ЖЕСТКИЙ УЗЕЛ СОПРЯЖЕНИЯ БАЛКИ С КРАЙНЕЙ КОЛОННОЙ В СТАЛЬНОМ КАРКАСЕ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ НА НАКЛАДКАХ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к жестким узлам сопряжения балки с колонной стальных каркасов многоэтажных зданий и может быть использована 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 Е04В 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 усовершенствованный узел жесткого сопряжения балки с крайней колонной в стальном каркасе многоэтажного здания [Патент на полезную модель №153967, опубл. 10.08.2015 Бюл. №22, МПК Е04В 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, одним концом затяжка закреплена на верхнем поясе балки при помощи анкерного упора, другим концом затяжка крепится к вертикальной пластине, расположенной между полками колонны и приваренной к стенке колонны и горизонтальным ребрам жесткости колонны.
Недостатками прототипа являются: большой расход стали на фланцы, необходимость в применении для фланцев дорогостоящей стали марки С345-3 и выше, с гарантированными механическими характеристиками в направлении толщины проката, высокая точность изготовления конструкций, а также большая высота железобетонного перекрытия, требуемая из условий размещения высокопрочной затяжки в теле перекрытия и размещения верхнего ряда болтов фланцевого соединения.
Задачей заявляемой полезной модели является уменьшение расхода дорогостоящей стали с гарантированными механическими характеристиками в направлении толщины проката, а также уменьшение высоты железобетонного перекрытия, что ведет к уменьшению расхода бетона, за счет сопряжения ригеля с колонной при помощи накладок.
Поставленная задача решается тем, что при сопряжении стальной балки и стальной колонны балка крепится к колонне, 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, высокопрочная затяжка одним концом крепится к анкерному упору, установленному на верхнем поясе ригеля, а другим концом крепится к вертикальной пластине, расположенной между полками колонны и приваренной к стенке колонны и ребрам жесткости колонны, согласно полезной модели крепление балки к колонне осуществляется с помощью двух горизонтальных накладок, приваренных к верхней и нижней полкам балки и полке колонны, и одной вертикальной накладки, приваренной к полке колонны и стенке балки. В результате крепления балки к колонне при помощи накладок уменьшается расход стали с гарантированными механическими характеристиками в направлении толщины проката на фланцы, а также высота железобетонного перекрытия.
На фиг. 1, 2, 3 показан узел жесткого 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 крепится с помощью вертикальной накладки 6, и горизонтальных накладок 11, 12, приваренных к полке колонны сварными швами. Балка 1 при монтаже крепится к накладке 6 с помощью временных болтов 7. Колонна 2 в месте расположения поясов балки усиливается поперечными ребрами жесткости 8 и диагональным ребром 9. (Фиг.1, 2, 3).