SU958639A1

SU958639A1 - Рамный металлический каркас сейсмостойкого многоэтажного здани

Info

Publication number: SU958639A1
Application number: SU803210315A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Михайлович Остриков; Александр Анатольевич Опланчук
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1980-11-28
Publication date: 1982-09-15

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для рамных металлических каркасов многоэтажных зданий, строящихся, в сейсмических районах.

Известны рамные металлические каркасы многоэтажных зданий, включающие колонны с прикрепленными к ним ригелями [1].

Недостатками таких каркасов являются отсутствие энергопоглощающих элементов и необходимость защитных устройств при строительстве каркасов в сейсмических районах.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является рамный металлический каркас сейсмостойкого многоэтажного здания, включающий колонны двутаврового сечения и жестко соединенные с ними ригели двутаврового сечения с полками переменного сечения, увеличивающимися к торцам ригелей [2].

Недостатком известного каркаса является то, что в сейсмостойком каркасе пластические деформации развиваются только в отдельных эонах ригелей, поэтому в поясах * наблюдается высокий уровень Относительных удлинений, что определяет сравнительно невысокую долговечность их работы при знакопеременном циклическом нагруженйи. При большой продолжительности землетрясения расчетной интенсивности в отдельных случаях может оказаться, что энергоемкость таких каркасов будет недостаточной.

Целью изобретения является повы10 шение сейсмостойкости и снижение металлоемкости каркаса.

Указанная цель достигается тем, что в рамном металлическом каркасе сейсмостойкого многоэтажного здания , включающем колонны двутаврового 15 сечения и жестко прикрепленные к ним ригели двутаврового сечения с полка• ми переменного сечения, увеличивающимися к торцам ригелей, сечение стенки каждой колонны по ее длине 20 выполнено переменным, при этом параметры стенки в пределах узлов соединения колонн с ригелями определены по формулам

Ή I где Ь_к - высота стенки колонны, см; «У¹ - толщина стенки колонны, см;

Λ - гибкость стенки колонны;

Q_c - перерезывающая сила в стен.;е колонны, кН;

ά_τ - предел текучести металла в стенке колонны кН/см^;

h_p - высота стенки ригеля, см.

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый рамный каркас сейсмостойкого многоэтажного здания; на фиг.2 - вариант выполнения каркаса с составными полками ригелей; на фиг. 3 г- сечение А-А на фиг. 2; на фиг.4 - вариант выполнения каркаса со сплошными полками ригелей; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4.

Рамный металлический каркас сейсмостойкого, многоэтажного здания содержит колонны 1 двутаврового сечения, ригели 2 двутаврового сечения с полками 3 переменного сечения, увеличивающимися к торцам ригелей 2. Стенки 4 колонн 1 по их длине выполнены переменного сечения.

Сечение стенки 5 колонн 1 в пределах узлов соединения колонн 1с, ригелями 2 определяется по Формулам

- высота стенки 5, см;

- толщина стенки 5, см.

- гибкость стенки 5;

- перерезывающая сила в ке 5, :

- предел .стенки

- высота • см.

Колонны 1 в узлах'соединения с ригелями 2 снабжены ребрами 7 жесткости. .·

Выполнение стенки 5 колонны 1 по указанным формулам позволяет образованию в них пластических шарниров при воздействии сейсмических перегрузок,, что ведет к поглощению энергии внешних воздействий. Кроме того, энергия сейсмических воздействий поглощается за счет развития, пластических шарниров в полках переменного сечения ригелей 2.

•Экспериментальные исследования показывают высокую энергопоглощающую способность стенок узлов. Рамные ^hP стенкН·?

: текучести металла : 5 кН/см²;

стенки б ригеля 2, пластические деформации от сдвига, в 10 раз превышавшие предельные упругие, выдерживают до 1000 циклов знакопеременных нагружений, поглощая в каждом цикле до 5000 Дж энергии, что сопоставимо с одноцикловой энергоемкостью двух ригелей с гофрированной стенкой.

Основным преимуществом предлагаемой конструкции каркаса является большая энергоемкость, что позволяет снизить горизонтальные сейсмические нагрузки на здания за счет поглощения значительной части энергии колебаний, в результате чего на 10% снижается расход металла.

Claims

QC - перерезывающа силав ст . . ;е колонны, кН; OT - предел текучести металла стенке колонны кН/см ; hp - высота стенки ригел , см На фиг.1 схематически изображен предлагаемый рамный каркас сейсмо стойкого многоэтажного здани на Фиг.2 - вариант выполнени каркаса Я составными полками ригелей; на фиг.З .- сечение А-А на фиг.2; на Фиг.4 - вариант выполнени каркаса со сплошными полками ригелей; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4. Рамный металлический каркас сейсмостойкого, многоэтажного здани содержит колонны 1 двутаврового се чени , ригели 2 двутаврового сечен с полками, 3 переменного сечени , увеличивающимис к торцам ригелей Стенки 4 колонн 1 по их длине выполнены переменного сечени . Сечение стенки 5 колонн 1 в пре делах узлов соединени колонн 1с ригал ми 2 определ етс , по Формула , Ър.М,5,-,ИЛ, гдеh - высота стенки 5, см; У - толщина стенки 5, см. iV , - гибкость стенки 5; QC перерезывающа сила в сте Г ке 5, кН-; о-с - предел текучести металла . стенки 5 кН/см ; hp высота стенки б ригел 2, -Колонны 1 в узлахсоединени с ригел ми 2 снабжены ребрами 7 жесткости . Выполнение стенки 5 колонны 1 по указанным формулам позвол ет образованию в них пластических шарниров при воздействии сейсмических перегрузок,, что ведет к поглощению энергии внешних воздействий. Кроме того, энерги сейсмических воздеист вий поглощаетс за счет развити пластических шарниров в полках переменного сечени ригелей 2. Экспериментальные исследовани показывают высокую энергопоглощающую способность стенок узлов. Рамны узлы, в стенках которых развивались пластические деформации от сдвига, в 10 раз превышавшие предельные упругие, выдерживают до 1000 циклов знакопеременных нагружений, поглоща в каждом цикле до 5000 Дж энергии , что сопоставимо с одноцикловой энергоемкостью двух ригелей с гофрированной стенкой. Основным преимуществом предлагаемой конструкции каркаса вл етс больша энергоемкость, что позвол ет снизить горизонтальные сейсмические нагрузки на здани за счет поглощени значительной части энергии колебаний , в результате чего на 10% снижаетс расход металла. Формула изобретени Рамный металлический каркас сейсмостойкого многоэтажного здани , включающий колонны двутаврового сечени и жестко прикрепленные к ним игели двутаврового сечени с полками переменного сечени , увеличивающимис к торцам ригелей, о тичающийс TeiA, что, с елью повышени сейсмостойкости и нижени , металлоемкостиКаркаса, ечение стенки каждой колонны по ее лине выполнено переменным, при этом араметры стенки в пределах узлов оединени колонн с ригел ми опредеены по формулам A 4 50;h-;S 1.511 j,-,cA (,bi ., мр ,, - -l-UXb де h - высота стенки колонны, см; сА - толщина стенки колонны, см; X - гибкость стенки колонны; QU - перерезывающа сила в стенке колонны, кН; OT предел текучести металла в стенке колонны, кН/см ; hp - высота стенки ригел , см. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Белен Е.И. Металлические контрукции . М., Ст&ойиздат, 1976, . . 486, рис. XX.2.
2.Авторское свидетельство СССР 619605, кл. Е 04 Н 9/02, 1978 рототип).

////////////У/////7/////////////

6-5