Патент на изобретение №2209880

(54) СОЕДИНЕНИЕ ДВУХВЕТВЕВОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ КОЛОННЫ С ФУНДАМЕНТОМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к металлическим конструкциям каркасов производственных зданий, а именно к узлам соединения двухветвевой металлической колонны с фундаментом. Новым является то, что каждая из ветвей колонны соединена с верхним фланцем металлической конусной базы-фиксатора, выполненной с нижним фланцем, прикрепленным анкерными болтами-сваями к фундаменту с возможностью вертикальной и поперечной рихтовки, причем полость конусной базы-фиксатора заполнена бетоном, а ветви колонны соединены друг с другом домкратной балкой. Технический результат изобретения заключается в том, что обеспечен безвыверочный монтаж колонны, обеспечена равномерная передача усилий от колонны на фундамент, что приводит к снижению материалоемкости, причем раздельный монтаж конусной базы-фиксатора и колонны обеспечивает максимальное снижение его трудоемкости, конструкция узла позволяет восстановить первоначальное проектное положение колонны. 4 ил., 2 табл.

Изобретение относится к металлическим конструкциям каркасов производственных зданий.

Известно наиболее близкое к изобретению узловое соединение двухветвевой колонны с фундаментом, в котором ветви колонны соединяются с фундаментом посредством опорных распределительных плит под каждой ветвью, анкерных болтов, воспринимающих выдергивающие усилия, и траверс, подкрепляющих плиты и служащих для закрепления анкерных болтов [1, стр. 402].

Недостаток аналога – большая материалоемкость базы колонны и возникновение больших выдергивающих усилий, требующих мощных анкерных болтов.

Задачей настоящего изобретения является снижение материалоемкости, повышение надежности сопряжения и обеспечение рихтовки двухветвевой колонны.

Задача решается за счет того, что в узле соединения двухветвевой металлической колонны с фундаментом согласно изобретению каждая из ветвей колонны соединена с верхним фланцем металлической конусной базы-фиксатора, выполненной с нижним фланцем, прикрепленным анкерными болтами-сваями к фундаменту с возможностью вертикальной и поперечной рихтовки, причем полость конусной базы-фиксатора заполнена бетоном, а ветви колонны соединены друг с другом домкратной балкой.

Технический результат изобретения заключается в том, что:
– обеспечен безвыверочный монтаж колонны;
– обеспечена равномерная передача усилий взаимодействия от колонны на фундамент и это привело к снижению материалоемкости;
– раздельный монтаж конусной базы-фиксатора и колонны обеспечил максимальное снижение его трудоемкости;
– конструкция узла позволяет восстановить первоначальное проектное положение колонны.

На фиг.1 показан узел соединения двухветвевой металлической внецентренно нагруженной колонны с фундаментом; на фиг.2 – соединение одной из ветвей; на фиг.3 – фланцевые соединения; на фиг.4 – конусная база-фиксатор.

Узел содержит металлическую колонну 1, содержащую наружную ветвь и подкрановую ветви, соединенные с домкратной балкой 2.

Каждая из ветвей снабжена фланцем 3, на котором закреплены зубы-фиксаторы 4. Каждая ветвь колонны 1 опирается через фланцы 3 на конусную базу-фиксатор 5, снабженную фланцем 3, ответным фланцу ветви, и нижним фланцем 6, прикрепленным анкерными болтами-сваями 7 к фундаменту 8. Каждый из анкерных болтов-свай 7 снабжен гайкой 9, расположенной ниже фланца, и гайкой 10, расположенной выше фланца. Этим обеспечена работа болта не только на растяжение как обычно, но и как сваи на сжатие. Нижние гайки 9 выполняют и еще одну функцию – позволяют точно отрихтовать конусную базу-фиксатор 5. Под домкратной балкой предусмотрено место для установки силового домкрата 11, обеспечивающего рихтовку узла.

Строительство производится следующим образом:
– производят разметку площадки;
– устанавливают опалубку и фундаменты бетонируют до отметки установки анкерных болтов [2];
– на нижнюю часть фундамента устанавливают шаблон, фиксирующий в месте установки анкерных болтов-свай 7 отрезки гибких шлангов от бетононасоса;
– производят бетонирование фундамента до отметки на 200…150 мм ниже, чем отметка фланца базы-фиксатора;
– после схватывания бетона гибкие шланги извлекают, по шаблону в проектную точку устанавливают анкерные болты и отверстия для анкерных болтов заполняют бетоном с вибрированием;
– после схватывания бетона устанавливают базы-фиксаторы 5, соединенные друг с другом балкой-шаблоном;
– базы-фиксаторы устанавливают точно по проекту; вертикальные отметки исправляют соответствующим перемещением вверх или вниз нижних гаек на анкерных болтах;
– устанавливают и затягивают верхние гайки на анкерных болтах;
– производят бетонирование до нулевой отметки;
– безвыверочным способом производят монтаж колонны при совмещении зубьев-фиксаторов и отверстий во фланцах баз-фиксаторов;
– фланцы ветвей и баз-фиксаторов соединяют и болты затягивают.

Пример конкретной реализации
A = dt.

Примем 0,8 см.

Боковая поверхность
M = 1(R+r),
M = 28(42,5+30) = 6377,4 см²,

Масса 63770,87,85=40050=40,05 кг.

Верхний фланец
V=13300 см³, m=104,4 кг.

Нижний фланец
V=5448,7 см³, m=42,8 кг.

Для сравнения используем аналог, приведенный в учебнике проф. Беленя Е. И. [1, с. 402] . Выполним расчет и конструирование базы колонны по тем же самым данным. Будем считать базой колонны все стальные элементы, находящиеся ниже нулевой отметки.

В табл. 1 приведена спецификация всех элементов аналога. Длина анкерных болтов принята равной не менее 35d, то есть 354,8=168 см. Вся длина анкерных болтов равна lа.б=168+57+10=235 см. Масса базы аналога получилась равной m_б=3540 кг.

В разработанном узле произошли следующие изменения (табл. 2):
– колонна не заглублена и оканчивается выше нулевой отметки, так как новая база контактная и не мешает эксплуатации цеха;
– анкерные болты размещены равномерно по диаметру фланца и включены в работу не только на растяжение, но и на сжатие;
– конусная база заполнена бетоном соответствующей марки. Бетон работает в обойме наилучшим образом;
– конусные базы легко рихтуются посредством завинчивания или отвинчивания гаек на анкерных болтах;
– верхний фланец конусной базы и ответный фланец ветви колонны снабжены зубьями-фиксаторами, обеспечивающими безвыверочный монтаж колонны с первой попытки;
– ветви колонны соединены домкратной балкой, обеспечивающей восстановление проектного положения в случае неравномерной осадки фундаментов. В этом случае производится поддомкрачивание колонны при ослабленных болтах, соединяющих фланцы, и заполнение появившегося зазора подкладками.

В табл. 2 дана спецификация новой базы. Сравнение показывает, что произошло снижение материалоемкости базы в 2 раза. Такое значительное снижение материалоемкости объясняется тем, что поток передачи усилий взаимодействия между колонной и фундаментом выровнен. Элементы, работающие на изгиб, исключены. Анкерные болты включены в работу на сжатие.

Список литературы
1. Беленя Е.И. и др. Металлические конструкции. – М.: Стройиздат, 1986, 560 с.

2. RU 2139390 C1, Е 02 D 35/00, 10.10.1999.

Формула изобретения

Узел соединения двухветвевой металлической колонны с фундаментом, отличающийся тем, что каждая из ветвей колонны соединена с верхним фланцем металлической конусной базы-фиксатора, выполненной с нижним фланцем, прикрепленным анкерными болтами-сваями к фундаменту с возможностью вертикальной и поперечной рихтовок, причем полость конусной базы-фиксатора заполнена бетоном, а ветви колонны соединены друг с другом домкратной балкой.

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: 07.08.2003

Извещение опубликовано: 27.09.2004 БИ: 27/2004