Жесткое и шарнирное соединение балок
Здравствуйте, друзья, читатели, коллеги! «Лукаринвест» продолжает свою работу для Вас!
На этот раз поговорим о соединении балок. Жестком и шарнирном.
В целом, балки опираются либо на колонны, либо на стены. Зачастую – под прямым углом, хотя существуют варианты косой опоры.
По конструктивному решению соединение бывает шарнирным и жестким. Реализуется посредством сопрягательных узлов. Само же сопряжение делится на опору сверху и боковое примыкание.
Если мы говорим о шарнирном соединении, то оно выполняет только опорную реакцию, а при жёстком соединении происходит еще и опорный момент.
Наиболее распространено именно соединение шарнирного типа. Жесткое – имеет место быть при проектировании многоэтажных строений, их каркасов в частности.
Не зависимо от вида соединения всегда необходимо четко просчитывать такие моменты, как:
1 Вычисление параметров сварных швов, заклепок, а так же болтов при проектировании сопрягательных узлов.
2 Обеспечить максимальную подгонку к опорной поверхности. Наряду с торцами ребер жесткости ( применяются для равномерного распределение нагрузки на опоры) и прочих элементов которые могут сработать на смятие конструкции.
3 Также, не менее целесообразно принимать во внимание опорное защемление в узлах шарнирного типа, а при жестком типе следует учитывать «столик» и «рыбку» (опорные моменты нижнего и верхнего пояса соответственно).
Ниже представлены иллюстрации типов опоры
1 Балки опираются на колонны.
2 Боковое примыкание балок к колоннам.
3 Боковое примыкание при помощи «столика»
4 Пример жесткого сопряжения
В свою очередь, специалисты нашей компании разработают любой необходимый Вам строительный проект в оптимальные сроки и с полным соблюдением всех необходимых норм.
Оставайтесь с нами!
Чтобы заказать проектирование или связаться с нами.
Классификация узлов стальных конструкций
Металлоконструкции в архитектуре » Классификация узлов стальных конструкций
В металлических конструкциях используют различные виды узлов. В общем случае выбор того или иного вида узла прежде всего зависит от действующих усилий и конструктивной схемы примыкания элементов. Кроме того, решение узла при проектировании быстровозводимых зданий определяется типами сечений элементов, которые в нем сходятся, технологическими и экономическими требованиями, а также их архитектурной выразительностью.
С точки зрения конструктивной работы различают в основном два типа соединений – жесткие и шарнирные.
Жесткие узлы стальных конструкций быстровозводимых зданий воспринимают и обеспечивают передачу изгибающего момента между элементами, которые сходятся в узле, не допуская взаимного поворота в защемлении. Такое примыкание придает жесткость всему каркасу здания, позволяя избежать постановки невыгодных с архитектурной точки зрения связей. Кроме того, жесткие узлы позволяют снизить прогибы в самих элементах металлоконструкций. При этом обеспечение жестких узлов при соединении элементов каркасов быстровозводимых зданий значительно повышает требования к качеству изготовления и монтажа конструкций, что тем самым делает их более дорогостоящими. Примерами жестких узлов служат сварные соединения, фрикционные на высокопрочных болтах, с использованием толстых фланцев и другие подобные решения, более подробно рассматриваемые ниже.
Шарнирные узлы выполняют таким образом, чтобы обеспечить возможность передачи только продольных и поперечных усилий, избегая изгибающих моментов. При этом в шарнирных узлах элементов каркасов быстровозводимых зданий допускается поворот между примыкающими элементами. Примерами шарнирных узлов являются соединения элементов типа «ребро-пластина» на обычных болтах, примыкания через торцевые опорные ребра и схожие решения, где в узле возможен поворот сечения. Шарнирные узлы, как правило, просты в изготовлении и монтаже и являются наименее дорогостоящими. Соответственно жесткость каркаса при этом должна быть обеспечена другими средствами – постановкой связей, ядер жесткости и т. д. Реальная работа всех узлов металлических конструкций является в той или иной степени полужесткой, податливой, так как описанные выше — строго шарнирная или строго жесткая схема — являются в известной мере идеализированными, поскольку не учитывают трение, размеры элементов и другие факторы.
Следует также учитывать, что работа узла в плоскости и из плоскости конструкции может быть организована разными способами, в зависимости от конструктивной необходимости.
В каждом конкретном случае проектирование узлов элементов зависит от передаваемых усилий и типоразмеров соединяемых элементов. Однако существуют общие правила организации необходимой конструктивной формы узлов в наиболее частых случаях проектирования, которые описаны ниже. Основное конструктивное требование при проектировании узла в стальных конструкциях связано с равнопрочностью и жесткостью элементов, которые его образуют. В типовом многоэтажном связевом каркасе доля элементов соединений в общей стоимости может составлять 30% и более. Узлы элементов каркасов быстровозводимых зданий стараются также унифицировать в зависимости от области применения. Унификацию проводят исходя из назначения и работы соединений, а также типоразмеров и деталей креплений и элементов металлоконструкций, которые сходятся в узле.
Шарнирное крепление
Шарнирное крепление – это такая конструкция опорного узла в здании или каком-либо механизме, в которой соединяемые части могут перемещаться под действием сил, поворачиваться относительно друг друга без деформаций. В проектной документации шарнир обычно обозначается небольшим кругляшком. Классическим примером такого соединения, встречающимся всем в быту, является дверная петля.
Существуют несколько типов шарниров:
- Простые. Стыкует два элемента.
- Сложные. Крепление объединяет три и более элементов.
- Неподвижные. Точка крепления неподвижна. Поворот осуществляет только стыкуемая деталь.
- Подвижные. Допускается не только вращение стыкуемого объекта, но и самой точки крепления.
Шарнирные узлы используются повсеместно в различных сферах деятельности. В строительстве к шарнирам, например, относят простое размещение балок и плит сверху без заанкеривания арматуры в стену или колонну.
Общие сведения
Как вы уже знаете, соединения бывают подвижные и неподвижные.
Шарнир — это подвижное соединение двух деталей. При таком соединении одна деталь повертывается относительно другой на оси. Оси шарнирных соединений бывают, например, в виде болтов.
Шарнирное соединение рычажных ножниц
Заклепочные шарниры применяют в кусачках, плоскогубцах, циркулях и других. Оси в виде винта используют у ручных ножниц и заклепки у нутромера.
Оси шарнирного соединения
а — ножниц; б — нутромера.
Шарнирное соединение должно удовлетворять определенным требованиям. Перед сборкой убеждаются, что соприкасающиеся (рабочие) поверхности соединяемых деталей гладкие и чистые. Проверяют совпадение центров отверстий в деталях под ось. Детали должны в шарнире соединяться плотно, без перекосов, а двигаться плавно (без рывков) и свободно.
Вопросы
- Что называется шарниром?
- Перечислите предметы, имеющие шарнирное соединение.
- В каком инструменте осью шарнира служит болт? Почему не заклепка?
Припасовка плоского шарнира
Заготовки ножек разметочного циркуля обрабатывают по разметке. Затем размечают шарнирную часть обеих ножек циркуля. На: каждой ножке шарнирной части срезают лишний металл на плоской поверхности, учитывая припуск на подгонку.
Плоские поверхности шарнира заготовок разметочного циркуля
Эту черновую обработку выполняют ножовкой, на фрезерном или строгальном станке. Поверхности, полученные после срезания ножовкой, припасовывают.
Для подгонки шарнирного соединения ножек циркуля устанавливают временную ось (болт) с гайкой. Вращая ножки циркуля относительно оси, определяют места неплотного касания поверхностей шарнира. Выпуклости (блестящие пятна) опиливают и так повторяют до тех пор, пока поверхности не станут ровными и не будет просвета. После подгонки ножки циркуля соединяют постоянной осью — заклепкой — и обрабатывают по разметке.
Вопросы
- Как определить места неплотного прилегания поверхностей шарнира?
- Когда можно устанавливать шарнирное соединение на постоянную ось?
«Слесарное дело», И.Г.Спиридонов,
Г.П.Буфетов, В.Г.Копелевич