УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ УЗЕЛ ЖЕСТКОГО СОПРЯЖЕНИЯ БАЛКИ С КРАЙНЕЙ КОЛОННОЙ В СТАЛЬНОМ КАРКАСЕ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к жестким узлам сопряжения балки с колонной стальных каркасов многоэтажных зданий и может быть использовано при проектировании, строительстве и реконструкции высотных многоэтажных каркасов зданий.
Известен жесткий узел сопряжения балки двутаврового сечения с колонной двутаврового сечения [Стрелецкий Н.С. Металлические конструкции. - Москва 1961, с 647;] при помощи горизонтальных накладок, привариваемых к полке колонны и к полке балке сварными швами. При этом опорный момент раскладывается на пару сил и передается через горизонтальные накладки, а опорная реакция передается через вертикальную пластину, приваренную к полке колонны и к стенке балки сварными швами.
Недостатками вышеуказанного узла является высокая трудоемкость монтажа, необходимость в контроле качества сварных соединений, выполняемых на строительной площадке, а также наличие концентрации напряжений при выполнении сварного шва.
Также известен жесткий узел сопряжения балки двутаврового сечения с колонной двутаврового сечения [а.с. СССР №1728408, опубл. 23.04.1992, МПК E04B 1/38, БИ №15.] включающий горизонтальные ребра жесткости колонны, опорное ребро, прикрепленное к торцу балки и установленное на опорный столик, и соединительные элементы, жестко связанные со стенками колонны и балки высокопрочными болтами; в котором в полке колонны и опорном ребре выполнены продольные прорези, сквозь которые параллельно и симметрично стенке колонны пропущены соединительные элементы.
Недостатками данного узла сопряжения является необходимость точного выполнения прорезей в полке колонны и опорном ребре балки, что повышает трудоемкость выполнения сопряжения, а также уменьшение расчетного сечения колонны и балки, что ведет к ослаблению сопряжения.
Также известен жесткий узел сопряжения балки двутаврового сечения с колонной двутаврового сечения [Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций. - Москва 1989 г.], включающий горизонтальные ребра жесткости колонны, фланец, прикрепленный к стенке колонны на высокопрочных болтах с предварительным напряжением, который опирается на опорную пластину, приваренную к полке колонны.
Недостатком указанного узла является требуемая высокая точность и трудоемкость изготовления и монтажа строительных конструкций, наличие высокопрочных болтов, необходимости контроля усилия предварительного натяжения высокопрочных болтов, а также требуемые характеристики материала фланца в направлении толщины проката.
Наиболее близким по технической сущности является узел жесткого сопряжения балки с колонной в стальном каркасе многоэтажного здания [Патент на полезную модель №146862, опубл. 20.10.2014 Бюл. №29, МПК E04B 1/58] Прототип., содержащий фланец, приваренный к торцу балки, закрепленный к стенке колонны на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением, опирающийся на опорный столик, приваренный к полке колонны, установленные на колонне горизонтальные ребра жесткости в месте примыкания балки к колонне, высокопрочную затяжку из двух или более высокопрочных стержней с предварительным натяжением.
Недостатком прототипа является возникновение в полке колонны местных изгибных напряжений от предварительного напряжения затяжки, следовательно, полка колонны работает на сжатие с изгибом в месте крепления высокопрочной затяжки и имеет большие деформации и как следствие больший расход стали на колонны каркаса.
Задачей заявляемой полезной модели является уменьшение деформации полки колонны, что ведет к уменьшению расхода стали на колонны каркаса, за счет крепления затяжки со стороны колонны к специальному упору.
Поставленная задача решается тем, что при сопряжении стальной балки и стальной колонны фланец крепится к колонне на высокопрочных болтах с предварительным напряжением, при этом фланец опирается на опорный столик, приваренный к полке колонны, в месте примыкания балки на уровне поясов устанавливаются горизонтальные ребра жесткости колонны, по верхнему поясу балки устанавливается высокопрочная затяжка из двух или более стержней с предварительным напряжением, согласно изобретению высокопрочная затяжка крепится к вертикальной пластине, расположенной между полками колонны и приваренной к стенке колонны и ребрам жесткости колонны. В результате установки вертикальной пластины полка колонны не испытывает действие местных изгибающих напряжений от предварительного напряжения затяжки.
На фиг. 1, 2, 3 показан узел шарнирного сопряжения стальной балки двутаврового сечения 1 с колонной двутаврового сечения 2 с применением высокопрочной затяжки 3, состоящей из двух или более предварительно напряженных высокопрочных стержней по верхнему поясу балки. Одним концом затяжка закреплена анкерным упором 4 на верхнем поясе балки, другим концом крепится к вертикальной пластине 13, расположенной между полками колонны и приваренной к стенке и горизонтальным ребрам жесткости колонны. При этом в месте установки анкерного упора в балке устанавливается поперечное ребро жесткости 5. При эксплуатации здания затяжка 3 располагается в монолитном железобетонном перекрытии 10. Стальная балка 1 опирается фланцем 6 на опорный столик 7, приваренный к полке колонны сварными швами. Нижняя поверхность фланца 6 и верхняя поверхность опорного столика 7 строгаются, для равномерной передачи поперечной силы. Фланец балки крепится к полке колонны при помощи одного ряда обычных болтов 12. Колонна 2 в месте расположения поясов балки усиливается поперечными ребрами жесткости 8 и диагональным ребром 9. В проектный зазор между фланцем и полкой колонны устанавливаются металлические прокладки 11 (Фиг. 1, 2, 3).