RU2122083C1

RU2122083C1 - Steel concrete member

Info

Publication number: RU2122083C1
Application number: RU97109093/03A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Давидович Чихладзе (UA); Эдуард Давидович Чихладзе; В.И.(RU) Колчунов; В.И. Колчунов; н И.Р.(RU) Адам; И.Р. Адамян
Original assignee: Белгородская государственная технологическая академия строительных материалов
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1997-05-28
Publication date: 1998-11-20

Abstract

FIELD: building structures, in particular, main load-bearing members of buildings and structures, including machine rooms of atomic power plants, columns, beams. SUBSTANCE: to increase load-carrying abilities, secured in steel concrete member are profiled sheets with transverse corrugations. Profiled sheets are connected by means of connecting members to rolled sections confining the concrete core. Connecting members are made from angles and secured to sections. In this case, profiled sheets are secured to angle flanges from outside. Steel concrete member may have sections with protruding flanges and may be provided with additional profiled sheets with connecting members. Connecting members are secured to protruding flanges of sections to form closed rectangular hollow filled with concrete. In so doing, additional profiled sheets are secured to flange of angle from interior side. EFFECT: higher load-carrying capacity of steel concrete member. 2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к основным несущим элементам зданий и сооружений, в том числе машинных залов атомных электростанций, колоннам, балкам. The invention relates to building structures, namely to the main load-bearing elements of buildings and structures, including engine rooms of nuclear power plants, columns, beams.

Известны конструкции из стальных труб, заполненных бетоном (патент ФРГ N 1559558, кл. E 04 C 3/34, 1973; заявка Японии N 526533, кл. E 04 C 3/34, 1977). Основная идея этих изобретений заключается в уменьшении прочности стальной обоймы на сжатие в осевом направлении. Достигается это разными способами. Так, например, в патенте ФРГ обойма выполнена из профилированной полосы, сваренной по винтовой линии, а в патенте Японии описана конструкция опорного элемента, обойма которого выполнена из развальцованного цилиндра. Функции обоймы в этих конструкциях при работе на центральное сжатие сводятся к обжатию бетона в поперечном направлении, что приводит к увеличению его прочности. В осевом направлении обойма не работает вследствие большой деформативности. Known designs of steel pipes filled with concrete (German patent N 1559558, CL E 04 C 3/34, 1973; Japanese application N 526533, CL E 04 C 3/34, 1977). The main idea of these inventions is to reduce the axial compression strength of the steel cage. This is achieved in many ways. So, for example, in the FRG patent, the ferrule is made of a profiled strip welded along a helix, and the Japanese patent describes the design of the support element, the ferrule of which is made of a flared cylinder. The functions of the cage in these structures during central compression are reduced to compressing the concrete in the transverse direction, which leads to an increase in its strength. In the axial direction, the clip does not work due to the large deformability.

Известна также конструкция (заявка Японии N 526534, кл. E 04 C 3/34, 1977), в которой обойма выполнена гофрированной, при этом гофры располагаются перпендикулярно продольной оси элемента. A construction is also known (Japanese application N 526534, class E 04 C 3/34, 1977), in which the cage is made corrugated, while the corrugations are perpendicular to the longitudinal axis of the element.

Недостатком такой конструкции является: неэффективность работы при внецентренном сжатии и изгибе вследствие того, что обойма деформативная в продольном направлении и не способна воспринимать растягивающих усилий, а бетон, как известно, плохо работает на растяжение; трудоемкость изготовления замкнутой гофрированной обоймы. The disadvantage of this design is: inefficiency during eccentric compression and bending due to the fact that the clip is deformative in the longitudinal direction and is not able to absorb tensile forces, and concrete, as is known, does not work well in tension; the complexity of manufacturing a closed corrugated clip.

Наиболее близкой по технической сущности является конструкция колонны (авт. св. СССР N 1668587, кл. E 04 C 3/34, 1989) прямоугольного поперечного сечения, которая включает продольные арматурные стержни, объединенные диафрагмами из уголков, устанавливаемыми по длине колонны с постоянным шагом, продольные стержни уголкового профиля, устанавливаемые в углах сечения, облицовку с продольным расположением гофр, при этом облицовка крепится к продольным стержням уголкового профиля и к уголкам диафрагм. The closest in technical essence is the column construction (ed. St. USSR N 1668587, class E 04 C 3/34, 1989) of rectangular cross section, which includes longitudinal reinforcing bars joined by diaphragms from the corners, installed along the column with a constant pitch , longitudinal rods of the angle profile installed in the corners of the section, the lining with the longitudinal arrangement of the corrugations, while the lining is attached to the longitudinal rods of the angle profile and to the corners of the diaphragms.

Недостатками такой конструкции являются: низкая несущая способность вследствие нерационального расположения гофр, облицовка не защищена от потери устойчивости в продольном направлении, бетонное ядро, лишенное поперечного обжатия, работает в условиях одноосного напряженного состояния и следовательно не имеет повышенной прочности. Кроме того, продольные гофры облицовки крепятся к уголкам диафрагмы только одной полкой, что снижает несущую способность облицовки и всего сечения. The disadvantages of this design are: low bearing capacity due to the irrational arrangement of the corrugations, the cladding is not protected from buckling in the longitudinal direction, the concrete core, devoid of transverse compression, works under uniaxial stress conditions and therefore does not have increased strength. In addition, the longitudinal corrugations of the cladding are attached to the corners of the diaphragm with only one shelf, which reduces the bearing capacity of the cladding and the entire section.

Изобретение направлено на повышение несущей способности сталебетонного элемента. The invention is aimed at increasing the bearing capacity of a steel-concrete element.

Это достигается тем, что в сталебетонном элементе, включающем бетонное ядро, ограниченное прокатными профилями, к которым посредством соединительных элементов прикреплены профилированные листы, теперь, согласно предлагаемому решению, профилированные листы выполнены с поперечными гофрами, а соединительные элементы выполнены уголкового профиля и прикреплены к прокатным профилям, при этом профилированные листы прикреплены к полкам уголкового профиля с наружной стороны. Сталебетонный элемент может содержать прокатные профили с выступающими полками и быть снабженным дополнительными профилированными листами с соединительными элементами. В этом случае соединительные элементы прикреплены к выступающим полкам прокатных профилей с образованием замкнутой прямоугольной полости, заполненной бетоном, при этом дополнительные профилированные листы прикреплены к полкам уголкового элемента с внутренней стороны. Повышение несущей способности достигается тем, что бетонное ядро работает в условиях объемного напряженного состояния, прокатные профили имеют высокую прочность и устойчивость, профилированные листы прикреплены к соединительным элементам верхними и нижними полками в "торец" с внутренней или наружной сторон, в свою очередь соединительные элементы прикреплены к прокатным профилям продольными швами. This is achieved by the fact that in a steel-concrete element including a concrete core limited to rolling profiles, to which profiled sheets are attached by means of connecting elements, now, according to the proposed solution, the profiled sheets are made with transverse corrugations, and the connecting elements are made of a corner profile and attached to the rolling profiles while the profiled sheets are attached to the shelves of the corner profile from the outside. The steel-concrete element may contain rolling profiles with protruding shelves and be provided with additional profiled sheets with connecting elements. In this case, the connecting elements are attached to the protruding shelves of the rolling profiles with the formation of a closed rectangular cavity filled with concrete, while additional profiled sheets are attached to the shelves of the corner element from the inside. The increase in the bearing capacity is achieved by the fact that the concrete core operates in the conditions of volumetric stress state, the rolled profiles have high strength and stability, the shaped sheets are attached to the connecting elements by the upper and lower shelves in the "end" from the inside or outside, in turn, the connecting elements are attached to rolling profiles with longitudinal seams.

На фиг. 1 показан сталебетонный элемент; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, где прокатные профили из швеллеров, профилированные листы прикреплены к полкам уголкового профиля с наружной стороны. На фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1, где прокатные профили из двутавров с выступающими полками, профилированные листы прикреплены к полкам уголкового профиля как с наружной, так и с внутренней стороны. На фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1, где прокатные профили из уголков, профилированные листы прикреплены к полкам уголкового профиля с наружной стороны. На фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 1, где прокатные профили из швеллеров с выступающими полками и двутавра, расположенного внутри ядра, профилированные листы прикреплены к полкам уголкового профиля как с наружной, так и с внутренней стороны, и где замкнутые полости, ограниченные швеллерами и профилированными листами, заполненные бетоном образуют дополнительные бетонные ядра. На фиг. 6 - узел А на фиг. 1; на фиг. 7 - сечение Б-Б на фиг. 6. In FIG. 1 shows a steel-concrete element; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1, where the rolled profiles are made of channels, profiled sheets are attached to the shelves of the corner profile from the outside. In FIG. 3 is a section AA in FIG. 1, where rolling profiles from I-beams with protruding shelves, profiled sheets are attached to the shelves of the corner profile from both the outside and the inside. In FIG. 4 - section AA in FIG. 1, where the rolling profiles from the corners, profiled sheets are attached to the shelves of the corner profile from the outside. In FIG. 5 is a section AA in FIG. 1, where the rolled profiles are made of channels with protruding shelves and an I-beam located inside the core, the profiled sheets are attached to the shelves of the corner profile from both the outside and the inside, and where closed cavities bounded by channels and profiled sheets filled with concrete form additional concrete kernels. In FIG. 6 - node A in FIG. one; in FIG. 7 is a section BB in FIG. 6.

Сталебетонный элемент состоит из прокатных профилей 1, профилированных листов 2, соединительных элементов из уголков 3, бетонных ядер 4. The steel-concrete element consists of rolling profiles 1, profiled sheets 2, connecting elements from corners 3, concrete cores 4.

Продольную нагрузку воспринимает бетонное ядро, работающее в условиях объемного напряженного состояния, вследствие бокового обжатия, создаваемого многосвязной обоймой: прокатные профили и соединительные уголки. Бетонное ядро имеет повышенную прочность по сравнению с прочностью неизолированного бетона, а прокатные профили и соединительные уголки в значительной степени защищены бетоном от потери местной и общей устойчивости. Профилированные листы создают поперечное обжатие бетонного ядра. Они не могут потерять устойчивость в продольном направлении. Это достигается благодаря тому, что профилированные листы прикреплены к соединительным элементам уголкового профиля с внутренней или наружной стороны, в "торец" прерывистым швом верхними и нижними полками. Соединительные уголки приварены продольным швом к прокатным профилированным листам (фиг. 6 и 7) и таким образом включаются в работу в продольном направлении. Это позволит значительно повысить несущую способность сталебетонного элемента. The longitudinal load is absorbed by the concrete core operating in the conditions of volumetric stress state due to lateral compression created by a multiply connected clip: rolled profiles and connecting corners. The concrete core has increased strength compared to the strength of uninsulated concrete, and rolling profiles and connecting corners are largely protected by concrete from loss of local and general stability. Profiled sheets create a transverse compression of the concrete core. They cannot lose stability in the longitudinal direction. This is achieved due to the fact that the profiled sheets are attached to the connecting elements of the corner profile from the inside or outside, in the "butt" by an intermittent seam of the upper and lower shelves. The connecting corners are welded with a longitudinal seam to the rolled profiled sheets (Fig. 6 and 7) and thus are included in the work in the longitudinal direction. This will significantly increase the bearing capacity of the steel-concrete element.

Кроме того, применение сталебетонных элементов в практике строительства позволит также значительно улучшить показатели материалоемкости, стоимости и трудоемкости строительства за счет рационального использования материалов, применения прокатных профилей, соединительных уголков и профилированных листов в качестве опалубки, закладных деталей, совмещения функций рабочей арматуры с защитными и изоляционными функциями, повышения прочности бетона за счет эффекта обоймы, способности сечения работать при внецентренном сжатии и изгибе, предотвращения местной потери устойчивости стенок прокатных профилей. In addition, the use of steel-concrete elements in construction practice will also significantly improve the indicators of material consumption, cost and labor intensity of construction due to the rational use of materials, the use of rolling profiles, connecting corners and profiled sheets as formwork, embedded parts, combining the functions of working reinforcement with protective and insulating functions, increasing the strength of concrete due to the effect of the cage, the ability of the section to work with eccentric compression and bending, p edotvrascheniya local buckling walls rolled profiles.

Claims

1. Steel-concrete element, comprising a concrete core, limited to rolling profiles, to which profiled sheets are attached by means of connecting elements, characterized in that the profiled sheets are made with transverse corrugations, and the connecting elements are made of a corner profile and attached to the rolling profiles, while the profiled sheets are attached to the shelves of the corner profile from the outside.

2. The steel-concrete element according to claim 1, characterized in that the rolling profiles are made with protruding shelves and are provided with additional profiled sheets with connecting elements attached to the protruding shelves of the rolling profiles with the formation of a closed rectangular cavity filled with concrete, with additional profiled sheets attached to shelves of the corner element from the inside.