RU146862U1

RU146862U1 - RIGID ASSEMBLY OF BEAM WITH COLUMN IN THE STEEL FRAME OF MULTI-STOREY BUILDING

Info

Publication number: RU146862U1
Application number: RU2014100939/03U
Authority: RU
Inventors: Валерий Михайлович Добрачев; Дмитрий Сергеевич Вершинин
Original assignee: Валерий Михайлович Добрачев; Дмитрий Сергеевич Вершинин
Priority date: 2014-01-13
Filing date: 2014-01-13
Publication date: 2014-10-20

Abstract

Узел жесткого сопряжения двутавровой балки с колонной двутаврового сечения в стальном каркасе многоэтажного здания, содержащий фланец, приваренный к торцу балки, закрепленный к стенке колонны на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением, опирающийся на опорный столик, приваренный к полке колонны, и установленные на колонне горизонтальные ребра жесткости в месте примыкания балки к колонне, отличающийся тем, что в приопорной зоне балки установлена высокопрочная затяжка, состоящая из двух или более высокопрочных стержней с предварительным натяжением, одними концами прикрепленными посредством анкеров к верхней полке балки, а другими - к полке колонны.A node for rigid coupling of an I-beam with an I-section in a steel frame of a multi-storey building, containing a flange welded to the end of the beam, fixed to the column wall on high-strength bolts with controlled tension, supported by a support table welded to the column of the column, and horizontal ribs mounted on the column stiffness at the junction of the beam to the column, characterized in that in the support area of the beam installed high-strength tightening, consisting of two or more high-strength rods with by tension, some ends attached by anchors to the upper shelf of the beam, and others to the shelf of the column.

Description

Полезная модель относится к области строительства, в частности к жестким узлам стальных каркасов многоэтажных зданий и может быть использована в конструкциях металлических каркасов зданий и сооружений.The utility model relates to the field of construction, in particular to rigid nodes of steel frames of multi-storey buildings and can be used in the construction of metal frames of buildings and structures.

Известен узел сопряжения балки двутаврового сечения с колонной двутаврового сечения [Стрелецкий Н.С. Металлические конструкции. - Москва 1961, с 647;] при помощи горизонтальных накладок, привариваемых к полке колонны и к полке балке сварными швами. При этом опорный момент раскладывается на пару сил и передается через горизонтальные накладки, а опорная реакция передается через вертикальную пластину, приваренную к полке колонны и к стенке балки сварными швами.The known node pair of the beam of an I-section with a column of an I-section [Streletsky N.S. Metal constructions. - Moscow 1961, p. 647;] using horizontal plates welded to the column shelf and to the beam shelf with welds. In this case, the support moment is decomposed into a couple of forces and transmitted through horizontal plates, and the support reaction is transmitted through a vertical plate welded to the column shelf and to the beam wall with welds.

Недостатками вышеуказанного узла является высокая трудоемкость монтажа, необходимость в контроле качества сварных соединений, выполняемых на строительной площадке, а также наличие концентрации напряжений при выполнении сварного шва.The disadvantages of the above node is the high complexity of the installation, the need for quality control of welded joints performed at the construction site, as well as the presence of stress concentration during the execution of the weld.

Также известен узел сопряжения балки двутаврового сечения с колонной двутаврового сечения [а.с. СССР №1728408, опубл. 23.04.1992, МПК Е04В 1/38, БИ №15.] включающий горизонтальные ребра жесткости колонны, опорное ребро, прикрепленное к торцу балки и установленное на опорный столик, и соединительные элементы, жестко связанные со стенками колонны и балки высокопрочными болтами; в котором в полке колонны и опорном ребре выполнены продольные прорези, сквозь которые параллельно и симметрично стенке колонны пропущены соединительные элементы.Also known node pair beam I-section with a column of an I-section [and.with. USSR No. 1728408, publ. 04/23/1992, IPC E04B 1/38, BI No. 15.] Including horizontal stiffeners of the column, a support rib attached to the end of the beam and mounted on the support table, and connecting elements rigidly connected to the walls of the column and beam with high-strength bolts; in which longitudinal slots are made in the column shelf and the supporting rib, through which connecting elements are passed parallel and symmetrically to the column wall.

Недостатками данного узла является необходимость точного выполнения прорезей в полке колонны и опорном ребре балки, что повышает трудоемкость выполнения сопряжения, а также уменьшение расчетного сечения колонны и балки, что ведет к ослаблению сопряжения.The disadvantages of this node is the need for accurate execution of slots in the column flange and the supporting edge of the beam, which increases the complexity of the pairing, as well as reducing the design section of the column and beam, which leads to weakening of the pairing.

Наиболее близким по технической сущности является узловое соединение балки двутаврового сечения с колонной двутаврового сечения [Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций. - Москва 1989 г.] Прототип., включающее горизонтальные ребра жесткости колонны, фланец, прикрепленный к стенке колонны на высокопрочных болтах с предварительным напряжением, который опирается на опорную пластину, приваренную к полке колонны.The closest in technical essence is the nodal connection of the I-beam with the I-beam column [Recommendations for the calculation, design, manufacture and installation of flange joints of steel building structures. - Moscow 1989] Prototype., Including horizontal stiffening ribs of the column, a flange attached to the wall of the column on high-strength bolts with prestress, which rests on a support plate welded to the shelf of the column.

Недостатком прототипа является наличие максимального изгибающего момента, возникающего в опорном сечении балки, который примерно в два раза превосходит изгибающий момент, действующий в середине пролета балки, из чего следует, что балка в середине пролета работает с недонапряжением.The disadvantage of the prototype is the presence of the maximum bending moment that occurs in the reference section of the beam, which is approximately two times higher than the bending moment acting in the middle of the span of the beam, which implies that the beam in the middle of the span works with undervoltage.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение несущей способности жесткого узла сопряжения стальной балки с колонной в околоопорной зоне, за счет уменьшения изгибающего момента, возникающего в опорном сечении балки, при использовании высокопрочной затяжки с предварительным натяжением, состоящей из двух или более предварительно напряженных высокопрочных стержней, что ведет к уменьшению высоты балки перекрытия и снижению расхода стали.The objective of the claimed utility model is to increase the load-bearing capacity of the rigid interface between the steel beam and the column in the near-support zone, by reducing the bending moment that occurs in the supporting section of the beam, using high-strength preload with pre-tension, consisting of two or more prestressed high-strength rods, which leads to a decrease in the height of the floor beam and lower steel consumption.

Поставленная задача решается тем, что при сопряжении двутавровой балки с колонной двутаврового сечения в стальном каркасе многоэтажного здания, фланец, приваренный к торцу балки крепится к стенке колонны на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением, при этом опирается на опорный столик, приваренный к полке колонны. В месте примыкания двутавровой балки к колонне двутаврового сечения, на колонне устанавливаются горизонтальные и диагональные ребра жесткости, согласно изобретению в околоопорной зоне балки, устанавливается высокопрочная затяжка, состоящая из двух или более высокопрочных стержней с предварительным натяжением. В результате предварительного натяжения затяжки в балке перекрытия возникают изгибающие напряжения, противоположные напряжениям от действия постоянной и полезной нагрузок.The problem is solved in that when pairing an I-beam with an I-section in a steel frame of a multi-story building, a flange welded to the end of the beam is attached to the wall of the column on high-strength bolts with controlled tension, while leaning on a support table welded to the column of the column. At the junction of the I-beam to the I-beam column, horizontal and diagonal stiffeners are installed on the column, according to the invention, in the near-support zone of the beam, a high-strength tightening is installed, consisting of two or more high-strength rods with preliminary tension. As a result of the pre-tensioning of the tightening in the floor beam, bending stresses arise, which are opposite to the stresses from the action of constant and useful loads.

Высокопрочная затяжка с предварительным натяжением, работающая на растяжение, участвует в передаче изгибающего момента с двутавровой балки на колонну двутаврового сечения от действия постоянной и полезной нагрузок, что увеличивает несущую способность узла сопряжения балки с колонной. Таким образом, установка высокопрочной затяжки с предварительным натяжением увеличивает, как несущую способность самой двутавровой балки, так и несущую способность узла, что приводит к выравниванию пролетного и опорного изгибающих моментов в двутавровой балке перекрытия, и как следствие к уменьшению высоты двутавровой балки перекрытия и расхода стали.High tensile preload tensioning is involved in the transfer of bending moment from the I-beam to the I-beam column from the action of constant and useful loads, which increases the bearing capacity of the interface unit of the beam with the column. Thus, the installation of a high-tensile pretensioning increases both the bearing capacity of the I-beam itself and the bearing capacity of the assembly, which leads to the alignment of the span and supporting bending moments in the I-beam of the floor slab, and as a result to a decrease in the height of the I-beam of the floor slab and steel consumption .

На фиг.1, 2, 3 показан узел сопряжения стальной двутавровой балки 1 с колонной двутаврового сечения 2 с применением высокопрочной затяжки 3, состоящей из двух или более предварительно напряженных высокопрочных стержней по верхнему поясу балки. Одним концом затяжка закреплена анкерным упором 4 на верхнем поясе балки, другим концом, при помощи болтов, крепиться к полке колонны. При этом в месте установки анкерного упора в балке устанавливается поперечное ребро жесткости 5. При эксплуатации здания затяжка 3 располагается в монолитном железобетонном перекрытии 10. Стальная балка 1 опирается фланцем 6 на опорный столик 7, приваренный к полке колонны сварными швами. Нижняя поверхность фланца 6 и верхняя поверхность опорного столика 7 строгаются, для равномерной передачи поперечной силы. Фланец балки крепится к полке колонны при помощи высокопрочных болтов 12 с контролируемым натяжением. Колонна 2 в месте расположения поясов балки усиливается поперечными ребрами жесткости 8 и диагональным ребром 9. В проектный зазор между фланцем и полкой колонны устанавливаются металлические прокладки 11 (Фиг.1, 2, 3).Figure 1, 2, 3 shows the interface node of a steel I-beam 1 with a column of an I-section 2 using high-strength tightening 3, consisting of two or more prestressed high-strength rods in the upper zone of the beam. At one end, the tightening is fixed by an anchor stop 4 on the upper belt of the beam, the other end, using bolts, is attached to the column shelf. At the same time, at the installation site of the anchor stop, a transverse stiffener 5 is installed in the beam. During operation of the building, the tie 3 is located in a monolithic reinforced concrete floor 10. Steel beam 1 is supported by a flange 6 on a support table 7, welded to the column shelf with welds. The lower surface of the flange 6 and the upper surface of the supporting table 7 planed, for uniform transmission of transverse forces. The beam flange is attached to the column shelf using high-strength bolts 12 with controlled tension. Column 2 at the location of the beam belts is reinforced by transverse stiffeners 8 and diagonal rib 9. Metal spacers 11 are installed in the design gap between the flange and the shelf of the column (Figs. 1, 2, 3).

Claims

A node for rigid coupling of an I-beam with an I-section in a steel frame of a multi-storey building, containing a flange welded to the end of the beam, fixed to the column wall on high-strength bolts with controlled tension, supported by a support table welded to the column of the column, and horizontal ribs mounted on the column stiffness at the junction of the beam to the column, characterized in that in the support area of the beam installed high-strength tightening, consisting of two or more high-strength rods with by tension, some ends attached by anchors to the upper shelf of the beam, and others to the shelf of the column.