HU231459B1

HU231459B1 - Steel structure connection for two i-section supports

Info

Publication number: HU231459B1
Application number: HUP2000102A
Authority: HU
Inventors: József Orha
Original assignee: Orha Művek Zrt.
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2023-12-28
Also published as: HUP2000102A2

Description

ábrafigure

Acélszerkezeti kapcsolat két, I-szelvényű tartó csatlakoztatásáraSteel structure connection for connecting two I-section supports

A találmány tárgya acél szerkezeti kapcsolat két, I-szelvényü tartó csatlakoztatására, amelyek egyenként két, egymással párhuzamos övlemezből, valamint az övelemezek között elrendezett gerinclemezből vannak kialakítva, és ahol a tartók csavarkötéssel vannak egymáshoz rögzítve.The subject of the invention is a steel structural connection for the connection of two I-section supports, each of which is formed from two parallel belt plates and a ridge plate arranged between the belt plates, and where the supports are bolted to each other.

A tartószerkezetileg megfelelően kialakított és statikailag méretezett I szelvényekből összeállított acélszerkezetek csuklós kapcsolatainak, például csarnok keretvázak oszlopgerenda kapcsolatainak szerkezeti kialakítása rendszerint kiegészítő homloklemezek, kapcsolati csomólemezek, merevítő bordák, valamint hegesztés alkalmazásával valósítható meg. Az acél épület-, vagy vázszerkezetek kialakításánál elterjedten alkalmazott, a szakember számára jól ismert I szelvényű hengerelt tartók két, egymással párhuzamos övlemezből, valamint az övelemezek között jobbára az övlemezekre merőlegesen elrendezett gerinclemezből vannak kialakítva.The structural design of the hinged connections of steel structures assembled from structurally properly designed and statically dimensioned I-sections, for example the column-beam connections of hall frame frames, can usually be realized by using additional end plates, joint joint plates, stiffening ribs, and welding. The I-section rolled girders, which are widely used in the construction of steel building or frame structures and are well known to specialists, are made of two parallel belt plates and a ridge plate arranged between the belt plates preferably perpendicular to the belt plates.

Az I szelvényű tartók egymáshoz csatlakoztatására szolgáló, eddig ismert megoldások közül a legelterjedtebb az oszlop övlemezének és a gerenda végéhez hegesztett homloklemeznek az összecsavarozása. Ennél a kialakításnál a gerenda alsó övének vonalában merevítő bordák elhelyezése szükséges az oszlop övlemezei között, a gerinclemez mindkét oldalán. Továbbá egy homloklemez is szükséges az összecsavarozás miatt, valamint az oszlop tetejére egy takarólemez, ahogyan az később ismertetett 1. ábránkon is látható.Among the solutions known so far for connecting the I-section supports to each other, the most common is the bolting of the girdle plate of the column and the front plate welded to the end of the beam. In this design, it is necessary to place stiffening ribs in the line of the lower belt of the beam between the belt plates of the column, on both sides of the ridge plate. In addition, a front plate is also necessary due to the screwing together, as well as a cover plate for the top of the column, as can be seen in our figure 1 described later.

Hasonló megoldást ismertet például a CN112324217 (A) közzétételi irat, amely I ft szelvényű acélgerenda összekötő szerkezetet ismertet. Az összekötő szerkezet oszlopból, I ftA similar solution is described, for example, in publication CN112324217 (A), which describes a steel beam connecting structure with a section of I ft. The connecting structure from the column, I ft

134902-19199/FT134902-19199/FT

SZTNH-1003711 szelvény gerenda testből és összekötő elemből áll, és az összekötő elem csomólemezzel van rögzítve az oszlop felületéhez; az I szelvényű gerendatestet a csomólemez két oldalán, az oldallapok között fenntartott gerendatest illesztésen keresztül helyezik be és rögzítik az összekötő elemben, és a gerenda két oldalán átmenő, menetes furatokkal ellátott vezetőblokkokat helyeznek el. A megoldás hátránya, hogy az oszlop és a gerenda csatlakoztatásához a csavarkötésen kívül további elemekre van szükség, ami nemcsak költségessé teszi a megoldást, de növeli a szerelés munkaigényét is.The SZTNH-1003711 section consists of a beam body and a connecting element, and the connecting element is attached to the column surface with a joint plate; the I-section beam body is inserted and fixed in the connecting element on both sides of the joint plate, through the joint of the beam body maintained between the side plates, and guide blocks with threaded holes passing through both sides of the beam are placed. The disadvantage of the solution is that, in addition to the screw connection, additional elements are needed to connect the column and the beam, which not only makes the solution expensive, but also increases the work required for installation.

Részben hegesztett, részben szerelt megoldást ismertet a CN112878491 (A) sz közzétételi irat, amelynél a cserélhető kötést alakítanak ki acélgerenda, összekötő elem és acéloszlop összeszerelésével. Az első véglemez függőlegesen van első I szelvényű tartó végéhez, az összekötő lemez pedig függőlegesen van az első véglaphoz hegesztve, és párhuzamos az I szelvényű tartóval. A kötés előnye a nagy merevség, a nagy teherbírás, a nagy energiaelnyelés. Hátránya viszont a viszonylag a bonyolult gyártás és munkaigényes szerelés. Célkitűzésünk ezért a találmánnyal az, hogy a technika állása szerinti megoldásoktól eltérően a csavarkötésen kívül más elemet, pl. csomólemezt, hegesztési varratot, merevítő bordát, homloklemezt, takarólemezt nem tartalmazó kötést alakítsunk ki két, gerinclemezes I szelvényű tartó között.A partially welded, partially assembled solution is described in publication CN112878491 (A), in which the replaceable joint is formed by assembling a steel beam, a connecting element and a steel column. The first end plate is vertical to the end of the first I-girder, and the connecting plate is welded vertically to the first end plate and parallel to the I-girder. The advantage of binding is high stiffness, high load capacity, and high energy absorption. The disadvantage, however, is the relatively complicated production and labor-intensive installation. Our goal with this invention is to, unlike the state-of-the-art solutions, use an element other than the screw connection, e.g. create a joint without a joint plate, welding seam, stiffening rib, front plate, or cover plate between two I-section supports with a ridge plate.

A CN 205444492 U sz. használati minta olyan acélszerkezeti kapcsolatot ismertet, amelyben az 1 gerenda és a 2 gerenda össze van toldva, úgy, hogy az 1 gerendán és a 2 gerendán toldó szakaszt alakítanak ki egymáshoz illeszkedő Z-alakban és az 1,2 gerendákat 4 toldólemez köti össze, és toldólemez felett és alatt az övelemezeket szalagillesztő lemezekkel kötik össze.CN 205444492 U no. usage pattern describes a steel structural connection in which beam 1 and beam 2 are joined together, so that a joint section is formed on beam 1 and beam 2 in a Z-shape that fits each other and beams 1,2 are connected by 4 joint plates, and above and below the extension plate, the belt plates are connected with strip fitting plates.

A CN 203669109 U sz. használati minta olyan acél szerkezeti kapcsolatot ismertet, amelyben üzemcsarnok szerkezet acél tartógerendájának és acéloszlopának felső összekötő csomópontjában az acél 8 tartógerenda végén egy zárólemez van elhelyezve, a zárólemez alsó vege egyszerűen egy tartóra van támasztva, a tartó és az acél tartógerenda közötti résben egy húzólemez (2) és egy töltölemez (3) van elhelyezve, és az acéloszlop véglapja és a gerenda több csavarral van összekötve.CN 203669109 U no. usage sample describes a steel structural connection in which a closing plate is placed at the upper junction of the steel supporting beam and steel column of the plant hall structure at the end of the steel supporting beam 8, the lower end of the closing plate is simply supported on a support, and in the gap between the support and the steel support beam there is a tensile plate (2 ) and a filler plate (3) are placed, and the end plate of the steel column and the beam are connected with several screws.

A US 1744600 A sz. közzétételi irat olyan acélszerkezeti kapcsolatot ismertet, amely acélgerendából és tartóból áll, amelyhez a gerenda vége rögzíthető, továbbá egy T alakú eleme van, amelynek a lába a gerendához van rögzítve, és amelynek a feje a gerenda végén túl van elhelyezve, és mereven rögzítve van a tartó felületéhez, amelyre a T-fejének széle illeszkedik.US 1744600 A no. publication discloses a steel structural connection consisting of a steel beam and a bracket to which the end of the beam can be attached, and a T-shaped member with a foot attached to the beam and a head located beyond the end of the beam and rigidly attached to the to its support surface, on which the edge of the T-head fits.

A CN 107143036 A sz. közzétételi irat olyan acél szerkezeti kapcsolatot ismertet, amely épület gerenda-oszlop illesztési csomópontjának kialakítására vonatkozik. A csomópont az acélgerenda és az acéloszlop közötti kapcsolat megvalósítására szolgál, és egy acéloszlopból áll, ahol az acéloszlop végei függőlegesen össze vannak kötve két egymásra merőleges acélgerendával. Az acéloszlop és az acélgerenda H-gerendát alkalmaz; a második acélgerenda végei az acéloszlop karimáival vannak összekötve, és a karimák függőlegesen vannak elrendezve; az első acélgerenda végei egy összekötő testen keresztül csatlakoznak az acéloszlophoz.CN 107143036 A no. publication document describes a steel structural connection that applies to the design of the beam-column joint junction of a building. The joint is used to realize the connection between the steel beam and the steel column, and consists of a steel column, where the ends of the steel column are connected vertically by two perpendicular steel beams. The steel column and steel beam use H-beam; the ends of the second steel beam are connected to the flanges of the steel column, and the flanges are arranged vertically; the ends of the first steel beam are connected to the steel column through a connecting body.

A JP 2007100396 A sz. közzétételi irat olyan acélszerkezeti kapcsolatot ismertet, amely acélvázas vasbeton oszlop és acélgerenda közötti gerenda-oszlop összekötő szerkezet. Az acéloszlopnak vastag övlemeze van, így az acélgerenda az oszlophoz egyik irányban mereven, rögzítőkeret nélkül csatlakozik, másik irányban az acélgerendának csak az övlemeze szalagja van az oszlophoz kötve, és az acélgerenda oszlop betonjába ágyazott hossza olyan hosszra van beállítva, amely az acélgerendát belső csomólemezek alkalmazásával mereven hozzá tudja kötni.JP 2007100396 A no. publication document describes a steel structure connection, which is a beam-column connecting structure between a reinforced concrete column with a steel frame and a steel beam. The steel column has a thick belt plate, so the steel beam is rigidly connected to the column in one direction without a fixing frame, and in the other direction, only the belt plate of the steel beam is connected to the column, and the length of the steel beam embedded in the concrete of the column is set to a length that can connect the steel beam using internal knot plates can tie it rigidly.

Látható, hogy az említett össze megoldás a csavarkötésen túl további elemek, elsősorban csomólemezek, összekötő testek alkalmazásával rögzíti a keresztgerendákat az oszlophoz, esetleg beton befogást alkalmaz, mint a JP 2007100396 A sz. közzétételi irat esetében.It can be seen that, in addition to the screw connection, the above-mentioned solution fastens the crossbeams to the column by using additional elements, primarily knot plates, connecting bodies, or perhaps uses concrete clamping, as in JP 2007100396 A no. in the case of a publication document.

Felismertük, hogy megfelelően megmunkált I szelvényű tartók, például oszlop és gerenda I szelvények gerinclemezeinek egymás mellé illesztésével és összecsavarozásával olyan kapcsolat alakítható ki, amellyel anyagtakarékos, gazdaságos és hegesztés nélküli gyártás és szerelés valósítható meg.We realized that by fitting and screwing together the spine plates of properly processed I-section supports, such as column and beam I-sections, a connection can be formed that allows for material-saving, economical and welding-free production and assembly.

Ezért a homloklemezt, merevítő bordákat, összekötő testeket elhagyhatjuk, nincs szükség az oszlop tetején lévő takarólemezre, ezt a funkciót a gerenda felső öve látja el, valamint nem szükséges az anyagok hegesztése, pl. bordák elhelyezése az oszlop övei közé, homloklemez a gerenda végére, takarólemez az oszlop tetejére. Ezzel alapanyagot, időt, pénzt, munkaerőt takaríthatunk meg.Therefore, the front plate, stiffening ribs, connecting bodies can be omitted, there is no need for a cover plate on the top of the column, this function is performed by the upper belt of the beam, and it is not necessary to weld the materials, e.g. placement of ribs between the column belts, front plate at the end of the beam, cover plate at the top of the column. With this, we can save raw materials, time, money, and labor.

Célkitűzésünket olyan acél szerkezeti kapcsolat kialakításával valósítottuk meg, amely két, I-szelvényű tartó csatlakoztatására szolgál, és ahol a tartók egyenként két, egymással párhuzamos övlemezböl, valamint az övelemezek között elrendezett gerinclemezből vannak kialakítva, és a tartók csavarkötéssel vannak egymáshoz rögzítve, továbbá az egyes tartók egyik övlemezének végszakaszán kivágás van távolítva, és a csavarkötéssel a végszakaszok mentén egymásra fektetett gerinclemez felületek vannak egymáshoz rögzítve.We achieved our objective by creating a steel structural connection that is used to connect two I-section supports, where the supports are each made of two parallel belt plates and a ridge plate arranged between the belt plates, and the supports are bolted to each other, and the individual a cut-out has been removed on the end section of one of the girder plates of the supports, and the ridge plate surfaces laid on top of each other along the end sections are attached to each other with the screw connection.

A tartók egyike célszerűen oszlop és a másik tartó gerenda.One of the supports is ideally a column and the other support beam.

A találmányt a továbbiakba a melléket rajz segítségével szemléltetjük.. A rajzon azThe invention is further illustrated with the help of a drawing in the appendix. The drawing shows

1. ábrán a technika állása szerinti acél szerkezeti kapcsolat egyszerűsített perspektivikus ábrázolása látható, aFigure 1 shows a simplified perspective representation of the steel structural connection according to the state of the art, a

2. ábra a találmány szerinti acélszerkezeti kapcsolat legcélszerűbb kiviteli alakja látható perspektivikus ábrázolásban, aFigure 2 shows the most appropriate embodiment of the steel structural connection according to the invention in a perspective representation, a

3. ábra a találmány szerinti acél szerkezeti kapcsolat egyik célszerű alkotóeleme, az oszlop gerinclemezének célszerű kialakítását szemleltet!, míg a ft ftFigure 3 shows one of the expedient components of the steel structural connection according to the invention, the expedient design of the spine plate of the column!, while ft ft

4. ábrán a találmány szerinti kapcsolat másik célszerű alkotóeleme, a gerenda gerinclemezének célszerű kialakítását szemlélteti.Figure 4 illustrates another expedient component of the connection according to the invention, the expedient design of the spine plate of the beam.

Az 1. ábra technika állása szerinti, I szelvényű tartók csatlakoztatására szolgáló kapcsolatot mutatja be egyszerűsített perspektivikus ábrázolásban, .oszlop-gerenda csatlakoztatása esetében. 2 gerenda 14 végére hegesztett L3 homloklemez csavaros kapcsolattal kapcsolódik 1 oszlopnak az ábrán belső helyzetű 4 övlemezéhez. A 2 gerenda alsó helyzetű 6 övlemezének meghosszabbításában L2 merevítöborda elhelyezése szükséges az 1, oszlop 4,5 övlemezei között mindkét oldalon. Az 1 oszlop tetejére rendszerint L1 takarólemezt helyeznek el.Figure 1 shows the state-of-the-art connection for connecting I-section supports in a simplified perspective representation, in the case of a column-beam connection. The end plate L3 welded to the end of 2 beams 14 is connected to the belt plate 4 of column 1, which is located in the inner position in the figure, with a screw connection. In the extension of the lower belt plate 6 of beam 2, it is necessary to place the stiffening rib L2 between the belt plates 4.5 of column 1 on both sides. A cover plate L1 is usually placed on top of column 1.

Az 2. ábra a találmány szerinti 1 oszlop - 2 gerenda kapcsolat legcélszerűbb kiviteli alakját mutatja be perspektivikus ábrázolásban. Az ábrán a találmány szerinti kapcsolat célszerűen két I szelvényű tartó között van kialakítva, ahol funkcióját tekintve az egyik I szelvényű tartó az 1 oszlop, míg a másik I szelvényű tartó a 2 gerenda. Az 1 oszlop az ábrán belső helyzetű 4 övlemezböl, külső 5 övlemezből, és ezeket összekötő 3 gerinclemezböl van kiképezve, míg a 2 gerenda az ábrán alsó helyzetű 6 övlemezből, felső helyzetű 7 övlemezböl, valamint ezeket összekötő 8 gerinclemezből áll. A kapcsolat előkészítése során I szelvényű tartóból 1 oszlopot alakítunk ki úgy, hogy a tartó egyik 15 végének az ábrán belső helyzetű 4 övlemezén az ábrán szaggatott vonallal jelölt 9 végszakasz mentén kivágást alakítunk ki, amely az ábrázolt kiviteli alakban az 1 oszlop 3 gerinclemezének végén kialakított 10 kivágásban folytatódik. I tartóból 2 gerendát alakítunk ki úgy, hogy a tartó 14 végének alsó 6 övlemezén az ábrán szaggatott vonallal jelölt 11 végszakasza mentén, valamint az ábrázolt kiviteli alakban 8 gerincelemezének a 11 végszakasszal megegyező hosszúságú 12 területén kivágást alakítunk ki. A kialakított kivágások lehetővé teszik, hogy az így előkészített 1 oszlopot és 2 gerendát a 2. ábrán látható módon összeilleszthessük, és ftFigure 2 shows the most suitable embodiment of the 1 column - 2 beam connection according to the invention in a perspective representation. In the figure, the connection according to the invention is ideally formed between two I-section supports, where, in terms of its function, one I-section support is the column 1, while the other I-section support is the beam 2. The column 1 in the figure consists of 4 inner belt plates, 5 outer belt plates and 3 spine plates connecting them, while beam 2 consists of 6 belt plates in the lower position in the figure, 7 belt plates in the upper position, and 8 spine plates connecting them. During the preparation of the connection, a column 1 is formed from a support with a section I in such a way that a cut-out is formed on the belt plate 4 of one of the ends 15 of the support, located in the inner position in the figure, along the end section 9 marked with a dashed line in the figure, which in the illustrated embodiment 10 formed at the end of the spine plate 3 of the column 1 continues in clipping. 2 beams are formed from support I by making a cut-out on the lower belt plate 6 of the end of the support 14 along the end section 11 marked with a dashed line in the figure, and in the area 12 of the spine plate 8 of the illustrated embodiment with the same length as the end section 11. The cut-outs make it possible to join the 1 column and 2 beams prepared in this way as shown in Fig. 2, and ft

Pl ezt követően a 3,8 gerinclemezeket, a 9,11 végszakaszok helye mentén egymásra fektetett 3,8 gerinclemezeknek a 3. és 4. ábrán jól látható 3f,8f felületeit, 13 csavarkötésekkel egymáshoz rögzítjük.For example, after this, the ridge plates 3, 8, the surfaces 3f, 8f of the ridge plates 3, 8 laid on top of each other along the end sections 9, 11 clearly visible in Figures 3 and 4, are attached to each other with screw connections 13.

Az 1 oszlop és a 2 gerenda egymáshoz viszonyított, és így pl. a 2 gerendával alátámasztott tető hajlásszöge a 2 gerenda 8 gerinclemezének és alsó 6 övlemezének kivágásával szabályozható. Minél többet vágunk ki a 8 gerinclemezböl és a 6 övlemezből, annál kisebb lesz a tető hajlásszöge. A 2 gerenda felső 7 övlemeze szolgál L1 takarólemezként. L3 homloklemez alkalmazása nem szükséges. A 2 gerenda és 1 oszlop a 3,8 gerinclemezükkel összecsavarozhatók csuklós kapcsolattal. Megfelelő méretezéssel akármilyen hajlásszög kialakítható.Column 1 and beam 2 are relative to each other, and thus e.g. the inclination angle of the roof supported by 2 beams can be controlled by cutting out the 8 ridge plates and the lower 6 belt plates of the 2 beams. The more we cut out of the 8 ridge plates and the 6 belt plates, the smaller the angle of the roof will be. The upper 7 belt plates of the 2 beams serve as cover plates L1. The application of an L3 face plate is not necessary. The 2 beams and 1 column with their 3.8 spine plates can be screwed together with a hinged connection. Any inclination angle can be created with the right dimensioning.

A 3. ábra az 1 oszlop már kivágott 3 gerinclemezét, a 4. ábra pedig a 2 gerenda kivágott 8 gerinclemezét mutatja be, amelyeken a 13 csavarkötések számára kialakított 13f átmenő furatok, valamint a 3,8 gerinclemezek illeszkedésben résztvevő 3f,8f felületei is láthatók.Figure 3 shows the cut-out spine plates 3 of column 1, and Figure 4 shows the cut-out spine plates 8 of beam 2, on which the through holes 13f for the screw connections 13 and the surfaces 3f,8f participating in the fit of the spine plates 3,8 can be seen. .

A találmány szerinti acélszerkezeti kapcsolat előnye a technika állása szerinti megoldáshoz viszonyítva az, hogy anyagtakarékos, gazdaságos és alkalmazásával hegesztés nélküli gyártás és szerelés valósítható meg, mivel L3 homloklemez, L2 merevítő bordák elhagyhatók, nincs szükség az 1 oszlop tetején lévő L1 takarólemezre, valamint nem szükséges az anyagok hegesztése sem, ezért alapanyagot, időt, pénzt, munkaerőt takaríthatunk meg.The advantage of the steel structure connection according to the invention compared to the state-of-the-art solution is that material-saving, economic and welding-free production and assembly can be realized by using it, since the front plate L3 and stiffening ribs L2 can be omitted, the cover plate L1 on top of column 1 is not needed, and it is not necessary nor the welding of the materials, so we can save raw materials, time, money, and labor.

Μ © ί*ηΜ © ί*η

Claims

Patent claims

1. Steel structure connection for connecting two I-section supports, each consisting of two parallel belt plates (4,5,6,7) and a ridge plate (3,8) arranged between the belt plates (4,5,6,7) formed, and where the supports are attached to each other with a screw joint (13), characterized by the fact that a cut-out is formed along the end section (9, 11) of one of the belt plates (4, 6) of each support, and with the screw joint, the spine plate (3,8 ) surfaces (3f,8f) are attached to each other.

2. The steel structural connection according to claim 1, characterized in that one of the supports is a column (1) and the other is a beam (2).

SZTNH-100371150