RU80866U1 - Рама каркаса здания - Google Patents

Abstract

Техническим результатом полезной модели является повышение прочности конструкции рамы и ее устойчивости. Другим полученным техническим результатом является повышение надежности и безопасности рамы и каркаса здания. Рама каркаса здания содержит колонны с опорами, соединенные с колоннами наклонные балки, смежные концы которых соединены между собой, соединительные элементы, посредством которых выполнены указанные соединения, причем каждая колонна и каждая наклонная балка выполнены из зеркально соединенных соединительными элементами пары профилей с отбортовками, направленными в противоположные стороны. Соединительные элементы расположены между профилями и связаны с ними крепежными элементами, расположенными в отверстиях профилей и каждого соединительного элемента. Каждый соединительный элемент содержит среднюю часть и перпендикулярно простирающиеся от нее в противоположные стороны крайние части, образующие полки, активно взаимодействующие с наружными поверхностями отбортовок профилей колонн и балок, при этом взаимодействие каждой полки с отбортовкой профиля осуществлено путем поджатия отбортовки к полке за счет упругости отбортовки или путем их соединения между собой. Каждый соединительный элемент имеет Н-образную форму, выполнен сварным и его крайние части приварены к его средней части. Каждый соединительный элемент имеет ][-образную форму и выполнен из двух частей, каждая из которых имеет в поперечном сечении [-образную форму и ее каждый конец имеет отогнутую наружу полку. Ширина полки соединительного элемента меньше или равна ширине отбортовки профиля.

На каждой стороне средней части соединительного элемента выполнен выступ, предназначенный для взаимодействия с выемкой профиля.

Description

Представленное в данном описании техническое решение относится к конструкциям сборно-разборных каркасных зданий, выполненных из профилей, образующих рамы, соединенные прогонами в пространственный каркас, при этом профили соединены между собой соединительными и крепежными элементами.

Известны сборно-разборные каркасные здания, в каждом из которых имеется рама каркаса, выполненная из отдельных профильных элементов, соединенных между собой соединительными и крепежными элементами (FR 2719616, 10.11.1995; ЕР 0864702 А1, 16.09.1998; RU 29070 U1, 2003.04.27; RU32510 U1, 2003.09.20; RU 32798 U1, 2003.09.27; RU 37119 U1, 2004.04.10; RU 53332 U1, 2006.05.10; RU 72997 U1, 2008.05.10; RU 2010092 C1, 1994.03.19; RU 2024698 C1, 1994.12.15; RU 2037015 C1, 1995.06.09).

Из известных рам близкими к представленной в данном описанию раме являются рамы каркаса здания, каждая из которых содержит колонны с опорами, соединенные с колоннами наклонные балки, смежные концы которых соединены между собой, соединительные элементы, посредством которых выполнены указанные соединения, причем каждая колонна и каждая наклонная балка выполнены из соединенных соединительными элементами профилей, а соединительные элементы расположены между профилями и связаны с ними крепежными элементами, расположенными в отверстиях профилей и каждого соединительного элемента (FR 2719616, 10.11.1995; ЕР 0864702 А1, 16.09.1998;

RU 29070 U1, 2003.04.27; RU 32510 U1, 2003.09.20; RU 32798 U1, 2003.09.27; RU 37119 U1, 2004.04.10).

Наиболее близким техническим решением к представленному в данном описании техническому решению является рама каркаса здания, содержащая колонны с опорами, соединенные с колоннами наклонные балки, смежные концы которых соединены между собой, соединительные элементы, посредством которых выполнены указанные соединения, причем каждая колонна и каждая наклонная балка выполнены из зеркально соединенных соединительными элементами пары профилей с отбортовками, направленными в противоположные стороны, соединительные элементы расположены между профилями и связаны с ними крепежными элементами, расположенными в отверстиях профилей и каждого соединительного элемента (RU 29070 U1, 2003.04.27).

В конструкции этой рамы используются соединительные плоские элементы, что существенно снижает прочность и устойчивость конструкции вследствие того, что при работе рамы она не в достаточной мере воспринимает статические и динамические нагрузки в местах соединения профилей с соединительными элементами. Это связано с тем, что при работе рамы в угловых зонах профилей, в которых средняя часть профиля переходит в отбортовку, находящияся в этой зоне соединительный элемент в виде пластины при нагрузках кручения и изгиба на профиле отбортовка профиля в сравнении с пластиной и соединенной со средней частью профиля подвержена большим силам деформации из-за неравномерности распределения нагрузок.

Кроме указанного недостатка тонкостенные профили не обеспечивают требуемую несущую способность конструкции в отношении возможности крепления к раме здания оборудования, например, батарей отопления, которые монтируется на стенах здания и, нагрузки от которого воспринимают профили рам.

Техническим результатом представленного в данном описании решения является повышение прочности конструкции рамы и ее устойчивости. Другим

полученным техническим результатом является повышение надежности и безопасности рамы и каркаса здания.

Указанный технический результат достигается рамой каркаса здания, содержащей колонны с опорами, соединенные с колоннами наклонные балки, смежные концы которых соединены между собой, соединительные элементы, посредством которых выполнены указанные соединения, причем каждая колонна и каждая наклонная балка выполнены из зеркально соединенных соединительными элементами пары профилей с отбортовками, направленными в противоположные стороны, соединительные элементы расположены между профилями и связаны с ними крепежными элементами, расположенными в отверстиях профилей и каждого соединительного элемент, причем каждый соединительный элемент содержит среднюю часть и перпендикулярно простирающиеся от нее в противоположные стороны крайние части, образующие полки, активно взаимодействующие с наружными поверхностями отбортовок профилей колонн и балок, при этом взаимодействие каждой полки с отбортовкой профиля осуществлено путем поджатия отбортовки к полке за счет упругости отбортовки или путем их соединения между собой.

Каждый соединительный элемент имеет Н-образную форму, выполнен сварным и его крайние части приварены к его средней части.

Каждый соединительный элемент имеет ][-образную форму и выполнен из двух частей, каждая из которых имеет в поперечном сечении [-образную форму и ее каждый конец имеет отогнутую наружу полку.

Ширина полки соединительного элемента меньше или равна ширине отбортовки профиля.

На каждой стороне средней части соединительного элемента выполнен выступ, предназначенный для взаимодействия с выемкой профиля.

Такое выполнение рамы существенно уменьшает концентрацию напряжений в местах соединения ее элементов.

На фиг.1 показана рама каркаса здания; на фиг.2 - пример исполнения профилей, из которых выполнены колонны и наклонные балки рамы каркаса; на

фиг.3 - вид А на фиг.2; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.1; на фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.7 - сечение Д-Д на фиг.1; на фиг.8 - вариант исполнения средней части соединительного элемента с выступами, входящими в выемки профилей; на фиг.9 показан верхний угловой соединительный элемент рамы; на фиг.10 - вид сверху на соединительный элемент по стрелке на фиг.9; на фиг.11 - сечение Е-Е на фиг.9; на фиг.12 показан нижний угловой соединительный элемент рамы; на фиг.13 - сечение Ж-Ж на фиг.12; на фиг.14 - сечение К-К на фиг.12; на фиг.15 показан в поперечном сечении выполненный из двух соединенных частей соединительный элемент, соединенный с профилями, в выемках которых расположены выступы, закрепленные на частях соединительного элемента; на фиг.16 показан выполненный из двух соединенных частей соединительный элемент с отштампованными выступами на каждой его части, расположенными в выемках профилей, которые соединены между собой соединительным элементом.

Рама каркаса здания содержит колонны 1 (фиг.1) с опорами 2 и соединенные с колоннами наклонные балки 3, смежные концы которых соединены между собой верхним соединительным элементом 4, а другие концы наклонных балок соединены с колоннами 1 нижними соединительными элементами 5. Элементы 4 и 5 являются угловыми и они имеют изогнутую форму во фронтальной проекции рамы.

Каждая колонна и каждая наклонная балка выполнены из зеркально скрепленных пар профилей 6 (фиг.2, 3) с отбортовками 7, направленными в противоположные стороны по отношению друг к другу. Профили 6 скреплены верхним и нижним соединительными элементами 4 и 5 (фиг.1), а также расположенными по длине профилей промежуточными соединительными элементами 8 (фиг.1, 7), которых имеется множество и их число выбрано в зависимости от размеров здания. Высота нижнего соединительного элемента 8 (фиг.1) больше высоты каждого промежуточного элемента 8, который расположен по длине колонны или по длине каждой наклонной балки 3.

Нижний промежуточный соединительный элемент 8 расположен между плитой опоры 2 и профилями колонны. Опора жестко скреплена анкерами с фундаментом здания.

В данном примере исполнения рамы каждая ее опора 2 соединена с колонной 1 непосредственно промежуточным соединительным элементом 8. Все промежуточные соединительные элементы (включая нижние промежуточные соединительные элементы) имеют прямолинейную форму во фронтальной проекции рамы здания.

В профилях 6 и соединительных элементах 4, 5 и 8 выполнены отверстия, в которых расположены условно крепежные элементы 9, например, болты, винты, заклепки или другие известные крепежные элементы.

Каждый соединительный элемент 4, 5 и 8 содержит среднюю часть 10 (фиг.4) и перпендикулярно расположенные по отношению к ней и простирающиеся от нее в противоположные стороны крайние части 11, образующие полки 12. Полки 12 активно взаимодействуют с наружными поверхностями 13 отбортовок 7 профилей 6, из которых выполнены колонны 1 и балки 3. Указанное взаимодействие каждой полки 12 с отбортовкой 7 профиля 6 осуществлено поджатием отбортовки 7 к полке 12 за счет упругости отбортовки. В другом случае указанное активное взаимодействие осуществлено соединением полки 12 с отбортовкой 7 условно показанными короткой линией дополнительными крепежными элементами 9, расположенными в отверстиях полки 12 соединительного элемента и отверстиях отбортовки 7 профиля 6. Дополнительные крепежные элементы 9 установлены в отверстиях полок соединительных элементов и отверстиях отбортовок профилей для повышения требуемой прочности конструкции рамы. В иных случаях дополнительные крепежные элементы 9 в отверстиях полок и отбортовок профилей не устанавливают.

Угловые соединительные элементы 4 и 5 (фиг.9 и 12) имеют изогнутую во фронтальной проекции форму в том смысле, что одна, например левая часть углового элемента расположена под углом μ к другой правой части углового

соединительного элемента. Каждый угловой соединительный элемент включает цельную или сварную среднюю часть 10, которая имеет Г-образную форму в указанной проекции преимущественно с тупым углом между указанными левой и правой частями и две приваренные к торцам средней части 10 цельные или сварные крайние части 11, образующие полки 12. Каждая крайняя часть 11 каждого углового соединительного элемента также имеет Г-образную форму с преимущественно тупым углом μ между ее элементами (левой и правой частями) в указанной проекции. Угол μ (фиг.1) между расположенными под углом частями каждого углового соединительного элемента находится в пределах 90÷170°.

Средняя часть 10 каждого углового соединительного элемента 4 и 5 и каждого промежуточного соединительного элемента 8 представляет собой прямолинейную пластину, что не исключает другие, сложные формы такой пластины, например, с выполненными на ее противоположных сторонах выступами 14 (фиг.8) в наружную сторону, входящими в выемки фигурных ∑-образных профилей 6. Каждый соединительный элемент 4, 5 и 8 имеет в любом его поперечном сечении Н-образную форму и он выполнен сварным, в частности, к торцам его средней части 10 симметрично приварены плоские прямолинейные пластины, являющиеся крайними частями 11 соединительных элементов.

В другом варианте исполнения рамы (фиг.15) каждый угловой соединительный элемент 4, 5 и каждый промежуточный соединительный элемент 8 имеют ][-образную форму и каждый из них выполнен из двух отдельных [-образных частей 13, образующих после их стыковки указанную ][-образную форму соединительного элемента в любой плоскости его поперечного сечении. Каждая отдельная часть 13 на ее концах имеет отогнутые наружу полки 12. Части 13 зеркально соединены между собой и с профилями 6 рамы в процессе монтажа рамы или во время ее изготовления крепежными элементами 9. Следует отметить, что середина части 13 имеет преимущественно плоскую поверхность, однако она может быть выполнена с выступом 14, как это

схематично показано на фиг.16. Выступ 14 входит в выемку профиля, центрирует его в расчетном монтажном положении, воспринимает нагрузки.

Ширина σ полки 12 (фиг.5) любого соединительного элемента меньше ширины η отбортовки 7 профиля 6 или равна ей. Угловые соединительные элементы 4 и 5 (фиг.9, 12) имеют ребра жесткости 15 треугольной формы, каждое из которых выполнено из пластины, которая торцами приварена к пластине одной нижней крайней части 11 соединительного элемента по оси ее симметрии. Каждое ребро 15 имеет отверстия для присоединения к угловой части рамы регулируемой по длине стяжки 16 (фиг.1), которая болтами 17 жестко соединена с ребрами жесткости 15 соединительных угловых элементов 5. Регулировка длины стяжки осуществляется талрепом 18, который может быть установлен в средней части стяжки или вблизи углового соединительного элемента 5, при этом в случае необходимости стяжка может быть оснащена двумя талрепами, установленными вблизи угловых соединительных элементов 5. Стяжку 16 устанавливают в случае необходимости повышения устойчивости и прочности рамы и каркаса здания в целом. Если прочность и устойчивость каркаса здания достаточны, стяжку на раму не устанавливают. Каркас здания имеет множество вышеописанных рам, которые установлены параллельно друг к другу по оси здания и соединены между собой прогонами (не показаны).

Работает рама каркаса следующим образом. Рама, собранная в том виде, как она представлена на фиг.1, испытывает совместно с другими параллельно расположенными и соединенными между собой рамами статические и динамические нагрузки. В частности, профили 6 каждой колонны 1 и каждой балки 3 испытывают изгибающие и крутящие нагрузки, а также нагрузки смятия от действия крепежных элементов 9 в местах их соединения с профилями. При этом рабочие поверхности каждого соединительного элемента 4, 5 и 8, взаимодействуя с рабочими поверхностями профилей 6 в зоне их контакта, воспринимают указанные нагрузки совместно с профилями 6. Поскольку полки 12 охватывают отбортовки 7 профилей и активно с ними взаимодействуют (отбортовки поджаты к полкам за счет упругости отбортовок или за счет их

сжатия дополнительными крепежными элементами 9), то полки 12 каждого соединительного элемента также активно участвуют в восприятии указанных нагрузок. В результате в зонах соединения профилей с соединительными элементами сопротивление изгибу, кручению и смятию возрастает, а прочность, устойчивость и несущая способность рамы и каркаса в целом повышаются. Следует отметить, что в случае применения соединительного элемента выполненного из двух частей 13 (фиг.15, 16) исключается необходимость применения сварных Н-образных соединительных элементов, что существенно повышает надежность и безопасность рамы и каркаса здания в целом путем замены сварных соединительных элементов на штампованные соединительные элементы.

Claims (5)

1. Рама каркаса здания, содержащая колонны с опорами, соединенные с колоннами наклонные балки, смежные концы которых соединены между собой, соединительные элементы, посредством которых выполнены указанные соединения, причем каждая колонна и каждая наклонная балка выполнены из зеркально соединенных соединительными элементами пары профилей с отбортовками, направленными в противоположные стороны, соединительные элементы расположены между профилями и связаны с ними крепежными элементами, расположенными в отверстиях профилей и каждого соединительного элемента, отличающаяся тем, что каждый соединительный элемент содержит среднюю часть и перпендикулярно простирающиеся от нее в противоположные стороны крайние части, образующие полки, активно взаимодействующие с наружными поверхностями отбортовок профилей колонн и балок, при этом взаимодействие каждой полки с отбортовкой профиля осуществлено путем поджатия отбортовки к полке за счет упругости отбортовки или путем их соединения между собой.

2. Рама по п.1, отличающаяся тем, что каждый соединительный элемент имеет Н-образную форму, выполнен сварным и его крайние части приварены к его средней части.

3. Рама по п.1, отличающаяся тем, что каждый соединительный элемент имеет ][-образную форму и выполнен из двух частей, каждая из которых имеет в поперечном сечении [-образную форму и ее каждый конец имеет отогнутую наружу полку.

4. Рама по п.1, отличающаяся тем, что ширина полки соединительного элемента меньше или равна ширине отбортовки профиля.

5. Рама по п.1, отличающаяся тем, что на каждой стороне средней части соединительного элемента выполнен выступ, предназначенный для взаимодействия с выемкой профиля.