RU205941U1

RU205941U1 - Узел рамы с затяжкой

Info

Publication number: RU205941U1
Application number: RU2021110419U
Authority: RU
Inventors: Виталий Владиславович Веселов; Дмитрий Геннадьевич Чарник; Михаил Борисович Москалев
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2021-08-12

Abstract

Узел рамы с затяжкой относится к строительным конструкциям, а именно к рамным каркасам одноэтажных зданий и сооружений. Узел рамы с затяжкой включает стойку (1), ригель (2), затяжку (3) и Г-образную вставку (4) сплошного поперечного сечения, состоящую из стальной оболочки (5) переменной высоты, заполненную бетоном (6), на боковых гранях стальной оболочки (5) в зоне максимальных усилий изгиба узла имеются накладки (7). Стойка (1) и ригель (2) выполнены сплошного поперечного сечения из стальных двутавров или трубчатых профилей и жестко прикреплены к Г-образной вставке (4) через фланцы (8). Затяжка (3) выполнена из стальных арматурных стержней или канатов, шарнирно соединена с накладками (7) через стальной стержень (9). Между ригелем (2) и затяжкой (3) расположены стойки переменной длины (10), которая увеличивается от Г-образной вставки (4) и к середине пролета ригеля (2).Технический результат - снижение материалоемкости за счет расхода стали и повышение жесткости узла рамы с затяжкой. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Полезная модель относится к строительным конструкциям, а именно к рамным каркасам одноэтажных зданий и сооружений.

Известны узлы рамных конструкций типа «Канск», «Орск», «Алма-Ата», в которых несущая металлическая конструкция имеет жестко соединенные с ригелем стойки, опираемые на железобетонный фундамент (Металлические конструкции. В 3 т. Т. 2. Стальные конструкции зданий и сооружений. Справочник проектировщика. / Под общ. ред. В.В. Кузнецова - М.: изд-во АСВ, 1998, с. 210-223 рис. 11.2-11.9).

Недостатком таких технических решений является повышенная материалоемкость конструкции за счет неэффективного использования стали по сечению элементов, чрезмерной толщины стальных элементов, а также по причине усилий распора, которые воспринимаются жесткими узлами элементов и фундаментами.

Известен ангар с металлической кровлей, каркасом и железобетонным фундаментом, в котором каркас выполнен из сборных бесшарнирных рам, установленных бесшарнирной опорой на фундамент, содержащих стропильные балки и колонны, соединенные между собой посредством жестких стыков и затяжкой, при этом стропильные балки и колонны имеют стальную оболочку, заполненную бетоном, на боковых гранях стальной оболочки имеется перфорация, а внутри стропильной балки расположена затяжка и прикреплена к наружным граням колонн (RU 2702032, Е04В 1/22, Е04С 3/293, Е04С 3/34, 03.010.2019 г.).

Недостатком такого технического решения является повышенная материалоемкость конструкции узла сопряжения колонн и балки за счет неэффективного использования стали поперечного сечения элементов каркаса в пределах узла их сопряжения, а также малого выноса затяжки, которая располагается внутри балки.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является узел рамы с затяжкой, включающий стойку, ригель, затяжку, фланцевую пластину, укрепленную ребром жесткости, а затяжка прикрепляется одновременно к ригелю и стойкам рамы в уровне карнизных узлов, при этом стойки и ригель выполнены двухветвевыми сквозного поперечного сечения, ветви предусматриваются из тонкостенных стальных профилей, ветви стоек и ригеля объединяются соединительными планками и диафрагмами, планки выполнены из стального листового проката, а диафрагмы - из тонкостенного профиля С-образного сечения (RU 179 281, Е04В 1/24, Е04С 3/04, 07.05.2018 г.).

Недостатком такого технического решения является повышенная материалоемкость конструкции за счет неэффективного использования стали поперечного сечения элементов каркаса в пределах узла их сопряжения, большого количества монтажных элементов в зоне максимальных усилий изгиба, а также необходимости обеспечения местной устойчивости стальных элементов.

Задача полезной модели - снижение материалоемкости за счет расхода стали и повышение жесткости узла рамы.

Технический результат достигается тем, что узел рамы с затяжкой, включающий стойку, ригель и затяжку, содержит Г-образную вставку сплошного поперечного сечения, состоящую из стальной оболочки переменной высоты, заполненной бетоном, на боковых гранях стальной оболочки имеются накладки, затяжка шарнирно соединена с накладками через стальной стержень, стойки и ригель выполнены сплошного поперечного сечения и жестко прикреплены к Г-образной вставке.

Узел рамы с затяжкой дополнительно может содержать между ригелем и затяжкой стойки переменной длины, которая увеличивается от Г-образной вставки и к середине пролета ригеля.

Сущность полезной модели поясняется чертежами:

на фиг. 1 - общий вид рамы;

на фиг. 2 - узел рамы;

на фиг. 3 - поперечное сечение 1-1;

на фиг. 4 - поперечное сечение 2-2;

на фиг. 5 - поперечное сечение 3-3;

на фиг. 6 - эпюра изгибающих моментов в раме.

Узел рамы с затяжкой (фиг. 1), включающий стойку 1, ригель 2 и затяжку 3, содержит Г-образную вставку 4 сплошного поперечного сечения, состоящую из стальной оболочки 5 переменной высоты, заполненную бетоном 6, на боковых гранях стальной оболочки 5 в зоне максимальных усилий изгиба узла имеются накладки 7 (фиг. 2, 3). Стойка 1 и ригель 2 выполнены сплошного поперечного сечения из стальных двутавров или трубчатых профилей и жестко прикреплены к Г-образной вставке 4 в зоне минимальных усилий изгиба в узле через фланцы 8 (фиг. 4, 5, 6). Стальная оболочка 5 имеет переменную высоту сечения, увеличивающуюся к участку Г-образной вставки 4 с максимальными усилиями изгиба (фиг. 6), и может быть получена путем разрезки трубчатого квадратного или прямоугольного профиля по наклонной линии. Затяжка 3 выполнена из стальных арматурных стержней или канатов и шарнирно соединена с накладками 7 через стальной стержень 9. Между ригелем 2 и затяжкой 3 расположены стойки переменной длины 10, увеличивающейся от Г-образной вставки 4 и к середине пролета ригеля 2 в соответствии с эпюрой изгибающих моментов от внешних нагрузок (фиг. 6).

Сплошное поперечное сечение стойки 1, ригеля 2 и Г-образной вставки 4, развитое в плоскости усилий изгиба, позволяет отказаться от дополнительных соединительных элементов и снизить материалоемкость узла и элементов рамы.

Переменная высота сечения стальной оболочки 5 Г-образной вставки 4, увеличивающаяся к участку узла с максимальными усилиями изгиба (фиг. 5), позволяет уменьшить расход стали элементов и снизить материалоемкость узла.

Заполнение стальной оболочки 5 Г-образной вставки 4 бетоном 6 повышает несущую способность узла при действии напряжений общего изгиба и местного изгиба граней стальной оболочки 5, что позволяет уменьшить расход стали и снизить материалоемкость узла при повышении жесткости. Бетон 6, находясь в замкнутом контуре стальной оболочки 5 Г-образной вставки 4, обладает повышенными прочностными характеристиками, что снижает материалоемкость узла.

Наличие затяжки 3 под ригелем 2 позволяет регулировать нормальные напряжения общего изгиба в стойке 1, ригеле 2 и Г-образной вставке 4, воспринимать усилия распора, что приводит к уменьшению расхода стали и, как следствие, к снижению материалоемкости узла и элементов рамы, а также повышает жесткость рамы.

Переменная длина стоек 10 позволяет регулировать очертание затяжки 3 и добиться наиболее эффективного регулирования усилий в стойке 1, ригеле 2 и затяжке 3, что приводит к снижению материалоемкости узла и элементов рамы.

Наличие накладок 7 на боковых гранях стальной оболочки 5 Г-образной вставки 4 в зоне максимальных усилий изгиба узла (фиг. 5) позволяет воспринимать максимальные значения изгибающих моментов, что приводит к снижению материалоемкости узла.

Наличие фланцев 8 на концах Г-образной вставки 4, размещаемых в зонах минимальных изгибающих моментов стойки 1 и ригеля 2, позволяет снизить расход материалов на устройство узлов их сопряжения, что приводит к снижению материалоемкости узла.

Несущая способность узла рамы с затяжкой обеспечивается подбором класса бетона, марки стали, размеров поперечного сечения элементов, очертанием затяжки и величиной ее натяжения.

Claims

1. Узел рамы с затяжкой, включающий стойку, ригель и затяжку, отличающийся тем, что содержит Г-образную вставку сплошного поперечного сечения, состоящую из стальной оболочки переменной высоты, заполненной бетоном, на боковых гранях стальной оболочки имеются накладки, затяжка шарнирно соединена с накладками через стальной стержень, стойки и ригель выполнены сплошного поперечного сечения и жестко прикреплены к Г-образной вставке.

2. Узел рамы с затяжкой по п. 1, отличающийся тем, что между ригелем и затяжкой расположены стойки переменной длины, которая увеличивается от Г-образной вставки и к середине пролета ригеля.