Строительные решения / Устройство опорного столика балки на существующей колонне  

Здравствуйте. Необходима критика узла устройства опорного столика балки на существующей колонне.
Есть существующее пром.здание, планируется рядом пристроить склад пролетом 13м с опиранием несущих балок на существующие колонны.
Максимально возможная нагрузка на опорный столик от балки это снег+сэндвич-панели+собственный вес металла 10,2т
(6,5х6х120х1,6=7,5т - нагрузка от снега; 6,5х6х40х1,2=1,9т - от сэндвич-панелей; ну и собственный вес металла 0,8т, итого имеем нагрузку 10,2т).
Принцип узла такой:
Просверливаем 4 отверстия Ф20мм и вставляем 4 шпильки Ф20мм. Так же по бокам колонны используем стяжные шпильки. Сверление производится алмазными сверлами.
Шпильки из стали марки 40Х "Селект". Если 2 верхних болта считать на растяжение, срез и т.п. то будем иметь огромнейший запас.
Существующие колонны армированы 4 стержнями  диаметром 20мм.  Бетон колонны С20/25
Многие думаю посоветуют сделать обойму колонны из уголков и на неё навесить столик, но это исключено.

Думаю так нельзя.
Будет большая концентрация напряжений в бетоне.
Бетон вокруг анкерных болтов даст трещины и развалится.

Был ещё вариант сделать 1 в 1 согласно альбома по усилению. Но как-то не хочется оголять арматуру, отбивая кусок колонны. Да и непонятно как они заварятся к арматуре в итоге.
А тут шпильки насквозь, закрутили, обжали как бы проще и надежней.

А вот это дело. Смысл в том, что силовые потоки с опорного столика сразу переходят в рабочую арматуру.
Вариант надежный.

А в первом варианте будет нехорошо.
Думаю будет как на рисунке.

Деформационные швы хде?
Разграничить - существующее и проектируемое .....
ТС - в школу, помощника туда же ......

Можно сделать и с приваркой столика к арматуре - самый проверенный надежный вариант.
Можно сделать и с болтами. Я так делал на 24тс в свое время, правда количество и диаметр болтов уже не помню. Конструкция работает успешно.
Как выше сказал Классик - надо посчитать бетон под болтом на смятие. При болтах М20 думаю смело можете брать по 12кН на болт, реально будет больше. Только надо чтобы резьбовой части шпильки в бетон не заходило.
Сама конструкция швеллера под опорное ребро балки у вас неправильная, надо пластину крепить шпильками к колонне, а к пластине уже варить обычный опорный лист.
Если он шарнирно примыкает, существующие конструкции тоже шарнирно опираются на колонну и существующие конструкции проходят, то зачем деформационный шов? только потому что так в школе учили?

ну это спорный вопрос. Есть фундаменты, которые согласно обследованию дополнительные 10-12т несут, и готовы ещё гораздо больше понести. Колонна согласно обследования так же готова легко воспринять дополнительные 12т.
Новые фундаменты под вторую колонну навеса запроектированы будут с учетом минимальной осадки (под нагрузку 10-12т это сделать не проблема).
Тем более узлы опирания балки  на столик и новую колонну шарнирные.
И любой эксперт на основании обследования, пожеланий заказчика и обоснования принятого решения пропустит устройство пристройки без ДШ.
Единственные вопросы, которые могут возникнуть - это по поводу надежности узла крепления столика.

Так не получится ведь приварить опорный лист, т.к. будут мешать шпильки. В прилагаемой картинке видно, что опорная пластина балки находится под шпильками.

Евгений, а как считать напряжение бетона под болтами? В моем виденье напряжение будет неравномерное, максимальное будет у опорного столика, а минимальна у другой плоскости колонны. Так же надо как то учесть, как шпилька в отверстие ляжет. Шпилька то круглая. Отверстие большего диаметра. Я тоже понимаю, что пожалуй выдержит, но как в этом убедить эксперта, если он попросит обосновать все подробными расчетами?

попробую посчитать согласно рекомендаций по устройству закладных в жб колоннах,потом сброшу что получится

Вы, правы, работает только начало стержня. Я обычно беру 2-3 диаметра. Т.е. сминаемая площадь будет примерно d*3d.

Сдвигающее усилие на 1 анкер:
Qan=(Q-0.3Nan)/n=(12-0.3x5)/4=2.625т (где Nan=12х0,05/0,12=5т, где 12т - сила Q, 0,05м - расстояние от опорного ребра до колонны, 0,12м - расстояние между анкерами).
Если принять площадь смятия d*3d=2*3*2=12см2. То максимальное усилие, которое сможет воспринять бетон С20/25 -  Nсм=12х0,13558=1,62т, что в 1,6 раза меньше срезающиго усилия на 1 шпильку. Так же можно учесть силы трения, но допускается учитывать не более 0,25Nобжатия, но с какой силой обожмут гайки и т.п., без понятия....    В общем надеюсь не правильно посчитано у меня на смятие бетона, иначе 4 анкеров не хватит...

Я бы взял колонну в обойму, а опорный столик бы уже варил к уголкам, возможно обойму стоит опереть на фундамент колонны по типу рис.  https://goo.gl/images/nbmkUS  
а.... ну если исключено то я за вариант вариант с приваркой опорного столика к арматуре колонны

Для смятия вы берете маленькое сопротивление, берите минимум 2МПа.
Возможно по такой методике и не хватит, но другой безопасной методики я не знаю, исследований по этому поводу не проводил и не встречал. Есть исследования по стад-болтам, но это не то.

 уже подумал действительно приварить опорный столик к арматуре колонны, но снова возник ньюанс. Сущ. ж/б балка опирается на колонну почти по всей длине, если и есть свободное место со стороны торца балки, то наверное 20мм, не больше. А судя по тому что защитный слой до арматуры около 40мм, то получается придется отбивать бетон под балкой. С одной стороны - не взлетит, а с другой - нехорошо.

Бетон колонны С25/30 оказался, поэтому если я правильно определил срезающие усилия, то по смятию проходит, это если не делить на коэф. надежности 1.5, а брать 25МПа

Вариант с приваркой к арматуре колонны. Только вот на сколько безопасно так оголять арматуру колонны....
Высота пластин наверное 250мм будет, потом посчитаю длину шва. Может кто подскажет, как правильно производить приварку пластины к арматуре,  что необходимо учитывать? как я понимаю шов будет К3-Рп, катет минимум 10мм

пролистайте дальше тот же ГОСТ по сварке

Заказчик всё таки сказал что стеновые панели  бить у него не получится на большое расстояние, поэтому делать вынос балки за стеновые панели.
Пока что на уме такой узел. Крепить столик к колонне планируется на хим.анкера хилти ( HIT-RE 500 V3).
Обратился в хилти, чтобы посчитали в своей проге данный узел, если хотят продать свои анкера. Программа их насчитала, что узел не проходит по скалывания бетона (со стороны стеновой панели). По всем другим параметрам проходит. Но специалисты из заверяла, что скалывания не будет, т.к. их программа считает бетон неармированным, а т.к . есть 4 прудка, то бетон не сколется.
Швеллера думаю втопить ещё внутрь колонны на 1см.
Покритикуйте пожалуйста или просто выскажете мнение.

попробуйте убедить заказчика таки сделать обойму по крайней мере в верхней  части колонны,   этот узел с анкерами выглядит несерьезно.   если обойме категорическое нет, то в порядке  "изобретательства" подумайте  закрепиться к балке покрытия.

предложение хорошее, спасибо. Но вызывает сомнения анкера в скраю балки, не сколит ли бетон балки. Да и в опорной зоне арматуры у балки очень много.
Ну и балка имеет выступ по всей длине в верхней части, так полосу по всей высоте плотно к балке не приложишь.

и все таки узел, предложенный yury, мне нравится больше.
в этом узле нагрузка на крайний к стеновым панелям ряд анкеров почти 40 т. не многовато по 10 т на анкер?
 
как по мне, так проще и надежнее поставить под ваши балки металлические колонны, опереть их на существующие фундаменты и закрепить к жб колоннам для уменьшения расчетной длины

7м двутавра 25к2 будет весить 500кг, это около 300у.е. + фасонки и т.п. пусть 400у.е. за 1 колонну. таких колонн 10, т.е. 4000у.е.
На узел уйдет стали примерно 100кг, т.е. 50у.е. + анкера 50у е. т.е. 1000у.е. на все колонны. Вот за это и бьется заказчик. Работа вся не в счет, т.к. работники все свое в этом же здании.

а надежность уже ничего не стоит? а ваша репутация? готовы ей пожертвовать ради скупого заказчика, решившего лишнюю 1000 уе сэкономить?
я так понимаю, работники далеко не профессиональные строители, да и стараться особо не будут работая за спасибо.
я бы серьезно подумал, прежде чем проектировать сложные узлы, требующие высокого качества производства работ

ну вообще синяя и красная пластинки это типа два варианта на выбор, либо  брать  в обойму уже балку, либо крепиться анкерами. Про анкера это по мотивам вашего узла, но с той разницей, что момент  воспринимается уже с бОльшим плечом, и пространство позволяет поставить больше  анкеров.
ещё один монстр в копилку:
(если ширина колонны позволяет)

Мысли у по моему мнению в правильном направлении, но я бы упростил немного. Поставить швеллера на колонну, стянуть их через балку, со обратной стороны коромысла швеллера снизу пусть подхватывают балку - достаточно пластины, но можно и уголок.
Есть минус - сверлить нижний пояс балки. Но можно и не сверлить, а приварить к ним коротки уголки/пластины и просверлить балку выше. По высоте должно получиться как вы хотели с двутавром, но без всяких проставок.

профессионалы по сварке, там сварочное производство в цеху.
особо не поставишь швеллера на колонну, т.к. там 2-3см свободно только по бокам от балки.
Порисую, посмотрим что получится.

С учетом того, что швеллера будут стянуты насквозь через балку и вбок съехать не смогут этого должно быть вполне достаточно.

тогда проще.
я за такой вариант

или такой, если смогут со стороны панелей отбить защитный слой бетона и приварить швеллер к арматуре колонны

один товарищ переубедил меня вариться к арматуре колонны и логика в его словах есть.
Он говорил, что арматура колонны незаанкерена, что все узлы столиков с приваркой к арматуре в альбомах показаны, когда это не верхушка колонны, а идёт надёжная анкеровка арматуры.
Грубо говоря, в данном случае если привариватся к арматуре колонны и пытаться на неё напрямую передавать усилия, то её просто отогнёт, т.к. она не будет иметь нужной анкеровки.

согласен. не подумал об этом

Принимаемые к расчету схемы разрушения должны быть механически и геометрически возможными. В данном случае арматура заанкерена внизу. Даже если выше приварки не попадется ни одного хомута (или вы их срежете для приварки), то их функцию возьмут на себя "зеленые" швеллера, т.е. "красный" швеллер не сможет отогнуть арматурные стержни. Т.е. у вас нет геометрически возможной схемы разрушения с отгибом арматуры.
Добавлено: даже если бы анкеровка была, стержень могло бы отогнуть (не будь "зеленых" швеллеров). Так как анкеровка это "про продольно", а отгиб это "про поперечно".

но для этого нужно исключить возможность горизонтального перемещения зеленого швеллера

Естественно. Я исходил из своего варианта - стянуть шпильками через балку. Но так, конечно, тоже будет работать.

Решил просчитать вариант с фермой и опиранием на существующий фундамент, как тут советовали. Рабочую высоту набрать за счёт подъема колонны на большую высоту.
 Буду пробовать ставить колонну на фундамент(фундамент свайный, под фундаментом 1 огромная трапецивидная свая). Существующий фундамент выпирает за подколонник на 45-47см.
Колонну принял минимального сечения 20Ш1, т.к. каждые 3-4 раза раскреплю по высоте с существующей колонной, получится малая расчетная длина.
Высоту фермы принял 1м. 
В результате масса фермы вышла 660кг, колонны 250кг. Итого 910кг.  При том прогиб меньше чем с балкой.
Масса балки 55Б1 - 1,15т+ столик 80кг=1,23т
Экономия на металле и высокая надежность помогли убедить заказчика рассмотреть вариант с опиранием на сущ. фундамент.

Слава богам! будете спать спокойно.

А снег и прочие атмосферные явления куда девать?

   Вот и ТШ сам собой образовался

⚠️Eжегодное подтверждение соответствия квалификационным требованиям.
Внимание! В соответствии с пунктом 10 статьи 33 СтройКодекса РБ все обладатели аттестатов соответствия обязаны с 1 по 31 декабря 2024 года предоставить в  уполномоченную организацию по проведению аттестации информацию о  подтверждении соответствия квалификационным требованиям по состоянию на 1 декабря 2024 года.