RU2133803C1

RU2133803C1 - Framework of multistory building

Info

Publication number: RU2133803C1
Application number: RU98111546A
Authority: RU
Inventors: И.А. Рахман; О.М. Горячев; В.А. Бирин; С.И. Черкасов
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Тема"; Рахман Иосиф Аронович; Горячев Олег Мануилович; Бирин Владимир Александрович; Черкасов Сергей Иванович
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 1999-07-27

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: framework can be used in erection of multistory buildings of various purpose having metal frameworks. Framework has columns which are installed in units of cells created by layout net of axes which are crossing with girders. Columns are connected by girders on which flooring is resting. Girders are located at angle with respect to layout net and create rod system with rhombic cells in horizontal plane. In vertical plane, girders with columns create rigid multiple-span frames. Additional girders can be positioned along line of small diagonal of rhombic cells. Application of aforesaid embodiment of metal framework improves reliability of buildings with such frameworks. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении многоэтажных зданий с металлическими каркасами. The invention relates to the construction and can be used in the construction of multi-storey buildings with metal frames.

Известен металлический каркас многоэтажного многопролетного здания, включающий колонны, стойки и балки (авт. св. N 838020, кл. E 04 B 1/24, 1979). Known metal frame of a multi-storey multi-span building, including columns, columns and beams (ed. St. N 838020, class E 04 B 1/24, 1979).

Наиболее близким к изобретению техническим решением (прототипом) является каркас многоэтажного здания, включающий колонны, установленные по осям разбивочной сетки взаимно перпендикулярных осей, балки, жестко соединенные с колоннами и перекрытия, опертые на балки (Файбишенко В.К. Металлические конструкции. М., Стройиздат, 1984, с. 147 - 149, рис. 121б, с. 153, 154). The technical solution (prototype) closest to the invention is the carcass of a multi-story building, including columns installed along the axes of the grid of mutually perpendicular axes, beams rigidly connected to columns and ceilings supported on beams (Faibishenko V.K. Metal structures. M., Stroyizdat, 1984, p. 147 - 149, fig. 121b, p. 153, 154).

Существенным недостатком известных решений являются недостаточная надежность зданий, обусловленная значительными усилиями, в элементах каркаса от горизонтальных нагрузок, как статических, так и динамических, высокая материалоемкость, а также ограниченность архитектурно-планировочных возможностей. A significant drawback of the known solutions is the insufficient reliability of buildings, due to significant efforts in the frame elements from horizontal loads, both static and dynamic, high material consumption, as well as the limited architectural and planning capabilities.

Задачей изобретения является повышение надежности зданий при одновременном снижении материалоемкости и расширение архитектурно-планировочных решений путем устранения отмеченных недостатков. The objective of the invention is to increase the reliability of buildings while reducing material consumption and the expansion of architectural and planning solutions by eliminating the noted drawbacks.

Поставленная задача решается за счет того, что в каркасе многоэтажного здания, включающем колонны, установленные по осям разбивочной сетки взаимно перпендикулярных осей, балки, расположенные с образованием в плоскости перекрытий ромбовидных или треугольных ячеек, причем треугольные ячейки образованы балками ромбовидных ячеек и дополнительными балками, соединяющими колонны по линии меньшей диагонали ромбовидных ячеек, при этом угол наклона балок ромбовидных ячеек составляет 20 - 40^o с горизонтальной осью разбивочной сетки.The problem is solved due to the fact that in the skeleton of a multi-storey building, including columns installed along the axes of the grid of mutually perpendicular axes, beams located to form diamond-shaped or triangular cells in the plane of overlap, moreover, triangular cells are formed by beams of diamond-shaped cells and additional beams connecting columns along the line of the smaller diagonal of the diamond-shaped cells, while the angle of inclination of the beams of the diamond-shaped cells is 20 - 40 ^o with the horizontal axis of the grid.

Дополнительные балки, соединяющие колонны по линии меньшей диагонали могут быть расположены в теле перекрытий. Additional beams connecting the columns along the line of a smaller diagonal can be located in the body of the floors.

Кроме того, каркас может быть выполнен с ядром жесткости в виде коробчатого элемента, вертикально установленного на всю высоту здания. In addition, the frame can be made with a core of rigidity in the form of a box-shaped element, vertically mounted to the entire height of the building.

Каркас многоэтажного здания включает металлические колонны 1 круглого сечения, установленные в точках пересечения взаимно перпендикулярных осей 2 и 3 с балками 4, расположенными под углом α с горизонтальными осями 2. The frame of a multi-story building includes metal columns 1 of circular cross section, installed at the intersection points of mutually perpendicular axes 2 and 3 with beams 4 located at an angle α with horizontal axes 2.

Колонны 1 жестко соединены между собой, например, с помощью болтовых соединений, а также с металлическими балками 4 (фиг. 4), образуя в горизонтальной плоскости перекрытий 5 жесткую стержневую систему (фиг. 1) с ромбовидными ячейками 6. Columns 1 are rigidly interconnected, for example, using bolted joints, as well as with metal beams 4 (Fig. 4), forming a rigid rod system (Fig. 1) with diamond-shaped cells 6 in the horizontal plane of the ceilings.

Перекрытия 5 выполняют из монолитных или сборных железобетонных плит ромбовидной формы (т.е. по форме ромбовидных ячеек 6), опертых на металлические балки 4, которые могут быть расположены в теле перекрытия 5. Overlappings 5 are made of monolithic or prefabricated reinforced concrete slabs of a rhomboid shape (i.e., in the form of diamond-shaped cells 6), supported on metal beams 4, which can be located in the body of the ceiling 5.

Угол α принимают в пределах 20 - 40^o в зависимости от архитектурно-планировочных решений здания.The angle α take in the range of 20 - 40 ^o depending on the architectural and planning decisions of the building.

Колонны 1, жестко соединенные с балками 4, образуют в вертикальной плоскости жесткие многопролетные рамы 7. (фиг. 2). Columns 1, rigidly connected with beams 4, form rigid multi-span frames 7. in a vertical plane. (Fig. 2).

Каркас здания может быть снабжен дополнительными балками 8, которые соединяют колонны 1 по линии меньшей диагонали ромбовидных ячеек 6 (фиг. 3). В этом случае образуются две треугольные ячейки 9 с треугольными плитами 10, опертыми на балки 4 и 8 по трем сторонам. The building frame can be equipped with additional beams 8, which connect the columns 1 along the line of the smaller diagonal of the diamond-shaped cells 6 (Fig. 3). In this case, two triangular cells 9 are formed with triangular plates 10 supported on beams 4 and 8 on three sides.

В зданиях повышенной этажности каркас может быть выполнен с ядром жесткости в виде железобетонного коробчатого элемента 11, вертикально установленного на всю высоту здания и жестко соединенного с каркасом. In high-rise buildings, the frame can be made with a stiffness core in the form of a reinforced concrete box element 11, vertically mounted to the entire height of the building and rigidly connected to the frame.

Каркас многоэтажного здания работает следующим образом. The frame of a multi-story building works as follows.

Каркас здания воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки. Горизонтальные нагрузки воспринимаются рамами 7, имеющими жесткие узлы соединения с балками 4 (выполненными, например, из спаренных швеллеров) и распложенными под углом α к разбивочной сетке осей. Как показывают расчеты, увеличение длины рамы и количества пролетов снижают усилия в элементах каркаса. Вертикальные нагрузки воспринимаются железобетонными плитами 5 и передаются на балки 4. The building frame accepts both vertical and horizontal loads. Horizontal loads are perceived by frames 7 having rigid connection nodes with beams 4 (made, for example, of paired channels) and arranged at an angle α to the center grid of axes. As calculations show, increasing the length of the frame and the number of spans reduce the effort in the elements of the frame. Vertical loads are perceived by reinforced concrete slabs 5 and transferred to the beams 4.

Установка дополнительных балок 8 позволяет уменьшить расчетные усилия в плитах перекрытий и превратить балочную схему в неизменяемую горизонтальную систему, что увеличивает надежность всей конструктивной схемы здания. При этом ромбовидная плита превращается в две треугольные 10, работающие по трем сторонам. The installation of additional beams 8 allows you to reduce the design effort in the floor slabs and turn the beam scheme into an unchanged horizontal system, which increases the reliability of the entire structural structure of the building. In this case, the diamond-shaped plate turns into two triangular 10, working on three sides.

Неизменяемая горизонтальная балочная система перераспределяет горизонтальную нагрузку между вертикальными элементами каркаса даже при выходе из работы железобетонной плиты, что позволяет использовать изобретение сейсмическом строительстве. An unchanged horizontal beam system redistributes the horizontal load between the vertical frame elements even when the reinforced concrete slab leaves work, which allows the use of the invention of seismic construction.

Поскольку к колоннам 1 может быть прикреплено шесть балок 4 и 8, их целесообразно выполнять круглого сечения. Since six beams 4 and 8 can be attached to the columns 1, it is advisable to make them of circular cross section.

В зданиях повышенной этажности может быть выполнено ядро жесткости в виде коробчатого элемента 11, воспринимающего большую часть горизонтальных нагрузок. In buildings of increased number of storeys, a stiffness core can be made in the form of a box-shaped element 11, which perceives most of the horizontal loads.

Монтаж каркаса осуществляется известным образом из отдельных готовых моделей, включающих стояки с балками. The installation of the frame is carried out in a known manner from individual finished models, including risers with beams.

Как видно на фиг. 1 и 3, изобретение без увеличения типоразмеров элементов каркаса расширяет архитектурно-планировочные возможности проектирования зданий. As seen in FIG. 1 and 3, the invention without increasing the frame sizes of the frame elements expands the architectural and planning capabilities of building design.

Кроме того, оно обеспечивает повышение их надежности при одновременном снижении материалоемкости примерно на 8 - 15%. In addition, it provides an increase in their reliability while reducing material consumption by about 8-15%.

Claims

1. The frame of a multi-storey building, including columns installed along the axes of the layout grid of mutually perpendicular axes, beams rigidly connected to the columns and located at an angle to the axes of the layout grid, and ceilings, characterized in that the beams are arranged to form diamond-shaped or triangular in the plane of the ceilings cells, and the triangular cells are formed by beams of diamond-shaped cells and additional beams connecting the columns along the line of the smaller diagonal of the diamond-shaped cells, while the angle of inclination of the beams of the diamond-shaped cells ek is 20 - 40 ^o C with a horizontal axis staked mesh.

2. The frame according to claim 1, characterized in that the additional beams connecting the columns along the line of the smaller diagonal of the diamond-shaped cells are located in the body of the ceilings.

3. The frame according to claim 1 or 2, characterized in that it is made with a core of rigidity in the form of a box-shaped element, vertically mounted to the entire height of the building.