[JollyVolly]

Всем здравствуйте! Выполняю дипломный проект и необходимо законструировать узел примыкания металлической колонны и железобетонного перекрытия в высотном здании. Решений для труб не нашел ни на форуме, ни в интернете. Сделал свой узел по примерам двутавровых сечений. Не могли бы вы оценить узел и предложить другие варианты, если таковые имеются. Заранее, спасибо за ответы!

[Builder0001]

Не могли бы вы выложить свои расчеты, ну и эскизы других вариантов

Не подумайте , что я зануда, просто, если делать какой-то вывод, он должен быть чем-то обоснован. Изложите все сомнения , доводы за и против, далее поговорим
Ну было бы хорошо, если бы оформили узел , у вас там непонятно что и где и почему

[nickname2019]

Ж.б. плиту нужно опирать на площадку - т.е. фланец нужно опустить, сделать под фланец ребра. К колонне в уровне верхней арматуры плиты приварить выпуски.

[Builder0001]

Почему?
расчет и подсчет

----- добавлено через ~14 мин. -----

Сообщение от nickname2019 Ж.б. плиту нужно опирать на площадку - т.е. фланец нужно опустить, сделать под фланец ребра. К колонне в уровне верхней арматуры плиты приварить выпуски.

Почему?

[JollyVolly]

Сообщение от Builder0001 Не могли бы вы выложить свои расчеты, ну и эскизы других вариантов

Расчетов конкретных по узлу не делал, пока рассматривал вопрос возможности констуирования такого узла, и, честно сказать, какие расчеты в данном случае нужны, я не знаю. Понимаю, как рассчитывать на продавливание при определенном узле, но как рассчитать сам узел я не знаю. Узлы от которых отталкивался прикладываю.

Сообщение от Builder0001 Изложите все сомнения , доводы за и против

Сообщение от nickname2019 Ж.б. плиту нужно опирать на площадку - т.е. фланец нужно опустить.

Сам фланец я не рассматривал как площадку для опирания. Принял такое соединение т.к. его проще осуществить на строительной площадке. Подразумевал, что поперечную силу будет воспринимать крестовина из швеллеров (по типу жесткой арматуры). Сама крестовина приваривается к колонне, а арматурные стержни к фланцу.

[Builder0001]

Поперечку вы думаете держать дополнительными профилям , а момент?
Арматуру наверное надо будет варить к колонне? Тут возможно возникнут огромные проблемы
На первой картинке на виде спереди у вас, если я не ошибаюсь, показана приваренная пластина , в которую потом вставляется ребро, в разрезе ее не видно?

[JollyVolly]

Сообщение от Builder0001 Поперечку вы думаете держать дополнительными профилям , а момент?

Восприятие опорного момента обеспечивается арматурными стержнями, приваренными к фланцу.

Сообщение от Builder0001 На первой картинке на виде спереди у вас, если я не ошибаюсь, показана приваренная пластина , в которую потом вставляется ребро, в разрезе ее не видно?

Узлы не мои. И честно сказать, не понимаю в чём вопрос? На чертеже вроде все указано и понятно.

[Builder0001]

Сообщение от JollyVolly На чертеже вроде все указано и понятно.

Спс , разобрался, хотя возможно , мы еще вернемся к этому вопросу, оценивая поперечку

Сообщение от JollyVolly Восприятие опорного момента обеспечивается арматурными стержнями, приваренными к фланцу.

А как вы собираетесь варить арматуру к фланцу ?

----- добавлено через ~3 мин. -----
методы сварки арматуры ограничены Гостами

----- добавлено через ~25 мин. -----
Если я вас правильно понял , вы желаете создать серийный узел , ?

[JollyVolly]

Сообщение от Builder0001 А как вы собираетесь варить арматуру к фланцу ?

Сообщение от Builder0001 методы сварки арматуры ограничены Гостами

Это не моя идея. В приложенных мной решениях узлов в 5 сообщении применяется данный вариант. Как уже было написано выше, я сделал приблизительный узел на основе имеющихся чертежей.

Сообщение от Builder0001 Если я вас правильно понял , вы желаете создать серийный узел , ?

Нет. Я выполняю дипломный проект. Необходим узел сопряжения металл. колонны (трубы) и монолитного безбалочного перекрытия. В интернете я ничего найти не смог, хотя данные варианты (металл. колонна + мон.жб.перекр.) применяются. Это все я уже писал выше. Применить Ansys или Abaqus для решения задачи не могу ввиду незнания этих комплексов. Поэтому и обратился за помощью.

[Builder0001]

У вас ведь узел в равновесии, выложите его расчет , обоснуйте сварку, у вас не должно быть проблем

----- добавлено через ~4 мин. -----

Сообщение от JollyVolly Применить Ansys или Abaqus

Я бы на вашем месте провел бы расчет в Scad или LIra
выше указанные программы подходят больше " Ansys или Abaqus " машино или самолетосроителям (что не должно существовать, другая тема )
Я бы обошел сварку ведением более чем нужного сечения, ну в запас в 2 или 3

актуальность - пристройка

[JollyVolly]

Сообщение от Builder0001 У вас ведь узел в равновесии, выложите его расчет , обоснуйте сварку, у вас не должно быть проблем

Не знаю как применить условие равновесия к данному варианту узла, и как от этого будут зависеть усилия в крестовине, арматуре у фланца и других элементах.

Сообщение от Builder0001 Я бы на вашем месте провел бы расчет в Scad или LIra выше указанные программы подходят больше " Ansys или Abaqus " машино или самолетосроителям (что не должно существовать, другая тема )

Не представляю как в Scad вы бы выполнили построение данной модели, чтобы учесть совместную работу бетона и металл колонны. Лира тоже не передовик в плане объемных конечных элементов. Ansys и Abaqus как раз таки позволяют решать такие задачи, но к сожалению я не владею ими. При всем уважении, как я понимаю, вы осведомлены в данной теме и вопросе не больше моего, а уже пытаетесь давать советы.

Сообщение от Builder0001 Я бы обошел сварку ведением более чем нужного сечения, ну в запас в 2 или 3

Введением большего сечения чего? Вопрос стоит о конструкции узла. О возможности осуществления данного варианта и о его грамотности.

[Builder0001]

Сообщение от JollyVolly Не знаю как применить условие равновесия к данному варианту узла

Вы смеетесь ?
С чего вы взяли , что у вас какой-то супер пупер узел?

[JollyVolly]

Сообщение от Builder0001 Вы смеетесь ?

Хорошо. Вы можете предоставить методику расчета такого вида узлов? За весь наш диалог Вы не предложили ни одного варианта конструкции таких узлов, и я даже не понимаю смысла половины ваших сообщений (в плане принадлежности к теме). Как определить напряжения в крестовине, сварных швах и других элементах при совместной работе металла и бетона узла я не знаю. Только могу произвести расчет без учета работы бетона. Если у вас есть какие-то конкретные мысли, то я готов их выслушать, а предложения по расчету этого узла в конечноэлементных комплексах мне никак не помогут, т.к. если бы я ими владел - вопроса бы не возникало.

Сообщение от Builder0001 С чего вы взяли , что у вас какой-то супер пупер узел?

Я этого и не говорил. Я объяснил с самого начала, что не могу найти типовых таких узлов. Собрал свой по примерам и попросил оценить и подсказать, что можно поправить, т.к. я студент и сталкиваюсь с этим первый раз.

[Builder0001]

Да без проблем

----- добавлено через 42 сек. -----
У вас есть усилия , расчитывайте узел на усилия

----- добавлено через ~2 мин. -----
скиньте усилия , подсчитаем вам узел (схему узла не забудьте)

[JollyVolly]

Сообщение от Builder0001 У вас есть усилия , расчитывайте узел на усилия

Каким образом? Пока ваш ответ: у тебя есть усилия - так возьми и посчитай. Я понимаю как конструируется и рассчитывается узел жб колонна - жб перекрытие. На металл аналогию перевести не могу.

[Builder0001]

Схему узла с усилиями , подсчитаем вместе , у вас простой узел
Мы имеем достаточно формул и методик для его оценки

[JollyVolly]

Сообщение от Builder0001 Схему узла с усилиями , подсчитаем вместе , у вас простой узел Мы имеем достаточно формул и методик для его оценки

На данный момент я хотел получить приблизительную оценку своего узла. Возможен ли мой вариант или есть существенные недостатки. Что Вы подразумеваете под схемой узла? Если за расчетную схему взять пересечение стержней (жесткий узел), то сжимающие усилия в колонне N=40 т, а по ригелю в узел приходят по 25 тм момента.

[Бахил]

Швеллеры явно лишние.
Посмотри серию Куб-2.

[Leporello]

Недостатком вашего узла является то, что нижняя арматура не заведена на опору, т.к. для неё нет никакой опоры. Нарушено требование п. 10.3.10 СП 63.13330.2012. В представленных примерах в #5 эта проблема решена за счёт закладных пластин, к которым приваривается нижняя арматура.
Других принципиальных недостатков у узла не вижу.
Изменения узла могут потребоваться в зависимости от величины усилий, если такая его конструкция не позволит обеспечить соответствие требованиям расчёта.

[JollyVolly]

Сообщение от Бахил Швеллеры явно лишние.

Швеллеры взял по учебнику. Рисунок 1 прикладываю.

Сообщение от Бахил Посмотри серию Куб-2.

Спасибо за совет. Посмотрел. Нашел узлы (рисунок 2 прикладываю). На их основании попробовал свой законструировать (рисунок 3 прикладываю). Не могли бы вы оценить и высказать свои замечания? Заранее спасибо.

----- добавлено через ~8 мин. -----

Сообщение от Leporello Недостатком вашего узла является то, что нижняя арматура не заведена на опору, т.к. для неё нет никакой опоры.

Спасибо за оценку! Предполагал, что нижние стержни будут привариваться к швеллерам (по примеру тех же узлов в комментарии №5).

[boris_r]

Сообщение от JollyVolly в высотном здании. Решений для труб не нашел ни на форуме, ни в интернете. Сделал свой узел по примерам двутавровых сечений.

На мой взгляд, какая то уж больно хлипкая колонна для высотного здания, а почему вы выбрали трубу?
И еще, стык между ярусами обычно делают в 1-1.5 метра над уровнем этажа, в вашем случае нужно смонтировать конструкции следующего яруса и только потом можно заливать предыдущий.

[JollyVolly]

Сообщение от boris_r На мой взгляд, какая то уж больно хлипкая колонна для высотного здания, а почему вы выбрали трубу?

По расчету в SCAD колонны проходят с запасом. Конструкции здания взял на основании существующего.

Сообщение от boris_r в вашем случае нужно смонтировать конструкции следующего яруса и только потом можно заливать предыдущий.

Так и планирую прописать в ППР для диплома. Не хотелось бы, чтобы стык был "на виду". Все равно придется делать опорные крестовины или обичайки - поэтому решил стык поместить туда же.

[Бахил]

Фланец лучше вынести за пределы узла.
Сопряжение колонны с плитой принять шарнирным.

[Leporello]

Сообщение от JollyVolly Предполагал, что нижние стержни будут привариваться к швеллерам (по примеру тех же узлов в комментарии №5).

Если арматура проходит под швеллерами, то приварить её не удастся, т.к. будет мешать опалубка (к тому же потолочный шов не самое хорошее решение для этого соединения).
Если нижнюю арматуру приваривать сверху нижней полки, то потребуется либо «задрать» арматуру, либо опустить швеллер. И даже в этом случае, например, для d16 вам потребуется по ГОСТ не менее 72 мм шва, и достаточное место есть у швеллеров от №24, а для вашей 300 мм плиты это на пределе. Обычно такие нюансы и портят компоновку узла.
Прорисуйте этой узел 1:1 с принятыми элементами. Если всё влезет, и технологически будет выполнимо (есть возможность подлезть для приварки), то для диплома такое решение можно считать допустимым.

[JollyVolly]

Сообщение от Leporello Если арматура проходит под швеллерами, то приварить её не удастся, т.к. будет мешать опалубка (к тому же потолочный шов не самое хорошее решение для этого соединения). Если нижнюю арматуру приваривать сверху нижней полки, то потребуется либо «задрать» арматуру, либо опустить швеллер. И даже в этом случае, например, для d16 вам потребуется по ГОСТ не менее 72 мм шва, и достаточное место есть у швеллеров от №24, а для вашей 300 мм плиты это на пределе. Обычно такие нюансы и портят компоновку узла. Прорисуйте этой узел 1:1 с принятыми элементами. Если всё влезет, и технологически будет выполнимо (есть возможность подлезть для приварки), то для диплома такое решение можно считать допустимым.

Спасибо за совет! Согласен. Данный вариант не получится осуществить. Не могли бы вы оценить возможность другого узла (прикладываю)? (Стержни попадающие на колонну привариваются с отгибом к обичайке). Все же необходимо выносить фланец, как советовал Бахил ранее? Если этот вариант не корректен - буду выносить фланец и варить к колонне фартук либо из тех же швеллеров (с учетом ваших замечаний), либо из листовой стали.

[Leporello]

Сообщение от JollyVolly Не могли бы вы оценить возможность другого узла (прикладываю)?

Не ясна роль т.н. «обичайки». Какую функцию она выполняет?

Всё тот же вопрос с заведением на опору нижнего армирования. Даже если в обечайке делаются отверстия для арматуры, то это нельзя считать полноценным опиранием.

Также при отсутствии «скрытой капители» из швеллеров возникает вопрос продавливания. В этом узле вообще отсутствуют элементы, которые можно считать опорой плиты.

Сообщение от JollyVolly Все же необходимо выносить фланец, как советовал Бахил ранее?

У наличия фланца тут больше минусов чем плюсов:
- пересечение технологических процессов (бетонирования и монтажа колонн), о котором выше писал boris_r;
- необходимость строительного контроля соединения колонн до бетонирования плиты;
- возможные проблемы с уплотнением бетонной смеси в опорной зоне колонны;
- трудности при плановом техническом обслуживании (проверка болтовых соединений с контролируемым моментом затяжки);
+ красиво, когда громоздкий фланец скрыт.

Я бы выносил это соединение в зону подвесного потолка при его наличии.
Тем не менее необходимости этого выноса в случае выполнения дипломного проекта я не вижу. Нужно лишь быть готовым ответить на вопросы.

[JollyVolly]

Сообщение от Leporello Я бы выносил это соединение в зону подвесного потолка при его наличии. Тем не менее необходимости этого выноса в случае выполнения дипломного проекта я не вижу. Нужно лишь быть готовым ответить на вопросы.

Спасибо за ответ!

[Boris_1]

JollyVolly, Тут не нужно ничего выдумывать. Пост №2. Фланец внутри плиты делать не нужно. Ерунда ваш узел.

[boris_r]

Сообщение от JollyVolly По расчету в SCAD колонны проходят с запасом. Конструкции здания взял на основании существующего.

Высотным можно назвать здание высотой хотя бы этажей 18-20, и в нем колонны из такой трубы?
Это типовой узел или какие то верхние этажи?

[eilukha]

Для диплома - рисуйте что хотите, бумага стерпит.
Если для реальности - плохие решения, по одной простой причине - опасное стремление спрятать узел в плиту в ущерб надёжности и ясности работы. Зачем красота, если плита рухнет? Надо делать нормальную консоль с восемью рёбрами снизу плиты.

[JollyVolly]

Сообщение от boris_r Высотным можно назвать здание высотой хотя бы этажей 18-20, и в нем колонны из такой трубы? Это типовой узел или какие то верхние этажи?

Схема каркасно-ствольная. Основной несущий элемент - ядро. Пролеты от ядра до колонн не большие - 6 м. Поэтому колонны вышли небольшого сечения.

Сообщение от eilukha Если для реальности - плохие решения, по одной простой причине - опасное стремление спрятать узел в плиту в ущерб надёжности и ясности работы. Зачем красота, если плита рухнет? Надо делать нормальную консоль с восемью рёбрами снизу плиты.

Спасибо за совет!

[Бахил]

Сообщение от JollyVolly Пролеты от ядра до колонн не большие - 6 м. Поэтому колонны вышли небольшого сечения.

Cразу возникает вопрос: "В чём смысл применения стальных колонн?"
Кроме геморроя с огнестойкостью никаких плюсов.

[JollyVolly]

Сообщение от Бахил Cразу возникает вопрос: "В чём смысл применения стальных колонн?" Кроме геморроя с огнестойкостью никаких плюсов.

Затраты труда много меньше, чем при устройстве жб колонн. Плюс конструкции здания брал по примеру существующего.

[Builder0001]

Сообщение от JollyVolly Затраты труда много меньше

'это еще огромный вопрос, что и где меньше, если у вас не пристройка

[nickname2019]

Монтажники стальных констуркций и железобетонщики - это две разные бригады, разная техника и разный контроль работ (в стали еще и огнезащита нужна - это часто еще одна бригада нужна с отдельными допусками к работам). Т.е. Вы удваиваете затраты на технику, вагончики + простой одной бригады во время работы другой.
Приемка конструкций от одной бригады и передача другой - это тоже тот еще гемморой.
Не нужно совмещать эти два процесса, кроме крайней необходимости или когда большепролетные стальные фермы покрытия (на них огнезащита обычно не делается).

[nick.klochkov]

JollyVolly,
вы не пробовали прибросить все это в мкэ с "дырой" в перекрытии, образованной стволом стойки?
не знаю, но сделал бы так навскидку:
1. консоль - кольцо подкрепленное снизу ребрами, на нем же расположил верхние ребра для крепления продольной арматуры плиты
2. дополнительно установил стержни продольной ар-ры "впритык" к стойке с площадью сечения, равной "перерезанной"
3. фс перенес над перекрытием - удобство монтажа/контроль/демонтаж
4. "выкинул" швеллера за ненадобностью
5. армирование от продавливания - согласно сп (нпр., плоскими каркасами в виде полуколец)

[JollyVolly]

Сообщение от Builder0001 'это еще огромный вопрос, что и где меньше, если у вас не пристройка

Сообщение от nickname2019 Монтажники стальных констуркций и железобетонщики - это две разные бригады, разная техника и разный контроль работ (в стали еще и огнезащита нужна - это часто еще одна бригада нужна с отдельными допусками к работам). Т.е. Вы удваиваете затраты на технику, вагончики + простой одной бригады во время работы другой. Приемка конструкций от одной бригады и передача другой - это тоже тот еще гемморой. Не нужно совмещать эти два процесса, кроме крайней необходимости или когда большепролетные стальные фермы покрытия (на них огнезащита обычно не делается).

Спасибо за информацию! Пока учусь, подбираю решения по учебникам и нормативной литературе и не могу полагаться на свой опыт (которого не имею) при решении таких вопросов. По расчету трудоемкости вариант с металл. колоннами в разы выигрывает у жб варианта. Плюс сечения колонн металл. много меньше жб, и поэтому металл. колонна выглядит намного аккуратнее, по моему мнению.

Сообщение от nick.klochkov вы не пробовали прибросить все это в мкэ с "дырой" в перекрытии, образованной стволом стойки? не знаю, но сделал бы так навскидку: 1. консоль - кольцо подкрепленное снизу ребрами, на нем же расположил верхние ребра для крепления продольной арматуры плиты 2. дополнительно установил стержни продольной ар-ры "впритык" к стойке с площадью сечения, равной "перерезанной" 3. фс перенес над перекрытием - удобство монтажа/контроль/демонтаж 4. "выкинул" швеллера за ненадобностью 5. армирование от продавливания - согласно сп (нпр., плоскими каркасами в виде полуколец)

Спасибо за совет! Обдумывал примерный вариант, но потом наткнулся на несколько книг и во всех были изображена крестовина из швеллеров или стальные воротники, поэтому и пришел к этому варианту.

Сообщение от nick.klochkov консоль - кольцо подкрепленное снизу ребрами, на нем же расположил верхние ребра для крепления продольной арматуры плиты

Не могли бы вы уточнить, в каком уровне вы бы расположили это кольцо? Под перекрытие? (натыкался на примерно такой вариант) или же внутри?

----- добавлено через ~4 мин. -----

Сообщение от nick.klochkov вы не пробовали прибросить все это в мкэ с "дырой" в перекрытии, образованной стволом стойки?

Первоначально собирался хотя бы понять приблизительную конструкцию узла. Из мкэ комплексов владею только SCAD, и по моему мнению, такое он не потянет, либо очень трудновыполнимо.

[nick.klochkov]

Сообщение от JollyVolly в каком уровне вы бы расположили это кольцо? Под перекрытие?

да, конечно, верх кольца - низ перекрытия

Сообщение от JollyVolly ... и по моему мнению, такое он не потянет, либо очень трудновыполнимо.

потянет), и больших трудностей в моделировании как бы и нет

[JollyVolly]

Сообщение от nick.klochkov потянет), и больших трудностей в моделировании как бы и нет

Я не очень понимаю каким образом учесть совместную работу арматуры, бетона и колонны в SCAD. Как я понимаю необходимо моделить объемными КЭ, с чем у SCADа проблемы. Или я Вас не правильно понял?

[Бахил]

Сообщение от JollyVolly Как я понимаю необходимо моделить объемными КЭ

Зачем? Не надо умножать сущности. Считай как обычно - плоской оболочкой с модулем бетона, умноженному на 0,3. На все фокусы с "дырками" забей.

[JollyVolly]

Сообщение от Бахил Зачем?

Я имел ввиду расчет конкретно узла. Я думал речь идет об этом.

Сообщение от Бахил Считай как обычно - плоской оболочкой с модулем бетона, умноженному на 0,3. На все фокусы с "дырками" забей.

При общем расчете здания таким образом и поступал.

[Boris_1]

Сообщение от Бахил умноженному на 0,3.

А может на 0,2 сразу?

[JollyVolly]

Сообщение от Boris_1 А может на 0,2 сразу?

Скорее всего тут имелся ввиду п. 6.2.6 СП 52-103-2007.

[Boris_1]

Сообщение от JollyVolly СП 52-103-2007.

Забыть про него уже нужно и не вспоминать.

[nick.klochkov]

Сообщение от JollyVolly Как я понимаю необходимо моделить объемными КЭ ...

не надо, - пластины, стержни
прилагаю фрагмент, граничные условия условно не заданы, жесткости проверьте
опирание плиты вокруг стойки смоделировано твердыми телами (тт), связи тт только линейные x, y, z (угловые отключены)
фрагмент можно использовать, как шаблон, для "склейки"
смущает сечение стоек для высотки(

[JollyVolly]

Сообщение от nick.klochkov не надо, - пластины, стержни прилагаю фрагмент, граничные условия условно не заданы, жесткости проверьте опирание плиты вокруг стойки смоделировано твердыми телами (тт), связи тт только линейные x, y, z (угловые отключены) фрагмент можно использовать, как шаблон, для "склейки" смущает сечение стоек для высотки(

Точно таким образом и моделировал для общего расчета. Под объемными элементами я имел ввиду расчет узла. С учетом совместной работы арматуры, бетона, фланцев колонны и тд. Еще вопрос по моделированию - каким образом сетку создавали? Поэлементно вблизи узла? Просто у меня при автомат. триангуляции получаются треугольники с очень острыми углами вблизи колонны, на что SCAD ругается.

[nick.klochkov]

JollyVolly,
что по концентрическим - вручную, но там тоже не сложно, сгенерировать узлы по окружности, "сделать" пластины в направлении любого радиуса, затем - "крути/копируй" выделенный фрагмент
все остальное - авто триангуляцией