RU2037015C1

RU2037015C1 - Building frame

Info

Publication number: RU2037015C1
Authority: RU
Inventors: Геннадий Григорьевич Михайлов; Владимир Семенович Посников
Original assignee: Геннадий Григорьевич Михайлов; Владимир Семенович Посников
Priority date: 1992-02-26
Filing date: 1992-02-26
Publication date: 1995-06-09

Abstract

FIELD: construction of metal frames. SUBSTANCE: building frame has gantry beams and posts of composite section made from formed bars with mutually perpendicular strips and walls, upper and lower supporting beams mounted on gantry beam and below it, cross-bracings, angular insertion pieces, suspension members and cover plates. Gantry beam is formed as triangular girder with chords made from formed bars of section. Girder chords are brought onto outer face of posts and chord strips are turned in opposite directions. Posts are made from two channel bars having different lengths and forming l-shaped cross section. One channel bar has inclined upper end and is fixed to upper chord of girder. Other channel bar has horizontal upper end and is fixed to lower chord of girder. Each channel bar of post is fastened through angular insertion pieces positioned between its strips and adjoining strips of associated girder chord. Upper chords of one pair of adjacent girders are faced in opposite directions. Strips of upper chords of each subsequent girder are turned similarly to that of previous girder. Upper supporting beams on two adjacent girders with chords turned in opposite directions are provided with cantilevered overhangs positioned in symmetry and disposed on their ends. The length of subsequent upper supporting beams corresponds to girder spacing. Walls of upper supporting beams are successively connected by cover plates. Lower supporting beams are positioned with increased space between them and their ends are axially aligned with girders. Lower supporting beams between two adjacent girders having chords turned in opposite directions and are fixed at both sides directly to lower chord. Subsequent supporting beams are secured with their one side directly to lower chord and with their other side to lower side through suspension member. EFFECT: increased efficiency. 8 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, а более конкретно, к металлическим конструкциям легких, преимущественно, сборно-разборных зданий. The invention relates to the construction, and more particularly, to metal structures of light, mainly collapsible buildings.

Известен каркас здания, включающий ригели и стойки из прокатных стальных профилей и прогоны (пат. ФРГ N 887259, кл. 37 B 3/08, 1953). К недостаткам указанного устройства относится большой расход металла на прокатные профили и сложность обеспечения многократной сборки и разборки каркаса. Known frame of the building, including crossbars and racks of rolled steel profiles and girders (US Pat. Germany N 887259, CL 37 B 3/08, 1953). The disadvantages of this device include high metal consumption for rolling profiles and the difficulty of ensuring multiple assembly and disassembly of the frame.

Наиболее близким к заявленному является каркас здания, включающий ригели и стойки составного сечения из гнутых профилей с взаимно перпендикулярными полками и стенками, установленные на ригели прогоны и распорки (Справочник проектировщика. Металлические конструкции одноэтажных производственных зданий. М. СИ, 1979, с. 50-52, рис. 2.34). В этом решении металлоемкость каркаса снижается за счет частичного использования гнутых профилей, однако остается достаточно высокой в связи с наличием жестких рамных узлов и сплошных стенок в сечении ригеля и колонны. При этом операции по изготовлению, монтажу и демонтажу металлоконструкций здесь весьма трудоемки в связи с использованием фланцевых соединений и необходимостью установки болтов по всему контуру поперечного сечения ригелей и стоек. Совмещение функций кровельного ограждения в одном уровне ограничивает перечень используемых здесь материалов, удорожая конструкцию, наклонное расположение нижнего пояса ригеля увеличивает отапливаемый объем помещения и исключает устройство потолка. Не обеспечена защита вертикальных ограждений от атмосферных осадков, что в целом с учетом предыдущего снижает эксплуатационные качества здания. Closest to the claimed is the building frame, including crossbars and racks of composite section from bent profiles with mutually perpendicular shelves and walls, girders and struts installed on the crossbars (Designer Guide. Metal structures of one-story industrial buildings. M. SI, 1979, p. 50- 52, Fig. 2.34). In this solution, the metal consumption of the frame is reduced due to the partial use of bent profiles, however, it remains quite high due to the presence of rigid frame assemblies and solid walls in the cross-section of the crossbar and the column. At the same time, operations on the manufacture, installation and dismantling of metal structures here are very laborious due to the use of flange connections and the need to install bolts along the entire contour of the cross section of the crossbars and racks. The combination of the functions of the roof fence at one level limits the list of materials used here, increasing the cost of construction, the inclined arrangement of the lower girder belt increases the heated volume of the room and eliminates the installation of the ceiling. The protection of vertical fences from precipitation is not ensured, which, in general, taking into account the previous one, reduces the operational qualities of the building.

Изобретение направлено на снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления, упрощение монтажа и улучшение условий эксплуатации. The invention is aimed at reducing the metal consumption and the complexity of manufacturing, simplifying installation and improving operating conditions.

Поставленные задачи решаются тем, что каркас здания, включающий ригели и стойки составного сечения из гнутых профилей с взаимно перпендикулярными полками и стенками, установленные на ригеле прогоны и распорки, снабжен прогонами, установленными под ригелем, угловыми вставками, подвесными элементами и накладками, ригели выполнены в виде треугольной фермы с поясами из гнутых профилей открытого сечения, причем пояса фермы выведены за наружную грань стойки и полки поясов развернуты в противоположные стороны, стойки выполнены из двух швеллеров различной длины, образующих двутавровое сечение, один из швеллеров имеет наклонный верхний торец и прикреплен к верхнему поясу фермы, второй швеллер имеет горизонтальный торец и прикреплен к нижнему поясу фермы, причем крепление каждого швеллера стойки выполнено посредством угловых вставок между его полками и прилегающими полками соответствующего пояса фермы, верхние пояса одной пары смежных ферм обращены в противоположные стороны, а полки верхних поясов каждой из последующих ферм развернуты аналогично предыдущей, верхние прогоны на двух смежных фермах с противоположно развернутыми поясами снабжены по обоим концам симметричными консольными свесами, длина последующих верхних прогонов соответствует шагу ферм, а их стенки последовательно соединены накладками, нижние прогоны установлены с увеличенным шагом, их торцы размещены по осям ферм, причем нижние прогоны между двумя смежными фермами с противоположно развернутыми поясами закреплены по обеим сторонам к нижнему поясу ферм непосредственно, а все последующие закреплены одной стороной к нижнему поясу непосредственно, а другой через подвесной элемент. The tasks are solved in that the building frame, including crossbars and racks of composite section from bent profiles with mutually perpendicular shelves and walls, runs and struts installed on the crossbar, equipped with runs installed under the crossbar, corner inserts, hanging elements and overlays, the crossbars are made in in the form of a triangular truss with belts from bent profiles of open section, moreover, the truss belts are pulled out of the outer edge of the rack and the shelf shelves are turned in opposite directions, the racks are made of two channels Of various lengths, forming an I-section, one of the channels has an inclined upper end and is attached to the upper zone of the truss, the second channel has a horizontal end and is attached to the lower zone of the truss, and each channel of the rack is secured by angular inserts between its shelves and adjacent shelves of the corresponding farm belts, the upper belts of one pair of adjacent farms are turned in opposite directions, and the shelves of the upper belts of each of the subsequent farms are deployed similarly to the previous one, the upper runs on two adjacent trusses with oppositely deployed belts equipped with symmetrical cantilevered overhangs at both ends, the length of the subsequent upper runs corresponds to the step of the trusses, and their walls are connected in series with overlays, the lower runs are installed with an increased step, their ends are placed along the axes of the trusses, and the lower runs between two adjacent trusses with oppositely deployed belts are fixed on both sides to the lower truss belt directly, and all subsequent trusses are fixed on one side to the lower belt directly tween, and the other through the suspension element.

Использование ригеля в виде треугольной фермы с поясами из гнутых профилей открытого сечения с развернутыми в противоположные стороны полками и составных стоек двутаврового сечения из гнутых швеллеров позволяет существенно снизить металлоемкость каркаса. Вывод поясов ферм за наружную грань стоек, выполнение швеллеров стоек разновысокими с наклонным верхним торцом у одного из них и горизонтальным у другого и раздельное крепление швеллеров стоек к верхнему и нижнему поясу фермы посредством угловых вставок между соответствующими полками соединяемых элементов упрощает стык, обеспечивая снижение трудоемкости изготовления и монтажа, и позволяет одновременно увеличить его жесткость за счет разнесения крепежных деталей относительно оси изгиба. Введение нижних прогонов наряду с верхними позволяет упростить конструкцию покрытия за счет разделения функций на два уровня, что расширяет перечень используемых материалов, в том числе и более дешевых, снижает отапливаемый объем помещения, обеспечивает возможность устройства потолка, т. е. улучшает условия эксплуатации. Установка одной пары смежных ферм с расположением полок верхних поясов противоположно друг другу и размещение на них удлиненных верхних прогонов с симметричными консольными свесами обеспечивают создание основной, базовой секции каркаса, к которой с обоих торцов пристраиваются рядовые однотипные секции с установкой всех последующих ферм аналогично предыдущей. Using a crossbar in the form of a triangular truss with belts from open-section bent profiles with flanges deployed in opposite directions and composite I-section racks from bent channels allows to significantly reduce the metal consumption of the frame. The withdrawal of truss belts beyond the outer edge of the racks, the execution of channel racks of different racks with an inclined upper end at one of them and horizontal at the other and separate fastening of channel racks to the upper and lower truss belt by means of angular inserts between the respective shelves of the connected elements simplifies the joint, reducing the complexity of manufacturing and installation, and allows you to simultaneously increase its rigidity due to the spacing of fasteners relative to the axis of the bend. The introduction of lower runs along with the upper ones makes it possible to simplify the coating design by dividing the functions into two levels, which expands the list of materials used, including cheaper ones, reduces the heated volume of the room, provides the possibility of installing a ceiling, i.e., improves operating conditions. The installation of one pair of adjacent trusses with the shelves of the upper belts opposite to each other and the placement of elongated upper runs with symmetrical cantilever overhangs on them provide the creation of the main, basic section of the frame, to which ordinary sections of the same type are attached from both ends with the installation of all subsequent trusses similar to the previous one.

Выполнение последующих верхних прогонов и всех нижних прогонов длиной, равной шагу ферм, позволяет унифицировать указанные элементы каркаса. Использование накладок в соединении стенок верхних прогонов и закрепление нижних прогонов непосредственно к нижним поясам ферм базовой секции, а всех последующих нижних прогонов одной стороной к нижним поясам непосредственно, другой стороной посредством подвесных элементов, обеспечивают полную идентичность как последующих верхних, так и всех нижних прогонов, что позволяет снизить трудоемкость изготовления элементов и упростить монтаж каркаса. Наличие консольных свесов верхних прогонов базовой секции каркаса при длине всех последующих прогонов, равной шагу ферм, обеспечивает при любом количестве секций надежную защиту торца здания от атмосферных осадков, а размещение торцов нижних прогонов по осям ферм обеспечивает целостность торцевого ограждения в уровне нижних поясов ферм, что улучшает эксплуатационные качества здания. Последнему способствует также выведение за внешние грани колонн верхних поясов ферм, обеспечивающее защиту от дождя продольных стен здания. Размещение нижних прогонов с увеличенным шагом по сравнению с верхними позволяет выполнить все прогоны из одного типоразмера гнутого профиля, исходя из соотношения нагрузок на кровлю и чердачное перекрытие, что ведет к дополнительному снижению металлоемкости и трудоемкости изготовления за счет дальнейшего повышения степени унификации. Performing subsequent upper runs and all lower runs with a length equal to the step of the trusses, allows you to unify these elements of the frame. The use of overlays in connecting the walls of the upper runs and fixing the lower runs directly to the lower belts of the trusses of the base section, and all subsequent lower runs on one side to the lower belts directly, on the other side by means of suspension elements, ensure complete identity of both the subsequent upper and all lower runs, which allows to reduce the complexity of manufacturing elements and simplify the installation of the frame. The presence of cantilevered overhangs of the upper runs of the base frame section with a length of all subsequent runs equal to the truss step provides reliable protection of the building end from any precipitation for any number of sections, and the placement of the ends of the lower runs along the truss axes ensures the integrity of the end fence at the level of the lower truss belts, which improves the performance of the building. The latter also contributes to the removal of the upper truss belts beyond the outer edges of the columns, which ensures the longitudinal walls of the building are protected from rain. Placing the lower runs with an increased step compared to the upper allows you to perform all runs from one type of bent profile, based on the ratio of the loads on the roof and the attic floor, which leads to an additional decrease in metal consumption and the complexity of manufacturing due to a further increase in the degree of unification.

Достижение перечисленных выше технических результатов возможно только при использовании всей совокупности известных и новых признаков заявленного объекта. The achievement of the above technical results is possible only when using the entire combination of known and new features of the claimed object.

На фиг. 1 показан поперечный разрез каркаса здания; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 вид по стрелке Г на фиг. 3; на фиг. 6 вид по стрелке Д на фиг. 3; на фиг. 7 узел I на фиг. 2; на фиг. 8 узел II на фиг. 2. In FIG. 1 shows a cross section of a building frame; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1; in FIG. 4, section BB in FIG. 3; in FIG. 5 is a view along arrow D in FIG. 3; in FIG. 6 is a view along arrow D in FIG. 3; in FIG. 7 node I in FIG. 2; in FIG. 8 node II in FIG. 2.

Заявленный каркас здания включает ригели 1, стойки 2, верхние 3 и нижние 4 прогоны и распорки 5. Ригели 1 выполнены в виде треугольной фермы с верхними 6 и нижними 7 поясами из гнутых профилей открытого сечения с взаимно перпендикулярными стенками и полками, например, из швеллера и уголка, причем полки 8 швеллера верхнего пояса 6 и полка 9 уголка нижнего пояса 7 развернуты в противоположные стороны. Пояса 6 и 7 фермы ригеля 1 выведены за наружную грань стоек 2. Стойки 2 выполнены из двух гнутых швеллеров 10 и 11 различной длины, образующих двутавровое сечение. Швеллер 10 имеет горизонтальный верхний торец и прикреплен к нижнему поясу 7 ригеля 1 посредством угловых вставок 12 между полкой 9 уголка нижнего пояса 7 и полками швеллера 10. Швеллер 11 имеет наклонный верхний торец и прикреплен к верхнему поясу 6 ригеля 1 посредством угловых вставок 14 и 15 между полкой 8 швеллера верхнего пояса 6 и полками 16 швеллера 11. Одна пара смежных ферм 1, образующая базовую секцию 17 каркаса, смонтирована так, что полки 8 их верхних поясов 6 обращены в противоположные стороны, а все последующие фермы 1, соответствующие рядовым секциям 18 каркаса по обе стороны от базовой секции 17, смонтированы с направлением полок верхних поясов 6 аналогично предыдущим фермам 1. The claimed building frame includes crossbars 1, racks 2, upper 3 and lower 4 runs and struts 5. Crossbars 1 are made in the form of a triangular truss with upper 6 and lower 7 belts from open-section curved profiles with mutually perpendicular walls and shelves, for example, from a channel and a corner, moreover, the shelves 8 of the channel of the upper belt 6 and the shelf 9 of the corner of the lower belt 7 are deployed in opposite directions. Belts 6 and 7 of the crossbar truss 1 are brought out beyond the outer edge of the struts 2. The racks 2 are made of two bent channels 10 and 11 of different lengths, forming an I-section. The channel 10 has a horizontal upper end and is attached to the lower belt 7 of the crossbar 1 by means of corner inserts 12 between the shelf 9 of the corner of the lower belt 7 and the shelves of the channel 10. The channel 11 has an inclined upper end and is attached to the upper zone 6 of the crossbar 1 by the corner inserts 14 and 15 between the shelf 8 of the channel of the upper belt 6 and the shelves 16 of the channel 11. One pair of adjacent trusses 1, forming the base section 17 of the frame, is mounted so that the shelves 8 of their upper belts 6 are turned in opposite directions, and all subsequent trusses 1 corresponding to ordinary sections 18 of the frame on both sides of the base section 17 are mounted with the direction of the shelves of the upper zones 6 similar to the previous trusses 1.

Верхние прогоны 3, смонтированные в рядовых секциях 18, выполнены из гнутых швеллеров, длина которых соответствует шагу ферм 1, а смонтированные в базовой секции 17 снабжены симметричными консольными свесами 19, т.е. стык верхних прогонов 3 смещен с оси ферм 1, а крайние верхние прогоны 20 образуют консоли 21 по торцам каркаса. Стенки 22 верхних прогонов 3 соединены между собой последовательно накладками 23. The upper runs 3 mounted in the ordinary sections 18 are made of bent channels, the length of which corresponds to the step of the trusses 1, and those mounted in the base section 17 are equipped with symmetrical cantilevered overhangs 19, i.e. the joint of the upper runs 3 is offset from the axis of the trusses 1, and the extreme upper runs 20 form a console 21 at the ends of the frame. The walls 22 of the upper runs 3 are interconnected sequentially by plates 23.

Нижние прогоны 4 установлены с увеличенным шагом по сравнению с верхними прогонами 3 под нижним поясом 7 ферм 1. Длина нижних прогонов 4 соответствует шагу ферм 1. Нижние прогоны 4 в базовой секции 17 закреплены непосредственно к полкам 9 нижних поясов 7 ферм 1. Все последующие нижние прогоны 4 одним концом закреплены к стенке 24 нижнего пояса 7 посредством подвесного элемента 25, а другим непосредственно к полкам 9 нижних поясов 7. The lower runs 4 are installed with an increased step compared with the upper runs 3 under the lower girdle of 7 trusses 1. The length of the lower runs 4 corresponds to the pitch of trusses 1. The lower runs 4 in the base section 17 are fixed directly to the shelves 9 of the lower girders of 7 trusses 1. All subsequent lower runs 4 at one end are fixed to the wall 24 of the lower belt 7 by means of a suspension element 25, and the other directly to the shelves 9 of the lower zones 7.

Для крепления элементов каркаса между собой во всех рассмотренных выше узлах каркаса могут быть использованы любые известные виды соединений как неразъемные, если отсутствует необходимость многократного использования каркаса, так и разъемные, в том числе болтовые, как принято в конкретном примере реализации изобретения. For fixing frame elements to each other in all the frame nodes discussed above, any known types of connections can be used as one-piece, if there is no need for multiple use of the frame, or detachable, including bolted, as is customary in a specific example embodiment of the invention.

Claims

BUILDING FRAME, including racks of composite section from bent profiles with mutually perpendicular shelves and walls, crossbars in the form of a triangular truss, the belts of which are extended beyond the outer edge of the racks, struts and runs installed on the upper truss belts, characterized in that the frame is equipped with additional runs, located under the lower truss belt, and both of the latter belts are made of open-section bent profiles, the shelves of which are turned in opposite directions, and the racks are made up of two channels of different lengths with With a double-tee section, one of the channels has an inclined upper end and is attached to the upper truss belt, and the other has a horizontal upper end and is attached to the lower truss belt, while each channel of the struts is fastened to the truss belts by means of corner inserts placed between its shelves and adjacent shelves of the corresponding truss belt, moreover, the shelves of the upper belts of two adjacent trusses are turned in opposite directions, and the shelves of the upper belts of subsequent trusses are deployed similarly to the shelves of adjacent trusses m farms, while runs on two adjacent farms with oppositely deployed shelves are equipped at both ends with symmetrical cantilever overhangs, and the length of subsequent main runs corresponds to the step of the trusses, and the walls of all runs are connected in series by means of overlays, and the ends of the additional runs are placed along the axes of the trusses, this additional runs between two adjacent trusses with oppositely deployed shelves are fixed on both sides to their lower belt, respectively, and all subsequent to the lower belt EPM, one side and the other side directly by the suspended element.