RU2466243C1 - Multispan two-storied transverse frame of building frame - Google Patents
Multispan two-storied transverse frame of building frame Download PDFInfo
- Publication number
- RU2466243C1 RU2466243C1 RU2011114752/03A RU2011114752A RU2466243C1 RU 2466243 C1 RU2466243 C1 RU 2466243C1 RU 2011114752/03 A RU2011114752/03 A RU 2011114752/03A RU 2011114752 A RU2011114752 A RU 2011114752A RU 2466243 C1 RU2466243 C1 RU 2466243C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crossbars
- columns
- truss
- extreme
- frame
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в металлических каркасах промышленных и гражданских зданий, имеющих, в соответствии с классом ответственности, особо важное народнохозяйственное и социальное значение, а также зданий со взрывоопасными технологическими процессами.The invention relates to the field of construction and can be used in metal frames of industrial and civil buildings, which, in accordance with the class of responsibility, have particularly important economic and social significance, as well as buildings with explosive technological processes.
Известна поперечная рама каркаса здания (RU 2319817, Е04С 3/38, С2), конструктивная схема которой позволяет осуществлять управление осадкой ее колонн. Регулирование напряженного состояния конструкции осуществляется при относительно небольших величинах осадок и кренов. Недостатком указанной рамы является низкая степень живучести при возникновении больших просадок грунта основания, кренов, либо возникновении запроектного воздействия, связанного с мгновенным разрушением какой-либо опоры.The transverse frame of the building frame is known (RU 2319817, Е04С 3/38, С2), the structural scheme of which allows controlling the draft of its columns. Regulation of the stress state of the structure is carried out at relatively small values of sediment and roll. The disadvantage of this frame is the low degree of survivability in the event of large subsidence of the base soil, rolls, or the occurrence of beyond design basis impact associated with the instantaneous destruction of any support.
Известна также многопролетная поперечная рама (RU 2010092, Е04В 1/24, Е04Н 5/00 С1), в которой имеются подкосы, расположенные в ее плоскости и прикрепленные нижними концами к средним колоннам. Верхние концы этих подкосов прикреплены к ригелям покрытия. Распорки между рамами прикреплены одним концом к ригелям в средних и крайних пролетах, а другим концом - к подкосам. Недостатком указанной рамы является высокая чувствительность к запроектным воздействиям, которые могут предполагать разрушение отдельных ригелей или колонн.Also known is a multi-span transverse frame (RU 2010092, ЕВВ 1/24, ЕНН 5/00 С1), in which there are struts located in its plane and attached with their lower ends to the middle columns. The upper ends of these struts are attached to the crossbars. The spacers between the frames are attached at one end to the crossbars in the middle and extreme spans, and at the other end to the struts. The disadvantage of this frame is its high sensitivity to beyond design impacts, which may involve the destruction of individual beams or columns.
Задача изобретения - обеспечение живучести рамы каркаса здания в случае мгновенного исключения из работы несущей системы любой стойки или ригеля любого этажа.The objective of the invention is to ensure the survivability of the frame of the building frame in the event of an instant exclusion from the work of the supporting system of any rack or crossbar of any floor.
Технический результат - надежная конструктивная схема рамы, позволяющая предупреждать прогрессирующее обрушение зданий в случае возникновения запроектных воздействий (локального нагрева при пожаре, провала в карстовую воронку, большой просадки грунта основания, техногенной аварии, террористического акта и т.п.).The technical result is a reliable structural design of the frame, which allows to prevent the progressive collapse of buildings in the event of beyond design basis impacts (local heating during a fire, failure in a karst funnel, large subsidence of the ground, man-made accident, terrorist attack, etc.).
Поставленная задача решена тем, что изготавливается многопролетная двухэтажная поперечная рама каркаса здания, включающая крайние и средние колонны, жестко опирающиеся на фундамент, ригели перекрытия, ферму покрытия и узлы соединения ригелей и фермы покрытия с колоннами, отличающаяся тем, что нижний пояс фермы покрытия связан с расположенными в серединах пролетов узлами соединения раскосов высокопрочными канатами, при этом в пролете соединение нижнего пояса фермы покрытия и канатов выполняется в двух узлах, каждый из которых расположен на расстоянии 0,3-0,4 длины пролета от ближайшей колонны, крайние колонны связаны с фундаментом высокопрочными оттяжками, крайние и средние колонны снабжены опорными узлами ригелей перекрытия, содержащими страховочные устройства, включающие подкосы, упоры, ползуны, подвесы и горизонтальные коротыши, а устройства опорных узлов ригелей перекрытия на средних колоннах дополнительно снабжены страховочными пластинами, пружинами, разделительными угловыми профилями, ребрами жесткости ригелей перекрытия и вращающимися упорами.The problem is solved in that a multi-span two-story transverse frame of the building frame is made, including the extreme and middle columns, rigidly resting on the foundation, the crossbars, the roof truss and the joints of the crossbars and the roof truss with columns, characterized in that the lower belt of the roof truss is connected with high-strength ropes located in the middle of the spans of the brace connection nodes, while in the span the connection of the lower belt of the coating farm and the ropes is performed in two nodes, each of which is located n at a distance of 0.3-0.4 of the span length from the nearest column, the extreme columns are connected to the foundation with high-strength guy wires, the extreme and middle columns are equipped with supporting nodes of the crossbars, containing safety devices, including struts, stops, sliders, suspensions and horizontal shorts, and the devices of the support nodes of the crossbars on the middle columns are additionally equipped with safety plates, springs, dividing angular profiles, stiffeners of the crossbars of the ceiling and rotating stops.
Проведенные расчеты по методу конечных элементов [1] в статической и динамической постановках подтверждают высокую степень живучести рамы в случае мгновенного выведения из работы любой стойки или любого ригеля.The calculations by the finite element method [1] in static and dynamic settings confirm the high degree of survivability of the frame in the case of instant removal from work of any rack or any crossbar.
Конструкция поясняется схемами. На фиг.1 изображена схема поперечной рамы, где 1 - крайние колонны, 2 - средние колонны, 3 - ригели перекрытия, 4 - ферма покрытия, 5 - страховочные пластины, 6 - подкосы, 7 - высокопрочные оттяжки, 8 - высокопрочные канаты; на фиг.2 - узел соединения ригелей перекрытия со средней колонной (узел А), который включает механизмы и страховочные устройства, предотвращающие прогрессирующее обрушение рамы при запроектном воздействии на эту колонну, где 9 - пружины, 10 - упор, 11 - подвесы, 12 - ползуны, 13 - горизонтальные коротыши, 14 - разделительные угловые профили, 15 - ребра жесткости ригелей перекрытия, 16 - вращающиеся упоры, шарнирно связанные со страховочными пластинами 5, 17 - опорные столики, 18 - квадратные прутки; на фиг.3 - схема работы узла А при разрушении правого ригеля 3; на фиг.4 - схема узла А при разрушении средней колонны 2 первого этажа или ее просадке; на фиг.5 - узел соединения ригелей перекрытия с крайней колонной (узел Б), включающий механизм и страховочные устройства, предотвращающие обрушение конструкции перекрытия при разрушении этого ригеля; на фиг.6 - боковой вид узла Б; на фиг.7 - вид узла Б при разрушении ригеля перекрытия 3; на фиг.8 - узел В; на фиг.9 - узел Г; на фиг.10 - узел Д; на фиг.11 - узел Ж; на фиг.12 - боковой вид узла Ж; на фиг.13 - схема рамы при разрушении крайней колонны первого этажа; на фиг.14 - при разрушении крайней колонны второго этажа; на фиг.15 - при разрушении средней колонны первого этажа; здесь пунктиром показаны подкосы, которые будут разрушены при деформировании рамы; на фиг.16 - схема рамы при разрушении средней колонны второго этажа; на фиг.17 - при разрушении элемента нижнего пояса фермы; на фиг.18 - при разрушении ригеля перекрытия в середине пролета; на фиг.19 - при разрушении ригеля перекрытия в приопорной его части.The design is illustrated by diagrams. Figure 1 shows a diagram of the transverse frame, where 1 is the extreme columns, 2 are the middle columns, 3 are the crossbars, 4 is the truss, 5 are the safety plates, 6 are struts, 7 are high-strength guy wires, 8 are high-strength ropes; figure 2 - the connection node of the crossbars with the middle column (node A), which includes mechanisms and safety devices that prevent the progressive collapse of the frame during beyond design impact on this column, where 9 - spring, 10 - emphasis, 11 - suspensions, 12 - sliders, 13 - horizontal shortys, 14 - dividing angular profiles, 15 - stiffeners of crossbars, 16 - rotating stops pivotally connected to
Рама состоит из жестко установленных на фундаменте крайних колонн 1 и средних колонн 2 (см. фиг 1). В уровне перекрытия и покрытия здания крайние колонны 1 связаны с фундаментом высокопрочными оттяжками 7. Ригели перекрытия 3 свободно установлены на опорные столики 17, соединенные с крайними и средними колоннами (см. фиг.2 и 5). Ферма 4 свободно опирается на крайние (см. фиг.9) и средние (см. фиг.8) колонны. В каждом пролете нижний пояс фермы связан в двух узлах Ж, (см. фиг.1, 11) высокопрочными канатами 8 с узлом Д (см. фиг.10). Каждый из узлов Ж расположен на расстоянии 0,3-0,4 длины пролета от ближайшей колонны.The frame consists of
Узлы соединения ригелей перекрытия с крайними и средними колоннами имеют страховочные устройства, включающие упоры 10, подкосы 6, ползуны 12, соединенные подвесами 11 с горизонтальными коротышами 13, и квадратные прутки 18, приваренные к нижним поясам ригелей 3, а средние колонны дополнительно имеют разделительные угловые профили 14 (см. фиг.2), страховочные пластины 5, пружины 9, ребра жесткости ригелей перекрытия 15 и вращающиеся упоры 16, шарнирно связанные со страховочными пластинами 5.The connection points of the crossbars with the extreme and middle columns have safety devices, including
При разрушении крайней колонны 1 первого или второго этажа (см. фиг.1) вертикальные нагрузки, передававшиеся на эту колонну, воспринимаются фермой 4 (см. фиг.13, 14).When the
При разрушении любой из средних колонн 2 первого этажа (см. фиг.1) образуется кинематическая цепь, состоящая из страховочных пластин 5, пружин 9, ригелей 3, связанных с колонной, и подкосов 6. Перемещение цепи длится до момента полного сжатия пружин 9 и заклинивания ребер жесткости 15 ригелей перекрытия вращающимися упорами 16 (см. фиг.4). Если перемещения цепи окажутся большими, то пролетная часть фермы 4 и подкосы 6 разрушатся, при этом образуется конструктивная система, работающая с распором. Горизонтальные усилия распора воспринимаются смежными ригелями и передаются через высокопрочные оттяжки 7, соединяющие фундаменты с колоннами в уровне перекрытия, на фундамент (см. фиг.14, 17). При разрушении средней колонны второго этажа (см. фиг.16) вертикальная нагрузка, передавшаяся ранее на колонну, перераспределяется через ферму на соседние колонны.Upon the destruction of any of the
При разрушении одного из ригелей перекрытия разъединенные части ригеля под действием нагрузок поворачиваются на опорном столике 17 (см. фиг.3 и фиг.7), при этом горизонтальные коротыши 13 освобождают подвесы 11, связанные с ползунами 12. Ползуны 12 под действием сил тяжести перемещаются до соприкосновения с упорами 10, при этом включаются в работу шарнирно связанные с ползунами и ригелями перекрытия 3 подкосы 6, которые воспринимают нагрузки, передаваемые на ригели перекрытия. Для исключения разрушения крепления подкосов к ригелям введены квадратные прутки 18. На средних колоннах 2 установлены распределительные угловые профили 14, выполняющие функции направляющих для ползунов 12.When one of the crossbars is destroyed, the disconnected parts of the crossbar under the action of loads turn on the support table 17 (see Fig. 3 and Fig. 7), while the
При разрушении элемента нижнего пояса фермы покрытия обрушение покрытия предотвращается высокопрочными канатами 8, передающими нагрузку от покрытия в соответствующий узел Д фермы.When the element of the lower belt of the truss coating is destroyed, collapse of the coating is prevented by high-
Анализ типовых конструкций рам металлических каркасов зданий [2] и предложенного решения позволяет сделать вывод о том, что предлагаемая конструкция имеет повышенную живучесть. Это в значительной мере снижает риск прогрессирующего обрушения несущей системы в условиях возникновения запроектных воздействий.Analysis of the typical structures of metal frames of buildings [2] and the proposed solution allows us to conclude that the proposed design has increased survivability. This significantly reduces the risk of progressive collapse of the bearing system in the event of beyond design basis impacts.
Разработанную раму выполняют из сталей и сплавов, применяемых в строительстве, и монтируют известными приемами.The developed frame is made of steel and alloys used in construction, and mounted by known techniques.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST
1. Секулович М.И. Метод конечных элементов [Текст] / М.И.Секулович. - М.: Стройиздат, 1993. - 664 с.1. Sekulovich M.I. Finite Element Method [Text] / M.I.Sekulovich. - M .: Stroyizdat, 1993 .-- 664 p.
2. Мельников Н.П. Металлические конструкции промышленных зданий и сооружений. Справочник проектировщика [Текст] / Н.П.Мельников, А.И.Бежевец, З.И.Брауде и др. - Владимир, 1962. - 591 с.2. Melnikov N.P. Metal structures of industrial buildings and structures. Designer Handbook [Text] / N.P. Melnikov, A.I. Bezhevets, Z.I. Braude and others - Vladimir, 1962. - 591 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011114752/03A RU2466243C1 (en) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Multispan two-storied transverse frame of building frame |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011114752/03A RU2466243C1 (en) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Multispan two-storied transverse frame of building frame |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2466243C1 true RU2466243C1 (en) | 2012-11-10 |
Family
ID=47322300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011114752/03A RU2466243C1 (en) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Multispan two-storied transverse frame of building frame |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2466243C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104358420A (en) * | 2014-11-03 | 2015-02-18 | 中冶建筑研究总院有限公司 | Protection device for preventing continuous collapse of spatial structure |
CN104727568A (en) * | 2015-02-28 | 2015-06-24 | 同济大学 | External steel strand net device preventing structure continuous collapse through tensile strength of steel rods |
CN104806032A (en) * | 2015-02-28 | 2015-07-29 | 同济大学 | Steel strand mesh device with adjustable external resistance for preventing structure from continuous collapsing |
RU2598097C1 (en) * | 2015-07-09 | 2016-09-20 | Иван Сергеевич Рыбкин | Method of increasing buildings stability to emergency effects |
CN109914610A (en) * | 2019-03-20 | 2019-06-21 | 西安建筑科技大学 | Improve the realization system and method for spatial mesh structure progressive collapse-resisting performance |
RU207530U1 (en) * | 2021-02-24 | 2021-11-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" | METAL FRAME OF INCREASED LIFE IN PROGRESSIVE Crash |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2010092C1 (en) * | 1993-05-19 | 1994-03-30 | Станислав Михайлович Баранов | Building and frame of building skeleton |
RU2085685C1 (en) * | 1994-06-29 | 1997-07-27 | Войсковая часть 52609 | Framework of structure |
RU2360076C1 (en) * | 2008-02-12 | 2009-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Skeleton building frame of enhanced reliability |
-
2011
- 2011-04-14 RU RU2011114752/03A patent/RU2466243C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2010092C1 (en) * | 1993-05-19 | 1994-03-30 | Станислав Михайлович Баранов | Building and frame of building skeleton |
RU2085685C1 (en) * | 1994-06-29 | 1997-07-27 | Войсковая часть 52609 | Framework of structure |
RU2360076C1 (en) * | 2008-02-12 | 2009-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Skeleton building frame of enhanced reliability |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104358420A (en) * | 2014-11-03 | 2015-02-18 | 中冶建筑研究总院有限公司 | Protection device for preventing continuous collapse of spatial structure |
CN104727568A (en) * | 2015-02-28 | 2015-06-24 | 同济大学 | External steel strand net device preventing structure continuous collapse through tensile strength of steel rods |
CN104806032A (en) * | 2015-02-28 | 2015-07-29 | 同济大学 | Steel strand mesh device with adjustable external resistance for preventing structure from continuous collapsing |
CN104727568B (en) * | 2015-02-28 | 2017-02-01 | 同济大学 | External steel strand net device preventing structure continuous collapse through tensile strength of steel rods |
CN104806032B (en) * | 2015-02-28 | 2017-02-22 | 同济大学 | Steel strand mesh device with adjustable external resistance for preventing reinforced concrete structure from continuous collapsing |
RU2598097C1 (en) * | 2015-07-09 | 2016-09-20 | Иван Сергеевич Рыбкин | Method of increasing buildings stability to emergency effects |
CN109914610A (en) * | 2019-03-20 | 2019-06-21 | 西安建筑科技大学 | Improve the realization system and method for spatial mesh structure progressive collapse-resisting performance |
CN109914610B (en) * | 2019-03-20 | 2020-05-19 | 西安建筑科技大学 | Implementation system and method for improving continuous collapse resistance of space grid structure |
RU207530U1 (en) * | 2021-02-24 | 2021-11-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" | METAL FRAME OF INCREASED LIFE IN PROGRESSIVE Crash |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2466243C1 (en) | Multispan two-storied transverse frame of building frame | |
US10309643B2 (en) | Structure for seismic isolation, steel support structure, and method for seismic isolation of existing steel support structures | |
CN101831959B (en) | Energy-dissipation beam column node of buckling-restrained bracing | |
JP6513387B2 (en) | Vibration control device for girder bridge and reinforcement method for girder bridge | |
KR20120117364A (en) | Pier bracket supporting main girder used in movable scaffolding system | |
Kim et al. | Progressive collapse-resisting capacity of framed structures with infill steel panels | |
CN109629895A (en) | A kind of bearing diagonal replaces the system of center pillar raising frame-type underground structure anti-seismic performance | |
Lin | Steel sliding-controlled coupled beam modules: Development and seismic behavior for a moment resisting frame | |
CN105350760A (en) | Edge-beam-supporting steel-rod-inclined-pulling and wire-rope-unloading overhanging scaffold construction method | |
RU2426840C1 (en) | Frame of building with higher durability | |
Rahman et al. | Drift analysis due to earthquake load on tall structures | |
CN104278830A (en) | Integrated combined scaffold | |
RU146202U1 (en) | Dismountable flyovers for the quick arrangement of bridge crossings | |
Harshitha et al. | ″Analysis Of RC Framed Structure With Structural Steel Braced Using Etabs ″ | |
Mallikarjuna et al. | Stability analysis of Steel frame structures: P-Delta analysis | |
CN203798665U (en) | Side-direction instability prevention device for steel-frame structure test | |
CN103969112B (en) | Anti-lateral bucking device tested by steel-frame structure | |
RU2360076C1 (en) | Skeleton building frame of enhanced reliability | |
Sarand et al. | Evaluation of seismic performance of improved rocking concentrically braced-frames with zipper columns | |
Chen et al. | Seismic performance of modular braced frames for multi-storey building application | |
RU207530U1 (en) | METAL FRAME OF INCREASED LIFE IN PROGRESSIVE Crash | |
Kulkarni¹ et al. | Study of P-Delta effect on tall steel structure | |
Viji et al. | Seismic performance of RC frame retrofitted using steel bracing. | |
Hosseini et al. | A structural fuse to create repairable buildings with seesaw motion in earthquake and its FE modeling | |
Elkholy et al. | Increasing Robustness of Reinforced Concrete Structures under Column Losses Scenario |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130415 |