові схеми
Принципи побудови розрахункової схеми балки можна перенести і колони. Не повторюючи правил, наведених для побудови розрахункових схем простих балок та консолей, збудуємо їх для деяких конструктивних схем сталевих, залізобетонних дерев'яних та цегляних колон (стійок, стовпів).
Сталеві колони. Прості сталеві колони, які і будуть розглядатися в підручнику, прикріплюються до фундаментів за допомогою опорних плит (щодо товстих сталевих листів) та анкерних болтів. Вони не забезпечують жорсткого защемлення внизу і мають податливість, тому таке закріплення вважається шарнірним (рис. 4.14).
При необхідності забезпечити жорстке затискання прикріплення колони до фундаменту використовують складнішу конструкцію траверси (рис. 4.15). З малюнка видно, що поворот нижнього перерізу колони чи опорної плити практично виключається.
Балки до колон можуть прикріплюватися як шарнірно, так і жорстко. Приклад шарнірного з'єднання балки з колоною показано на рис. 4.16 при такому кріпленні можливий поворот торцевого перерізу. Приклад жорсткогоз'єднання зображено на рис. 4.17 де балка через опорне ребро передає навантаження на опорний столик колони, а жорстке приєднання балки до колони забезпечується болтами, які виключають поворот перерізів, тобто. роблять вузол жорстким. При цьому слід розуміти, що жорсткість з'єднання балки з колоною залежить не від того, спирається вона зверху або збоку, а від способу з'єднання, що забезпечує або не дозволяє повороту. Опирання балки зверху можна зробити жорстким, а примикання збоку шарнірним (якщо прибрати частину болтів, залишивши їх лише у нижній частині з'єднання).
Залізобетонні колони. Найпоширеніші випадки з'єднання залізобетонних колон з фундаментом наведені нарис. 4.18,а.Колони жорстко зашпаровуються в склянці фундаменту за допомогою монолітного бетону, що дає підставу вважати нижню частину колони жорстко закладеному на рівні обрізу фундаменту. Це справедливо, якщо розміри фундаменту значні і не дають змоги повернутись колоні разом із фундаментом. Якщо розміри фундаменту невеликі, а колона досить потужна, то можливий її поворот разом із фундаментом, що більше відповідає шарнірній опорі (рис. 4.18, б).
Балки або ферми можуть спиратися зверху на колону, у цьому випадку вони кріпляться за допомогою болтів з гайками або за допомогою приварювання заставних деталей монтажними зварними швами. Подібне з'єднання можна вважати шарнірним (рис. 4.19). У багатоповерхових залізобетонних каркасах спирання ригеля виконується на консоль колони, і у разі, коли вжито спеціальних заходів, що виключають поворот опорного перерізу ригеля, вузол кріплення вважається жорстким (рис. 4.20). Якщо кріплення ригелів до консолей колон здійснено просто приварюванням закладних деталей,з'єднання вважається шарнірним.
Для визначення розрахункових довжин залізобетонних колон багатоповерхових будівель слід скористатися вказівками п. 3.25, а одноповерхових – табл. 32 СНіП 2.03.01-84 *.
Цегляні колони. За рідкісним винятком, цегляні колони спираються внизу на фундамент, і на них вільно спираються балки — як правило, без спеціальних пристроїв (анкерів, обойм тощо), а це означає, що обидва кінці колони в такому разі є шарнірними (рис. 4.22).
З вищевикладеного слід, що шарнірне прикріплення колон до конструкцій досягається більш простими прийомами, ніж жорстке. Тому в найпростіших стоєчно-балкових системах воно найпоширеніше. У багатоповерхових, багатопрогонових каркасах жорстке з'єднання конструкцій забезпечує більшу жорсткість будівлі або споруди в цілому, що часто досить важливо і дозволяє раціональніше використовувати матеріали.
| наступна лекція = = gt; | ||
| Конструктивна та розрахункова схеми простої балки | Приклади побудови розрахункових схем |