RU210428U1

RU210428U1 - Building frame element

Info

Publication number: RU210428U1
Application number: RU2022100386U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Коротич
Priority date: 2022-01-12
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2022-04-15

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным составным коробчатым опорным элементам каркаса зданий и сооружений (колонны, арки, портальные рамы, балки и т.п.).Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель и обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение местной и общей жесткости элемента каркаса зданий и сооружений за счет введения дополнительных ребер жесткости и придания результирующей объемной структуре элемента полной геометрической неизменяемости.Данная задача решается за счет того, что в элементе каркаса зданий, включающем четырехугольные оболочки двоякой кривизны с прямыми контурными кромками, соединенные по кромкам с образованием конструкции коробчатого поперечного сечения, оболочки элемента соединены в замкнутые трубчатые кольцевые ярусы с поперечными многоугольными основаниями, состыкованные по кромкам оснований вдоль продольной оси элемента и составленные из боковых складчатых блоков; при этом каждый складчатый блок состоит из двух боковых складок, образованных двумя парами состыкованных контурных оболочек; причем к внутренним кромкам обеих боковых складок каждого блока присоединена центральная ромбовидная оболочка, крайние вершины которой совмещены с серединами противолежащих сторон блока.The utility model relates to the field of construction, namely, to spatial composite box-shaped supporting elements of the frame of buildings and structures (columns, arches, portal frames, beams, etc.). is to increase the local and general rigidity of the element of the frame of buildings and structures by introducing additional stiffeners and giving the resulting volumetric structure of the element complete geometric invariability. This problem is solved due to the fact that in the element of the frame of buildings, connected along the edges to form a box-shaped cross-section structure, the shells of the element are connected into closed tubular annular tiers with transverse polygonal bases, joined along the edges of the bases along the longitudinal axis of the element and made up of lateral folded blocks; wherein each folded block consists of two side folds formed by two pairs of docked contour shells; moreover, a central rhomboid shell is attached to the inner edges of both side folds of each block, the extreme vertices of which are aligned with the midpoints of the opposite sides of the block.

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным составным коробчатым опорным элементам каркаса зданий и сооружений (колонны, арки, портальные рамы, балки и т.п.).The utility model relates to the field of construction, namely, to spatial composite box-shaped supporting elements of the frame of buildings and structures (columns, arches, portal frames, beams, etc.).

Из существующего перечня аналогичных технических решений известен пространственный каркас сооружения, имеющий шестиугольную сотовую структуру, решетчатые грани которой раскреплены диагональными элементами жесткости (а.с. СССР №601363; Пространственный каркас сооружения; Е04В 1/18; 1978). Недостаток данного технического решения, препятствующий получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, заключается в малой изгибной жесткости решетчатых элементов каркаса и его значительной общей деформативности.From the existing list of similar technical solutions, a spatial frame of a structure is known, having a hexagonal honeycomb structure, the lattice faces of which are braced by diagonal stiffeners (AS USSR No. 601363; Spatial frame of the structure; E04B 1/18; 1978). The disadvantage of this technical solution, which hinders the achievement of the technical result provided by the utility model, is the low flexural rigidity of the lattice frame elements and its significant overall deformability.

Также известно решение пространственного двухпоясного решетчатого каркаса купольного покрытия, образованного пересекающимися пространственными стержнями из трехгранных ферм (Трущев А.Г. Пространственные металлические конструкции: Учеб. пособие для вузов. - М.: Стройиздат, 1983. - с. 152, рис. XII.24). Недостаток данного решения заключается в малой местной жесткости решетчатого каркаса.Also known is the solution of a spatial two-belt lattice frame of a dome cover formed by intersecting spatial rods of trihedral trusses (Trushchev A.G. Spatial metal structures: Textbook for universities. - M.: Stroyizdat, 1983. - p. 152, Fig. XII. 24). The disadvantage of this solution lies in the low local rigidity of the lattice frame.

Известна конструкция строительного элемента замкнутого коробчатого сечения, ограниченного соединенными по боковым продольным сторонам профилированными листами трапециедального сечения (а.с. СССР №855146; Пустотелый строительный элемент; Е04С 3/00; 1981). К недостаткам известного решения следует отнести малую местную жесткость тонкостенных оболочек, ограничивающих коробчатую конструкцию элемента, и, как следствие, ее низкую общую жесткость.A well-known construction of a building element of a closed box-shaped section, limited by profiled sheets of trapezoidal section connected along the lateral longitudinal sides (AS USSR No. 855146; Hollow building element; E04C 3/00; 1981). The disadvantages of the known solutions include the low local rigidity of thin-walled shells that limit the box-like structure of the element, and, as a result, its low overall rigidity.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является строительный элемент замкнутого коробчатого сечения типа балки, содержащий два ряда оболочек в виде четырехугольных отсеков гиперболического параболоида, раскрепленных по двум продольным торцам плоскими торцевыми пластинами (а.с. СССР №1157191; Строительный элемент типа коробчатой балки; Е04С 3/04, 3/06; 1985). Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, следует считать малую жесткость элемента при включении в работу плоских торцевых пластин на изгиб, смятие и кручение вдоль продольной оси конструкции.The closest in technical essence to the claimed utility model is a building element of a closed box-shaped section of the beam type, containing two rows of shells in the form of quadrangular compartments of a hyperbolic paraboloid, fixed along two longitudinal ends with flat end plates (AS USSR No. 1157191; Box-type building element beams; E04C 3/04, 3/06; 1985). The disadvantage of this technical solution, which hinders the achievement of the technical result provided by the utility model, is the low rigidity of the element when flat end plates are put into operation for bending, crushing and torsion along the longitudinal axis of the structure.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является увеличение местной и общей жесткости элемента каркаса зданий и сооружений.The task to be solved by the claimed utility model is to increase the local and general rigidity of the frame element of buildings and structures.

Данная задача решается за счет того, что в элементе каркаса зданий, включающем четырехугольные оболочки двоякой кривизны с прямыми контурными кромками, соединенные по кромкам с образованием конструкции коробчатого поперечного сечения, оболочки элемента соединены в замкнутые трубчатые кольцевые ярусы с поперечными многоугольными основаниями, состыкованные по кромкам оснований вдоль продольной оси элемента и составленные из боковых складчатых блоков, при этом каждый складчатый блок состоит из двух боковых складок, образованных двумя парами состыкованных контурных оболочек, причем к внутренним кромкам обеих боковых складок каждого блока присоединена центральная ромбовидная оболочка, крайние вершины которой совмещены с серединами противолежащих сторон блока.This problem is solved due to the fact that in the building frame element, which includes quadrangular shells of double curvature with straight contour edges, connected along the edges to form a box-shaped cross-section structure, the element shells are connected into closed tubular annular tiers with transverse polygonal bases, joined along the edges of the bases along the longitudinal axis of the element and composed of lateral folded blocks, with each folded block consisting of two lateral folds formed by two pairs of docked contour shells, and a central rhomboid shell is attached to the inner edges of both side folds of each block, the extreme vertices of which are aligned with the midpoints of the opposite sides of the block.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение местной и общей жесткости элемента каркаса зданий и сооружений за счет введения дополнительных ребер жесткости и придания результирующей объемной структуре элемента полной геометрической неизменяемости.The technical result provided by the above set of features is an increase in the local and general rigidity of the element of the frame of buildings and structures by introducing additional stiffeners and making the resulting volumetric structure of the element complete geometric invariability.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated by the drawing.

На фиг. 1 изображены общий вид элемента каркаса зданий с вынесенным складчатым блоком, а также его возможное квадратное поперечное сечение (каждый трубчатый ярус содержит по четыре складчатых блока).In FIG. 1 shows a general view of a building frame element with an extended folded block, as well as its possible square cross section (each tubular tier contains four folded blocks).

Элемент каркаса зданий включает четырехугольные оболочки 1, 8 двоякой кривизны с прямыми контурными кромками, соединенные по кромкам с образованием конструкции коробчатого поперечного сечения. Оболочки 1, 8 элемента соединены в замкнутые трубчатые кольцевые ярусы 2 с поперечными многоугольными основаниями 3, состыкованные по кромкам оснований 3 вдоль продольной оси элемента и составленные из боковых складчатых блоков 4. Каждый складчатый блок 4 состоит из двух боковых складок 5, образованных двумя парами состыкованных контурных оболочек 1; причем к внутренним кромкам 6 обеих боковых складок 5 каждого блока 4 присоединена центральная ромбовидная оболочка 7, крайние вершины которой совмещены с серединами противолежащих сторон блока (и, соответственно, противолежащих сторон многоугольных оснований 3 какого-либо трубчатого яруса 2).The building frame element includes quadrangular shells 1, 8 of double curvature with straight contour edges, connected along the edges to form a box-shaped cross-section structure. The shells 1, 8 of the element are connected into closed tubular annular tiers 2 with transverse polygonal bases 3, joined along the edges of the bases 3 along the longitudinal axis of the element and made up of lateral folded blocks 4. Each folded block 4 consists of two lateral folds 5 formed by two pairs of joined contour shells 1; moreover, to the inner edges 6 of both side folds 5 of each block 4, a central diamond-shaped shell 7 is attached, the extreme vertices of which are aligned with the midpoints of the opposite sides of the block (and, accordingly, the opposite sides of the polygonal bases 3 of any tubular tier 2).

Трубчатые кольцевые ярусы 2 элемента каркаса могут состоять из трех и более складчатых блоков 4, соединенных по боковым кромкам 8 контурных оболочек 1. Внутренняя полость собранной трубчатой оболочки элемента каркаса может быть целиком заполнена, например, бетоном. Составная трубчатая форма элемента каркаса может также выполняться пустотелой либо с внутренними диафрагмами-перемычками или какими-либо каркасными деталями.Tubular annular tiers 2 of the frame element may consist of three or more folded blocks 4 connected along the side edges 8 of the contour shells 1. The internal cavity of the assembled tubular shell of the frame element can be completely filled, for example, with concrete. The composite tubular shape of the frame element can also be hollow or with internal diaphragms-bridges or some frame parts.

Контурные оболочки 1 и центральные ромбовидные оболочки 8 выполняются в виде отсеков поверхностей двоякой гауссовой кривизны, изготавливаются, например, из железобетона, стыкуются друг с другом по прямолинейным кромкам и соединяются по выпускам арматуры сваркой.The contour shells 1 and the central rhomboid shells 8 are made in the form of compartments of surfaces of double Gaussian curvature, are made, for example, of reinforced concrete, are joined to each other along straight edges and are connected along the outlets of the reinforcement by welding.

Claims

Element of the frame of buildings, including quadrangular shells of double curvature with straight contour edges, connected along the edges to form a box-shaped cross-section structure, characterized in that the shells of the element are connected into closed tubular annular tiers with transverse polygonal bases, docked along the edges of the bases along the longitudinal axis of the element and composed of lateral folded blocks, wherein each folded block consists of two lateral folds formed by two pairs of docked contour shells, and a central diamond-shaped shell is attached to the inner edges of both side folds of each block, the extreme vertices of which are aligned with the middles of the opposite sides of the block.