RU215125U1 - Узел сопряжения стальной колонны с железобетонным фундаментом - Google Patents

Узел сопряжения стальной колонны с железобетонным фундаментом Download PDF

Info

Publication number
RU215125U1
RU215125U1 RU2022117887U RU2022117887U RU215125U1 RU 215125 U1 RU215125 U1 RU 215125U1 RU 2022117887 U RU2022117887 U RU 2022117887U RU 2022117887 U RU2022117887 U RU 2022117887U RU 215125 U1 RU215125 U1 RU 215125U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
column
metal
concrete
base
Prior art date
Application number
RU2022117887U
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Алексеевич Ильин
Денис Александрович Панфилов
Сергей Сергеевич Мордовский
Семён Константинович Землянских
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU215125U1 publication Critical patent/RU215125U1/ru

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, а именно к проектированию и возведению узла сопряжения стальных колонн со сборно-монолитными железобетонными фундаментами. Техническое решение заключается в повышении прочности и жесткости подколонника стальной колонны, повышении надежности работы элементов узла сопряжения. Узел сопряжения включает в себя укороченные анкерные болты-шпильки, соединенные сварным швом с верхом металлической трубы подколонника. Анкерные болты-шпильки пропущены через предусмотренные отверстия опорного кольца базы колонны, навинчиванием высоких гаек на болты-шпильки, приводят узел сопряжения в работу. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно к устройству узлов сопряжения стальных колонн со сборно-монолитными железобетонными фундаментами.
Известен узел стыка сборной колонны с фундаментом, в котором сопряжение сборной колонны с плитной частью фундамента выполнено анкерными болтами, пропущенными через стальную пластину плитной части; в верхней части анкерных болтов выполнена резьба, а нижняя часть - в виде полукольца; закладная деталь в торце колонны выполнена в виде торцевой пластины с отверстиями под анкерныеболты / Патент на ПМ 128636 МПК Е04 В 1/38; Узел стыка сборной железобетонной колонны с фундаментом / Матвеев А.В., Пермяков В.Л., Родевич В.В.; заяв. 09.01.2013, опуб. 27.05.2013, Бюл. №15.[1].
Недостатком этого узла сопряжения является высокий расход металла на изготовление стандартных анкерных болтов, сложность изготовления башмака (базы) колонны, нет обоснований принятых размеров элементов узла стыка.
Известно сопряжение (опирание) стальных конструкций колонны на железобетонный фундамент, включающее размещение типовых анкерных болтов для крепления металлоконструкции башмака (базы) стальной колонны; анкерные болты приняты диаметром
Figure 00000001
, выступающая часть имеет нарезку длиной
Figure 00000002
, глубина заделки
Figure 00000003
; длина отгиба
Figure 00000004
; полная длина болтов
Figure 00000005
; анкерные болты устанавливаются в проектное положение и бетонируются одновременно с фундаментом / Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без ПН) - М., Cтройиздат, 1978, (рис.65 ÷ 67,с.84 ÷ 86) / [2] - принят за прототип.
Недостатками известного узла сопряжения является большая трудоемкость, большой расход стали на изготовление анкерных болтов, не рациональное конструирование элементов узла сочленения, использование низкого класса бетона по прочности на сжатие для изготовления подколонника, как правило, только прямоугольного сечения; не проработаны детально конструирование верхней части фундамента и узла сопряжения со стальной колонной в зависимости от способа опирания стального башмака на фундамент и метода монтажа колонны.
Сущность полезной модели заключается в совершенствовании конструкции узла сопряжения стальной колонны с железобетонным фундаментом, в повышении надежности работы элементов узла сопряжения.
Технический результат - повышение прочности и жесткости подколонника стальной колонны, повышение надежности работы элементов узла сопряжения.
Технический результат достигается тем, что в известном узле сопряжения стальной колонны с железобетонным фундаментом, включающем развитой подколонник, оборудованный анкерными болтами для крепления опорной пластины базы стальной колонны и ребра жесткости, особенностью является то, что развитый подколонник выполнен в виде тонкостенной металлической трубы, заполненной конструктивным бетоном высокой прочности, при этом анкерные болты выполнены в виде укороченных анкерных болтов-шпилек, закрепленных с помощью сварного шва в верхней части металлической трубы, а опорная пластина базы колонны выполнена в виде опорного кольца с отверстиями для пропуска анкерных болтов-шпилек, оборудованных высокими гайками и упругими шайбами. Расчетное сопротивление бетона и его класс по прочности на сжатие (
Figure 00000006
) определено по уравнению:
Figure 00000007
;
где
Figure 00000008
- продольная сила, действующая на обрез фундамента, кН;
Figure 00000009
и
Figure 00000010
- коэффициенты условий работы бетона и металла трубы на сжатие в составе трубобетона:
Figure 00000011
;
Figure 00000012
;
Figure 00000013
- расчетное сопротивление металла трубы на сжатие, МПа;
Figure 00000014
и
Figure 00000015
- площадь сечения металла трубы и площадь бетона, мм2.
Коэффициент условий работы металла (
Figure 00000010
) в составе трубобетона, вычислен с использованием уравнений:
Figure 00000016
;
Figure 00000017
;
где
Figure 00000018
- расчетное сопротивление металла трубы на сжатие в составе трубобетона, МПа;
Figure 00000013
- расчетное сопротивление металла трубы на сжатие, МПа;
Figure 00000019
- эксцентриситет приложения продольной силы на обрез фундамента, мм;
Figure 00000020
- наружный диаметр металлической трубы, мм;
Figure 00000021
- толщина металла трубы, мм.
Площадь сечения металла трубы (
Figure 00000022
) вычислена по уравнению:
Figure 00000023
где
Figure 00000024
и
Figure 00000025
- радиусы трубы наружный и внутренний, мм.
Толщина опорного кольца базы стальной колонны назначена конструктивно в пределах
Figure 00000026
, а площадь опорного кольца базы стальной колонны принята исходя из условий сжатия бетона под опорным кольцом.
Число укороченных анкерных болтов-шпилек и их диаметр определены по расчету на срез, сжатие или растяжение.
Укороченные анкерные болты-шпильки соединены с тонкостенной металлической трубой подколонника двусторонним прерывистым угловым сварным швом: катет шва
Figure 00000027
, длина шва
Figure 00000028
.
Металлическая труба подколонника на уровне обреза фундамента соединена по периметру с опорным кольцом базы стальной колонны односторонним прерывистым сварным швом встык: катет шва
Figure 00000027
, длина шва
Figure 00000029
.
Ребра жесткости и опорное кольцо базы колонны соединены между собой двусторонним сварным швом: катет шва
Figure 00000027
.
На фиг. 1 изображен боковой вид узла сопряжения стальной колонны с трубобетонным подколонником составного внецентренно-сжатого железобетонного фундамента: 1 – стальная колонна; 2 – опорное кольцо базы стальной колонны; 3 – анкерный болт-шпилька; 4 – высокая гайка; 5 – упругая пружинная шайба; 6 – ребро жесткости базы стальной колонны δ = 10 мм; 7 – подколонник; 8 – металлическая труба,
Figure 00000030
.
На фиг. 2 изображено опорное кольцо с 8 отверстиями, расположенными в средней части кольца на одинаковом расстоянии друг от друга: 2 – опорное кольцо базы стальной колонны; 6 – ребро жесткости базы стальной колонны δ = 10 мм; 8 –металлическая труба,
Figure 00000030
.
На фиг. 3 изображена укороченная анкерная болт-шпилька для крепления стальной колонны: 3 – анкерный болт – шпилька; 4 – высокая гайка; 5 –упругая пружинная шайба.
Узел сопряжения стальной колонны с железобетонным фундаментом включает в себя укороченные анкерные болты-шпильки – 3, выполненные из арматурных стержней и установленные в верхней части тонкостенной металлической трубы – 8. На верхней части анкерных болтов-шпилек – 3 выполнена метрическая резьба. Анкерные болты-шпильки – 3 пропущены через отверстия опорного кольца базы стальной колонны – 2. Анкерные болты-шпильки – 3 оборудованы крепежными высокими гайками – 4 и упругими пружинными шайбами – 5. Опорное кольцо базы стальной колонны – 2 оборудовано отверстиями для пропуска анкерных болтов-шпилек – 3. Ребра жесткости базы стальной колонны – 6 приварены по контуру сварными швами к стальной колонне – 1. Соединение анкерных болтов-шпилек – 3 с металлом трубы подколонника – 7 осуществлено двусторонним прерывистым сварным швом, толщина катета шва
Figure 00000031
, соединение металлической трубы – 8 верха подколонника – 7 с опорным кольцом базы стальной колонны – 2 осуществлено односторонним прерывистым сварным швом, толщина катета шва
Figure 00000027
. Полость металлической трубы – 8 подколонника – 7 заполнена конструктивным бетоном повышенной прочности.
Монтаж узла сопряжения стальной колонны – 1 с подколонником – 7 составного железобетонного фундамента производят следующим образом.
Вначале в составе заготовительного процесса изготовляют металлическую трубу – 8 подколонника – 7 и укороченные анкерные болты-шпильки – 3, оборудуя их типовыми высокими гайками – 4 и упругими пружинными шайбами – 5; изготовляют опорное кольцо базы стальной колонны – 2, просверливая восемь отверстий для последующего пропуска анкерных болтов-шпилек – 3; устанавливают с помощью сварных швов укороченные анкерные болты-шпильки – 3 на поверхности тонкостенной металлической трубы – 8 подколонника – 7; затем, выполняя монтажно-укладочные процессы, распределяют, укладывают до верха и уплотняют бетонную смесь в металлической трубе – 8 подколонника – 7. После набора прочности бетоном, стальная колонна – 1 монтируется на подготовленный подколонник – 7 путём установки базы стальной колонны, состоящей из опорного кольца – 2 и ребер жесткости – 6, на укороченные анкерные болты-шпильки – 3 и закручиванием высоких гаек – 4 присоединяют базу стальной колонны на верхнюю часть трубобетонного подколонника – 7. Затем проводят гидроизоляционные работы узла сопряжения стальной колонны – 1 с подколонником – 7 железобетонного фундамента.
Анкерные болты-шпильки, пропущенные через предусмотренные отверстия опорного кольца базы колонны, посредством навинчивания высоких гаек на болты-шпильки, приводят узел сопряжения в работу.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков и техническим результатом заключена в следующем:
Использование несъемной тонкостенной металлической трубы в качестве опалубки для возведения подколонника фундамента приводит к увеличению его жёсткости и прочности за счёт оказания металлической трубой дополнительного сопротивления действующим нагрузкам.
Повышение надежности работы элементов узла сопряжения обеспечивается конструктивными особенностями его исполнения, а именно использованием укороченных анкерных болтов-шпилек, закрепленных с помощью сварного шва в верхней части металлической трубы, которая в дальнейшем заполняется конструктивным бетоном высокой прочности; сопряжением опорной пластины базы стальной колонны с ребрами жёсткости с подколонником посредством анкерных болтов, оборудованных высокими гайками и упругими шайбами.
Использование предлагаемого технического решения по проектированию и изготовлению элементов узла сопряжения стальной колонны с железобетонным подколонником фундамента позволяет увеличить прочность и жесткость подколонника за счет повышения надежности работы элементов узла сопряжения стальной колонны с железобетонным фундаментом.
Источники информации:
1. Патент на ПМ 128 636; МПК Е04 Е 1/38; Узел стыка сборной железобетонной колонны с фундаментом. / Матвеев А.В., Пермяков В.Л., Родевич В.В.; заяв. 09.01.2013, опуб. 27.05.2013, Бюл. №15.
2. Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без ПН) - М., CU, 1978, (рис.65 ÷ 67, с.84 ÷ 86).

Claims (9)

1. Узел сопряжения стальной колонны с железобетонным фундаментом, включающий развитой подколонник, оборудованный анкерными болтами для крепления опорной пластины базы стальной колонны и ребра жесткости, отличающийся тем, что развитый подколонник выполнен в виде тонкостенной металлической трубы, заполненной конструктивным бетоном высокой прочности, при этом анкерные болты выполнены в виде укороченных анкерных болтов-шпилек, закрепленных с помощью сварного шва в верхней части металлической трубы, а опорная пластина базы колонны выполнена в виде опорного кольца с отверстиями для пропуска анкерных болтов-шпилек, оборудованных высокими гайками и упругими шайбами.
2. Узел сопряжения по п. 1, отличающийся тем, что расчетное сопротивление бетона и его класс по прочности на сжатие (
Figure 00000032
) определены по уравнению
Figure 00000033
, где
Figure 00000034
- продольная сила, действующая на обрез фундамента, кН;
Figure 00000035
и
Figure 00000036
- коэффициенты условий работы бетона и металла трубы на сжатие в составе трубобетона:
Figure 00000037
;
Figure 00000038
;
Figure 00000039
- расчетное сопротивление металла трубы на сжатие, МПа;
Figure 00000040
и
Figure 00000041
- площадь сечения металла трубы и площадь бетона, мм2.
3. Узел сопряжения по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что коэффициент условий работы металла (
Figure 00000036
) в составе трубобетона вычислен с использованием уравнений
Figure 00000042
;
Figure 00000043
, где
Figure 00000044
- расчетное сопротивление металла трубы на сжатие в составе трубобетона, МПа;
Figure 00000039
- расчетное сопротивление металла трубы на сжатие, МПа;
Figure 00000045
- эксцентриситет приложения продольной силы на обрез фундамента, мм;
Figure 00000046
- наружный диаметр металлической трубы, мм;
Figure 00000047
- толщина металла трубы, мм.
4. Узел сопряжения по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что площадь сечения металла трубы (
Figure 00000048
) вычислена по уравнению
Figure 00000049
, где
Figure 00000050
и
Figure 00000051
- радиусы трубы наружный и внутренний, мм.
5. Узел сопряжения по п. 1, отличающийся тем, что толщина опорного кольца базы стальной колонны назначена конструктивно в пределах
Figure 00000052
, а площадь опорного кольца базы стальной колонны принята исходя из условий сжатия бетона под опорным кольцом.
6. Узел сопряжения по п. 1, отличающийся тем, что число укороченных анкерных болтов-шпилек и их диаметр определены по расчету на срез, сжатие или растяжение.
7. Узел сопряжения по п. 1, отличающийся тем, что укороченные анкерные болты-шпильки соединены с тонкостенной металлической трубой подколонника двусторонним прерывистым угловым сварным швом: катет шва
Figure 00000053
, длина шва
Figure 00000054
.
8. Узел сопряжения по п. 1, отличающийся тем, что металлическая труба подколонника на уровне обреза фундамента соединена по периметру с опорным кольцом базы стальной колонны односторонним прерывистым сварным швом встык: катет шва
Figure 00000053
, длина шва
Figure 00000055
.
9. Узел сопряжения по п. 1, отличающийся тем, что ребра жесткости и опорное кольцо базы колонны соединены между собой двусторонним сварным швом: катет шва
Figure 00000053
.
RU2022117887U 2022-07-01 Узел сопряжения стальной колонны с железобетонным фундаментом RU215125U1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU215125U1 true RU215125U1 (ru) 2022-11-30

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1318667A1 (ru) * 1985-11-01 1987-06-23 Государственный Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Укрниипроектстальконструкция" Узел сопр жени металлической колонны с фундаментом
RU2004111212A (ru) * 2004-04-05 2005-10-20 Казанска государственна архитектурно-строительна академи КГАСА (RU) Узел сопряжения колонны с фундаментом
RU2675272C1 (ru) * 2018-03-05 2018-12-18 Борис Никифорович Сушенцев Узел сопряжения сборной железобетонной колонны с монолитным фундаментом (варианты)

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1318667A1 (ru) * 1985-11-01 1987-06-23 Государственный Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Укрниипроектстальконструкция" Узел сопр жени металлической колонны с фундаментом
RU2004111212A (ru) * 2004-04-05 2005-10-20 Казанска государственна архитектурно-строительна академи КГАСА (RU) Узел сопряжения колонны с фундаментом
RU2675272C1 (ru) * 2018-03-05 2018-12-18 Борис Никифорович Сушенцев Узел сопряжения сборной железобетонной колонны с монолитным фундаментом (варианты)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105735112B (zh) 基于螺栓连接的快速拼装预制矩形钢管混凝土桥墩
CN107152097B (zh) 带悬挑板框架外附预应力装配式耗能框架加固的结构
CN111962952B (zh) 一种钢管混凝土柱-H型钢梁-钢支撑-π形连接件组合式中柱底部节点及作法
CN113062197B (zh) 一种装配式加劲大悬臂波形钢腹板pc组合箱梁及其施工方法
CN207525883U (zh) 一种装配式混凝土结构梁柱的连接结构
CN107989180B (zh) 一种偏心支撑框架
CN108775084B (zh) 钢-混凝土组合预制梁和预制柱连接结构和施工方法
CN107254937A (zh) 一种内藏x形低屈服点型钢连接件的装配式耗能梁节点
CN108468378B (zh) 一种混凝土结构预制装配式节点
CN113863495B (zh) 一种先张法预应力框架梁柱连接节点
CN104929292A (zh) 一种采用无粘结预应力的压型钢板与混凝土的组合板
CN110593486A (zh) 装配式混凝土柱柱节点连接结构
RU215125U1 (ru) Узел сопряжения стальной колонны с железобетонным фундаментом
CN106978908B (zh) 带剪切软钢阻尼器的内嵌预应力装配式框架加固结构
CN211548015U (zh) 一种预制装配式钢-混凝土组合梁
RU2786462C1 (ru) Узел сопряжения стальной колонны с железобетонным фундаментом
RU2786580C1 (ru) Способ сопряжения стальной колонны с железобетонным фундаментом
CN111851737A (zh) 装配式混凝土框架梁柱干式连接节点
CN208777758U (zh) 一种钢屋架下弦杆补强装置
CN213539881U (zh) 一种钢管混凝土柱H型梁支撑π形组合式中柱底部节点
CN213539882U (zh) 一种钢管混凝土柱H钢梁支撑π形连接边柱中部节点
CN211735010U (zh) 一种装配式覆土波纹钢板-预应力混凝土组合拱桥
CN113789811A (zh) 一种可用于预制大构件的临时紧固连接系统
CN114263093A (zh) 一种全预制装配桥梁及施工方法
CN203939023U (zh) 抗震型预制混凝土三角形实心桩