RU2716751C1 - Узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками (варианты) - Google Patents
Узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2716751C1 RU2716751C1 RU2019100728A RU2019100728A RU2716751C1 RU 2716751 C1 RU2716751 C1 RU 2716751C1 RU 2019100728 A RU2019100728 A RU 2019100728A RU 2019100728 A RU2019100728 A RU 2019100728A RU 2716751 C1 RU2716751 C1 RU 2716751C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- beams
- support beams
- steel
- horizontal
- shell
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
- E04B1/20—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stonelike material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для возведения зданий и сооружений из трубобетонных конструкций. Сущность: в первом и втором вариантах узел содержит соосно сопряженные стальные трубы круглого сечения с бетонным ядром внутри, соединенные между собой и с горизонтальными опорными балками посредством насадки-оболочки, которая представляет собой стальную трубу круглого сечения; в отличие от первого варианта во втором варианте стальная труба заглушена со стороны свободного торца. В обоих вариантах на наружной поверхности насадки-оболочки в местах сопряжения с балками выполнены крепежные столики в виде горизонтальных пластин, соединенных с вертикальными треугольными пластинами-укосами. Узел снабжен стальными уголками, соединяющими балки с насадкой-оболочкой, причем крепежные столики расположены попарно и симметрично относительно горизонтальной плоскости балок, а стальные уголки - попарно и симметрично относительно вертикальной плоскости балок. Технический результат: повышение несущей способности конструкции путем увеличения ее устойчивости. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к строительству, а именно к системе узлов стоек каркаса и опорных балок, и может быть использовано для возведения зданий и сооружений из трубобетонных конструкций, относящихся по конструктивной схеме к каркасным или каркасно-ствольным.
Известна трубчатая строительная конструкция, включающая соосно сопряженные стальные трубы с бетонным ядром внутри, соединенные между собой и с горизонтальными несущими балками узловым соединительным элементом. При этом узловой соединительный элемент выполнен в виде трех соединенных основаниями цилиндров, горизонтальные балки введены внутрь среднего цилиндра, а концы балок снабжены перфорацией или прорезями для соединения концов балок стальными элементами (см. патент РФ №2241100, Е04С 3/34).
Недостатком данной конструкции является ее невысокая несущая способность в виду нарушения целостности конструкции, а также передачи нагрузки от перекрытий только на трубную часть трубобетонной конструкции без передачи ее на бетонное ядро, когда металлическая часть оказывается перегруженной, а бетонная часть недогруженной, что приводит к снижению устойчивости конструкции. Кроме того, при отсутствии жесткого соединения металлических элементов разница во внутренних диаметрах верхней и нижней труб подразумевает наличие зазора, приводящего к люфту конструкции и соответственно к уменьшению ее устойчивости. Также, составные, собранные из мелких труб, стойки внецентренно сжаты с резко изменяющимся в вертикальной оси эксцентриситетом, что снижает несущую способность трубчатой строительной конструкции.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является узел сопряжения трубобетонных колонн с балками перекрытий, включающий соосно сопряженные стальные трубы круглого сечения с бетонным ядром внутри, соединенные между собой и с горизонтальными опорными балками узловым соединительным элементом, на наружной поверхности которого в местах сопряжения с торцевой частью опорных балок выполнены крепежные столики, представляющие собой горизонтальные пластины, которые жестко соединены с вертикальными треугольными пластинами-укосами. Причем узловой соединительный элемент выполнен в виде замкнутого полого элемента по форме внутренней полости сопрягаемых стальных труб и имеет сквозное осевое отверстие, а крепежные столики попарно и соосно размещены относительно стоек-колонн (см. патент РФ №95691, Е04В 1/38, Е04В 1/20).
Недостатком известной конструкции является отсутствие сплошности трубы трубобетонной колонны, а также исключение стальной трубы из функциональной работы узла, поскольку воспринимаемая нагрузка фактически передается только бетонному заполнению. Это влечет за собой уязвимость узла сопряжения элементов от действия изгибающих моментов и боковых нагрузок и, как следствие, приводит к снижению несущей способности конструкции в целом. Кроме того, замкнутый полый элемент, расположенный внутри колонны, препятствует равномерному заполнению внутренней полости трубы бетоном, нарушая сплошность бетонной составляющей трубобетонной колонны. Вместе с тем, узел сопряжения неудобен в монтаже, требует точной подгонки элементов, дополнительной выверки ее составных элементов.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что:
- в первом варианте узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками, содержащий соосно сопряженные стальные трубы круглого сечения с бетонным ядром внутри, соединенные между собой и с горизонтальными опорными балками узловым соединительным элементом, на наружной поверхности которого в местах сопряжения с торцевой частью опорных балок выполнены крепежные столики, представляющие собой горизонтальные пластины, которые жестко соединены с вертикальными треугольными пластинами-укосами, согласно изобретению узел снабжен стальными уголками, жестко соединяющими опорные балки с узловым соединительным элементом, выполненным в виде насадки-оболочки, которая представляет собой стальную трубу круглого сечения, горизонтальные пластины крепежных столиков жестко соединены с опорными балками, а в вертикальных треугольных пластинах-укосах выполнены пазы для обеспечения жесткой связи между стойкой-колонной и насадкой-оболочкой, причем крепежные столики расположены попарно и симметрично относительно горизонтальной плоскости опорных балок, а стальные уголки - попарно и симметрично относительно вертикальной плоскости опорных балок;
- во втором варианте узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками, содержащий стальную трубу круглого сечения с бетонным ядром внутри, соединенную с горизонтальными опорными балками узловым соединительным элементом, на наружной поверхности которого в местах сопряжения с торцевой частью опорных балок выполнены крепежные столики, представляющие собой горизонтальные пластины, которые жестко соединены с вертикальными треугольными пластинами-укосами, согласно изобретению узел снабжен стальными уголками, жестко соединяющими опорные балки с узловым соединительным элементом, выполненным в виде насадки-оболочки, которая представляет собой стальную трубу круглого сечения, заглушенную со стороны свободного торца, горизонтальные пластины крепежных столиков жестко соединены с опорными балками, а в вертикальных треугольных пластинах-укосах выполнены пазы для обеспечения жесткой связи между стойкой-колонной и насадкой-оболочкой, причем крепежные столики расположены попарно и симметрично относительно горизонтальной плоскости опорных балок, а стальные уголки - попарно и симметрично относительно вертикальной плоскости опорных балок.
Технический результат, обеспечиваемый заявляемым изобретением, заключается в повышении несущей способности трубобетонной конструкции путем увеличения ее устойчивости при сохранении целостной длины трубы, изготовленной в заводских условиях. Это достигается за счет вовлечения в работу под воздействием нагрузки как стальной трубы, так и бетонного ядра. Это означает, что конструкция стоек-колонн будет иметь минимальное количество соединительных стыков, обусловленное техническими возможностями заводов-изготовителей трубной продукции в выпуске длинномерных полуфабрикатов для трубобетонных конструкций.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 схематично изображен узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками с полой насадкой-оболочкой (первый вариант);
- на фиг. 2 схематично изображен узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками с насадкой-оболочкой, заглушенной со стороны свободного торца (второй вариант);
- на фиг. 3 схематично изображен узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками с полой насадкой-оболочкой в изометрии;
- на фиг. 4 раз А-А на фиг. 1;
- на фиг. 5 схематично изображена система узлов жесткого соединения ячеек трубобетонных конструкций.
По первому варианту узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками содержит соосно сопряженные стальные трубы 1 и 2 круглого сечения с бетонным ядром внутри, жестко соединенные между собой и с горизонтальными опорными балками 3 узловым соединительным элементом 4.
По второму варианту узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками содержит стальную трубу 2 круглого сечения с бетонным ядром внутри, жестко соединенную с горизонтальными опорными балками 3 узловым соединительным элементом 4.
В обоих вариантах на наружной поверхности узлового соединительного элемента 4 в местах сопряжения с торцевой частью опорных балок 3 выполнены крепежные столики, представляющие собой горизонтальные пластины 5, которые жестко соединены с вертикальными треугольными пластинами-укосами 6. Крепежные столики расположены попарно и симметрично относительно горизонтально плоскости опорных балок 3. Узел сопряжения снабжен стальными уголками 7 стандартного профиля, жестко соединяющими опорные балки 3 с узловым соединительным элементом, выполненным в виде насадки-оболочки 4.
По первому варианту насадка-оболочка представляет собой стальную трубу круглого сечения, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра сопряженных стальных труб 1 и 2 для обеспечения ее свободной надвижки на трубы 1 и 2.
По второму варианту насадка-оболочка 4 представляет собой стальную трубу круглого сечения, заглушенную со стороны свободного торца посредством стального листа 8 круглого сечения. Причем внутренний диаметр насадки-оболочки 4 больше наружного диаметра стальной трубы 2 для обеспечения ее свободной надвижки на трубу 2.
В обоих вариантах горизонтальные пластины 5 крепежных столиков жестко соединены с опорными балками 3, а на вертикальных треугольных пластинах-укосах 6 выполнены пазы для обеспечения жесткой связи между стойкой-колонной и насадкой-оболочкой 4. Причем крепежные столики расположены попарно и симметрично относительно горизонтальной плоскости опорных балок 3.
Сборку заявляемого изобретения производят следующим образом.
Предварительно перед началом монтажа узлов сопряжения осуществляют изготовление трубы-оболочки стойки-колонны из мерных стальных труб 1 и 2 круглого сечения заводского изготовления на стеллажах, оборудованных специальными устройствами по их соосному центрованию. При этом длина стойки-колонны и количество соединяемых труб будут зависеть от проектного решения в части высоты здания или сооружения и технической возможности завода-изготовителя по выпуску максимальной длины трубы требуемого сечения.
По первому варианту стыки сварного соединения стальных труб 1 и 2 между собой и места соединения стоек-колонн с опорными балками 3 усиливают путем установки насадки-оболочки 4, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра сопряженных стальных труб 1 и 2 для обеспечения ее свободной надвижки на трубы 1 и 2. Монтаж насадки-оболочки 4 к стойкам-колоннам производят заранее с учетом местоположения узлов сопряжения путем ее надвижки на стойки-колонны с их последующим соединением электродуговой сваркой двумя нахлесточными сварными швами.
По второму варианту места соединения стоек-колонн с опорными балками 3 усиливают путем установки насадки-оболочки 4, изготовленной из стальной трубы круглого сечения, заглушенной со стороны свободного торца посредством стального листа 8 круглого сечения. Причем внутренний диаметр насадки-оболочки 4 больше наружного диаметра стальной трубы 2 для обеспечения ее свободной надвижки на трубу 2. Монтаж насадки-оболочки 4 к стойкам-колоннам производят заранее с учетом местоположения узлов сопряжения путем надвижки заглушенной насадки-оболочки 4 на свободный торец стойки-колонны с последующим соединением электродуговой сваркой одним нахлесточным сварным швом со стороны стойки-колонны и одним тавровым сварным швом со стороны стального листа 8.
Такое соединение элементов в обоих вариантах обеспечивает максимальную жесткость и устойчивость конструкции. Для создания высокой прочности конструкции длина насадки-оболочки 4 по вертикальной оси должна быть не менее двух ее наружных диаметров.
Далее для первого и второго варианта стойки-колонны устанавливают в вертикальное проектное положение и поярусно осуществляют монтаж опорных балок 3 в соответствии с объемно-планировочным решением. В качестве опорных балок 3 длиной до 6 метров в зданиях и сооружениях целесообразно применять стальные двутавры по СТО АСЧМ 20-93. При этом до монтажа опорных балок 3 в проектное положение производится установка горизонтальных стальных пластин 5 попарно и симметрично относительно горизонтальной плоскости опорных балок 3 посредством электродуговой сварки поверх полок каждой из сторон стального двутавра 3. Затем опорные балки 3 с пластинами 5 при помощи подъемного крана перемещают в проектное горизонтальное положение и стыкуют со стойкой-колонной посредством треугольных вертикальных стальных пластин-укосов 6 с пазом для обеспечения жесткой связи между стойкой-колонной и насадкой-оболочкой 4. И сначала сверху, а затем снизу относительно опорных балок 3 жестко соединяют горизонтальными и вертикальными сварными швами. Затем осуществляют монтаж электродуговой сваркой двумя вертикальными сварными швами стальных уголков стандартного профиля 7, жестко соединяющих опорные балки 3 с насадкой-оболочкой 4. При этом до монтажа стальных уголков 7 им посредством нагревания и передачи небольшого усилия ударным способом придают форму, при которой значение угла между полками составляет 108 градусов. При таком конструктивном исполнении треугольные стальные пластины-укосы 6 будут воспринимать вертикальные нагрузки, а стальные уголки 7 - горизонтальные.
Монтаж трубобетонной конструкции осуществляют в вертикальном развитии. После полного сварного соединения всех связей и узлов конструкции производят заполнение напорным методом внутренней полости стальных труб 1 и 2 бетонной смесью, которая после твердения и набора прочности образует бетонное ядро. Такой порядок монтажа производят с целью добиться полной усадки и предварительного напряжения конструкции под действием собственного веса, чтобы не допустить разрушение бетона касательными напряжениями в ходе и по окончанию сборки.
Заявляемое изобретение работает следующим образом.
По первому и второму варианту стойки-колонны и насадки-оболочки 4 совместно с опорными балками 3 смежных ячеек создают в расчетной системе жесткие диски с защемлением. Под действием равномерно распределенной нагрузки перекрытий в опорной балке 3 возникают внутренние напряжения, препятствующие ее растяжению, направленные вдоль продольной оси внутрь балки 3. Под действием этих напряжений вследствие защемления опорной балки 3 в стойке-колонне трубобетонной конструкции в местах их соединений возникают местные растягивающие поперечные деформации, влекущие возникновение продольной сжимающей силы, направленной вдоль оси трубобетонной конструкции.
По второму варианту возникшая в месте сопряжения стоек-колонн с опорными балками продольная сжимающая сила, направленная вдоль оси трубобетонной конструкции вниз, через заглушенную со стороны свободного торца насадку-оболочку 4 благодаря равенству диаметров бетонного ядра и круглой пластины 8 из стального листа равномерно передается на бетонное ядро, наиболее устойчивое для восприятия такого рода нагрузок.
Таким образом, заявляемые варианты узлов сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками позволяют повысить несущую способность трубобетонной конструкции за счет увеличения ее устойчивости.
Claims (2)
1. Узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками, содержащий соосно сопряженные стальные трубы круглого сечения с бетонным ядром внутри, соединенные между собой и с горизонтальными опорными балками узловым соединительным элементом, на наружной поверхности которого в местах сопряжения с торцевой частью опорных балок выполнены крепежные столики, представляющие собой горизонтальные пластины, которые жестко соединены с вертикальными треугольными пластинами-укосами, отличающийся тем, что узел снабжен стальными уголками, жестко соединяющими опорные балки с узловым соединительным элементом, выполненным в виде насадки-оболочки, которая представляет собой стальную трубу круглого сечения, горизонтальные пластины крепежных столиков жестко соединены с опорными балками, а в вертикальных треугольных пластинах-укосах выполнены пазы для обеспечения жесткой связи между стойкой-колонной и насадкой-оболочкой, причем крепежные столики расположены попарно и симметрично относительно горизонтальной плоскости опорных балок, а стальные уголки - попарно и симметрично относительно вертикальной плоскости опорных балок.
2. Узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками, содержащий стальную трубу круглого сечения с бетонным ядром внутри, соединенную с горизонтальными опорными балками узловым соединительным элементом, на наружной поверхности которого в местах сопряжения с торцевой частью опорных балок выполнены крепежные столики, представляющие собой горизонтальные пластины, которые жестко соединены с вертикальными треугольными пластинами-укосами, отличающийся тем, что узел снабжен стальными уголками, жестко соединяющими опорные балки с узловым соединительным элементом, выполненным в виде насадки-оболочки, которая представляет собой стальную трубу круглого сечения, заглушенную со стороны свободного торца, горизонтальные пластины крепежных столиков жестко соединены с опорными балками, а в вертикальных треугольных пластинах-укосах выполнены пазы для обеспечения жесткой связи между стойкой-колонной и насадкой-оболочкой, причем крепежные столики расположены попарно и симметрично относительно горизонтальной плоскости опорных балок, а стальные уголки - попарно и симметрично относительно вертикальной плоскости опорных балок.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019100728A RU2716751C1 (ru) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019100728A RU2716751C1 (ru) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2716751C1 true RU2716751C1 (ru) | 2020-03-16 |
Family
ID=69898291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019100728A RU2716751C1 (ru) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2716751C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2241100C1 (ru) * | 2003-06-18 | 2004-11-27 | Открытое акционерное общество "Московский институт материаловедения и эффективных технологий" | Трубчатая строительная конструкция |
KR20060005465A (ko) * | 2004-07-13 | 2006-01-18 | 삼성물산 주식회사 | 콘크리트충전 강관기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조및 그 시공방법 |
RU95691U1 (ru) * | 2010-03-09 | 2010-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Узел сопряжения трубобетонных колонн с балками перекрытий |
RU2503782C2 (ru) * | 2012-07-06 | 2014-01-10 | Александр Вячеславович Курочкин | Способ наращивания трубобетонных колонн и их сопряжения с перекрытиями |
-
2019
- 2019-01-10 RU RU2019100728A patent/RU2716751C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2241100C1 (ru) * | 2003-06-18 | 2004-11-27 | Открытое акционерное общество "Московский институт материаловедения и эффективных технологий" | Трубчатая строительная конструкция |
KR20060005465A (ko) * | 2004-07-13 | 2006-01-18 | 삼성물산 주식회사 | 콘크리트충전 강관기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조및 그 시공방법 |
RU95691U1 (ru) * | 2010-03-09 | 2010-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Узел сопряжения трубобетонных колонн с балками перекрытий |
RU2503782C2 (ru) * | 2012-07-06 | 2014-01-10 | Александр Вячеславович Курочкин | Способ наращивания трубобетонных колонн и их сопряжения с перекрытиями |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10851537B2 (en) | Assemblable structural column joint connection using fiber-reinforced concrete filled round double steel tubes and mounting method thereof | |
KR101076581B1 (ko) | 중공형 콘크리트 충전 이중 강관기둥과 에이치형강 보의 접합부 구조 및 시공방법 | |
CN103437425A (zh) | 一种预制中空型钢混凝土柱与钢梁的连接节点及施工方法 | |
CN106351462B (zh) | 一种临时钢管支撑预应力加固结构及其施工方法 | |
KR100951646B1 (ko) | 이중강관구조의 콘크리트 충전 강재기둥의 제조방법 | |
US20150252581A1 (en) | Base angle attachment assemblies | |
CN111042579A (zh) | 用于承重结构的快速回顶装置及方法 | |
KR101174548B1 (ko) | 콘크리트충전 강관기둥 시스템 | |
RU2716751C1 (ru) | Узел сопряжения трубобетонных стоек-колонн с опорными балками (варианты) | |
CN112900919A (zh) | 一种装配式钢结构支撑装置 | |
JP2008095499A (ja) | 柱梁接合構造 | |
KR101636471B1 (ko) | 연결부가 구비된 콘크리트 충전 기둥 및 이를 이용한 콘크리트 충전 기둥의 시공방법 | |
KR200372315Y1 (ko) | 역타설 시스템의 이동 조립식 지지 브라켓 구조 | |
JP2011149265A (ja) | 梁部材および建物構造体 | |
CN103806530B (zh) | 一种异形悬挑钢结构及其施工方法 | |
CN215802266U (zh) | 一种封闭腔体柱子与钢梁的直插式免螺栓连接节点 | |
CN109680872A (zh) | 一种装配式钢结构承重立柱 | |
KR101597895B1 (ko) | 흙막이 벽체 지지용 버팀보의 연결구조 및 그 연결방법 | |
RU2691249C1 (ru) | Узел сопряжения трубобетонных колонн с балками перекрытий | |
JP6690909B2 (ja) | 足場押圧部材及び足場ユニット | |
CN218952751U (zh) | 一种用于空心建筑施工的操作平台 | |
CN112324049A (zh) | 一种用于小空间的钢结构网架 | |
RU2747999C1 (ru) | Способ устройства конической капители для трубобетонных колонн круглого сечения | |
KR101016057B1 (ko) | 철골 콘크리트 건축물의 철근 배근 장치 | |
KR100885662B1 (ko) | 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물 |