Патент на изобретение №2183708
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КАРКАС ЗДАНИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к области строительства, в частности к металлическим каркасам многопролетных зданий. Техническим результатом изобретения является снижение действующих нагрузок и уменьшение, тем самым, материалоемкости каркаса. Металлический каркас многопролетного здания включает колонны двутаврового сечения, имеющие на уровне перекрытий опорные элементы, расположенные с наружной стороны полок двутавров колонн. Балки выполнены составными из двух металлических элементов швеллерного или двутаврового сечения, которые верхними полками навешены и опираются на опорные элементы колонн. Балки выполнены неразрезными и могут иметь внутренний железобетонный элемент, расположенный в полости между металлическими элементами. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к области строительства, а именно к металлическим каркасам многопролетных зданий небольшой этажности. Известны металлические каркасы зданий, включающие колонны, балки и плиты перекрытий (см., например, книгу В.К Файбишенко “Металлические конструкции”, 1984 г., стр.159, рис.132). Наиболее близким к изобретению техническим решением (прототипом) является металлический каркас здания, включающий колонны двутаврового сечения, соединенные с ним балки и перекрытия (см., там же, стр.73, 74, рис.50). Существенным недостатком известных решений является высокая металлоемкость конструкций металлического каркаса, обусловленная значительными усилиями в балках, что приводит к удорожанию здания в целом. Задачей, решение которой обеспечивает изобретение, является снижение материалоемкости каркаса и, тем самым, стоимости здания путем снижения усилий в балках. Сущность изобретения заключается в том, что в металлическом каркасе здания, включающем колонны, имеющие двутавровое сечение, соединенные с ними балки и перекрытия, колонны выполнены с расположенными с наружной стороны полок двутавров опорными выступами для балок, при этом последние выполнены составными из двух элементов [-образного или I-образного сечения, опертых внутренней поверхностью верхних полок на опорные выступы, а перекрытие расположено на верхних полках элементов балок. Полость между элементами балок может быть заполнена монолитным железобетоном, образующим внутренний элемент балки, на уровне которого в стенках двутавров может быть образовано отверстие. Балки могут быть выполнены неразрезными на всю длину или ширину здания. По сравнению с прототипом (книга В. К. Файбишенко, стр.73, 74, рис.50) изобретение содержит новые признаки, заключающиеся в том, что полки колонны располагаются параллельно балкам, а колонны выполнены с расположенными с наружной стороны полок двутавров опорными выступами (например, выполненными из пластины, жестко соединенной с колонной) для балок, при этом последние выполнены составными из двух элементов [-образного или I-образного сечения, опертых внутренней поверхностью верхних полок на опорные выступы, а перекрытие расположено на верхних полках элементов балок. При применении I-образного сечения в балке и монолитного перекрытия возможно опирание перекрытия на нижнюю полку. Полость между элементами балки может быть заполнена монолитным железобетоном, образующим внутренний элемент балки. На уровне внутреннего элемента балки в стенках двутавров колонн могут быть образованы отверстия для выполнения балок неразрезными на всю длину или ширину здания. Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены: – на фиг.1 – металлический каркас здания, план; – на фиг.2 – то же, разрез по А-А на фиг.1; – на фиг.3 – соединение колонны с балкой, узел Б на фиг.2; – на фиг.4 – балка, сечение а-а на фиг.1. Металлический каркас многопролетного здания включает металлические колонны 1 двутаврового сечения, расположенные в узлах пересечения разбивочной сетки взаимоперпендикулярных осей. Колонны 1 шарнирно соединены с балками 2 (фиг.1), которые выполнены составными из двух металлических несущих элементов 3 и 4, имеющих [-образное или I-образное поперечное сечение, т. е. выполненных в виде швеллера или двутавра, при этом полки двутавров колонн 1 параллельны балкам 2. Металлические элементы 3 и 4, образующие балку 2, внутренней поверхностью верхних полок швеллера или двутавра навешены и оперты на опорные выступы 5, расположенные с наружной стороны полок двутавров колонн 1 таким образом, чтобы стенки двутавров последних были перпендикулярны стенкам швеллеров или двутавров элементов 3 и 4 балок (фиг.3). Опорные выступы 5 могут быть выполнены различным, известным образом, например в виде пластины, жестко соединенной с колонной 1. На фиг. 3 показан возможный вариант установки элементов 3 и 4 с помощью дополнительных уголков 6, соединенных сваркой с опорными выступами 5. Выбор сечения элементов 3 и 4 осуществляется на основе расчетов исходя из действующих на балку 2 нагрузок, в частности двутавровое сечение принимается для более значительных нагрузок. Полость между элементами 3 и 4 может быть заполнена монолитным железобетоном (фиг.4), образующим внутренний несущий элемент 7 балки 2, для выполнения которых неразрезными на всю длину или ширину здания в стенках двутавров колонн 1 выполнены отверстия 8 (фиг.3). Перекрытие 9 выполнено из отдельных плит, расположенных на верхних полках швеллеров или двутавров элементов 3 и 4 (фиг.4). Возможно также его выполнение из монолитного железобетона и расположение на нижних полках элементов 3 и 4, если последние выполнены в виде двутавров. По осям колонн 1 установлены вертикальные связи 10. Кроме того, при значительных пролетах балки могут быть соединены с крайними колоннами не шарнирно, а жестко, любым известным образом (на чертеже не показано). Металлический каркас здания работает следующим образом: Горизонтальные и вертикальные нагрузки воспринимаются многопролетным каркасом здания. Горизонтальные нагрузки передаются через диски перекрытий 9 и воспринимаются вертикальными связями 10. Вертикальные нагрузки воспринимают балки 2 и колонны 1. При устройстве внутреннего железобетонного элемента 7, последний воспринимает эксплуатационные нагрузки, а металлические элементы 3 и 4 воспринимают монтажные нагрузки. Как показали предварительные расчеты, изобретение позволяет уменьшить действующие на балку моменты в 1,5 – 2 раза, а прогибы балки уменьшить в 4 – 5 раз, что позволяет, соответственно, снизить металлоемкость каркаса, а также в случае необходимости уменьшить высоту балок. Это происходит за счет того, что металлические элементы балок воспринимают только монтажные нагрузки, а в случае устройства неразрезных балок уменьшение действующих моментов происходит за счет пластических деформаций в последних. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 06.12.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 16-2004
Извещение опубликовано: 10.06.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
