SU958640A1 - Каркас здани ,сооружени - Google Patents

Description

Изобретение относится к строитель--, ству и может быть использовано в конструкциях каркасов одноэтажных и многоэтажных зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах, на просадочных грунтах, а также для компенсация температурных деформаций.

Известен каркас сейсмостойкого здания связевой схема, состоящий из ячеек, образованных колоннами и ригелями, и элементов' связей; соеди- ; няющих противоположные углы ячеекГ1].

Недостатками этого каркаса являются низкая надежность работы в связи с возникновением при перегрузках в раскосах связей остаточных удлинений при растяжении и потеря устойчивости от сжимающих усилий.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является каркас здания, сооружения, включающий колонны и ригели, образующие ячейки, и размещенные в них перекрёстные диагональные связи, объединенные в центре ячейки с прямоугольным контуром посредством фасонок (2).

Недостатками известной конструкции каркаса являются высокая деформативность и низкая удельная энерго2 емкость при знакопеременных циклических нагрузках, поскольку в стержневом контуре, элементы которого 5 работают на изгиб, развиваются локальные пластические деформации в углах с большим уровнем относительных удлинений. Это определяет низкую удельную энергопоглощающую способ10 ность й быстрое разрушение прямоугольного стержневого контура после 515 циклов знакопеременного нагружения, что недостаточно для надежной работы здания. Кроме того, на контур расходуется значительное коли15 чество металла.

Целью изобретения является снижение металлоемкости и повышение „ жесткости и надежности работы каркаса при сейсмических и температурных воздействиях и просадках основания.

Указанная цель достигается тем, что в каркасе, включающем колонны и ригели, образующие ячейки, и раз25 мещенные в них перекрестные диагональные связи, объединенные в центре ячейки прямоугольным контуром посредством фасонок, прямоугольный контур выполнен из металлических 30 пластин и снабжен внутри листовой диафрагмой с параметрами, определяемыми по.формулам (JVM* Sin cl·

- -----1

50 ·,

Ъ . Ф бЦ + Г^ct- чгде λ - отношение высоты диафрагмы к ее толщине; высота диафрагмы, см; толщина диафрагмы, см; сумма абсолютных величин усилий в связях разного направления, кН; угол наклона связей к горизонтали; предел текучести материала при сдвиге, кН/смЛ

На фиг.1 схематически изображенпредлагаемый каркас, общий вид; на фиг.2 - ячейка каркаса с положением элементов до и во время смещения ячейки; на фиг.З - варианты выполнения узла крепления связей к контуру на болтах и с помощью сварки; на фиг.4 - сварной прямоугольный контур из пластин с диафрагмой; на фиг.'5 - разрез А-А на фиг.»4; на фигУбвариант выполнения литого контура; на фиг.7 - разрез Б-Б на фиг.6.

Каркас здания, сооружения включает колонны 1 и ригели 2, образующие ячейки 3, в которых размещены перекрестные диагональные связи 4, объединенные посредством фасонок 5 в центре ячеек 3 прямоугольным контуром 6, выполненным из металлических пластин 7 и снабженным внутри листовой диафрагмой 8 из пластического металла с параметрами, определяемыми' по формулам

где λ ь сА 1%+Nqd.

ных сейсмических или температурных воздействий в диафрагме 8 контура 6 развиваются сдвиговые пластические деформации. При изменении направления внешнего воздействия сдвигаю5 щие усилия в диафрагме 8 контура уменьшаются до нуля, после чего происходит увеличение этих усилий и сдвиг диафрагмы 8 в противоположном направлении. При этом остаточные Ю сдвиговые деформации, возникшие;

в диафрагме 8 контура 6 в предыдущем полуцикле, исчезают и развиваются пластические сдвиговые деформации противоположного знака. В процессе пластического деформирования проис' ходит интенсивное поглощение энергии внешних воздействий. При необходимости деформированный контур 6 заменяется новым. В случае неравномерной осадки основания в диафрагме 8 контура 6 происходят односторонние пластические сдвиговые деформации, каркас принимает новую форму, при этом в несущих элементах (колоннах 1, ригелях 2 и связях 4) усилия не превышают расчетных.

Конструктивное решение контура с диафрагмой, работающей на. сдвиг в упруго-пластической стадии, обладает высокой надежностью и долговечностью при работе на знакопеременные циклические и односторонние нагрузки,. имеет высокую удельную энергоемкость, превышающую в 100-200 раз общую удельную энергоемкость изгибаемых стержневых элементов известного контура. .

Предлагаемый контур из пластин с диафрагмой способен выдержать без разрушения до 1000 циклов знакопеременных нагружений при коэффициенте податливости 10.

Конструкция связевого каркаса обладает высокой надежностью работы при сейсмических и температурных . воздействиях и при просадках основа_ ний обеспечивает также снижение металлоемкости энергопоглощающего контура в 2-3 раза и увеличивает жесткость каркаса.

Claims (1)

1. диафрагмой с параметрами, определ  по ф jpMyjiaM IN,N)A К-- «50-, ti: где Л - отношение высоты диафрагмы к ее толщине; h - высота диафрагмы, см-, - толщина диафрагмы, см N + сумма абсолютных величин усилий в св з х разного направлени , кН; ct - угол наклона св зей к горизонтали; предел текучести материал при сдвиге, кН/см. На фиг.1 схематически изображен предлагаемый каркас, общий вид; на фиг.2 - каркаса с положением элементов до и во врем  смещени   чейки; на фиг.З - варианты выполне ни  узла креплени  св зей к контуру на болтах и с помощью сварки; на фиг.4 - сварной пр моугольный контур из пластин с диафрагмой; на фиг.З - разрез А-А на фиг.4; на фиг вариант выполнени  литого контура; на фиг,7 - разрез Б-Б на фиг.6. Каркас здани , сооружени  включает колонны 1 и ригели 2, образующие  чейки 3, в которых размещены перекрестные диагональные св зи 4, объединенные посредством фасонок 5 в центре  чеек 3 пр моугольным контуром б, выполненным из металлических пЛастин 7 и снабженным внутри листовой диафрагмой 8 из пластического металла с параметрами, опрздел емыми по формулам I N +N jAsind .50-,11 ,. где Я - отношение высоты диафрагмы к ее толщине; ti - высота диафрагмы, см; сА - толщина диафрагмы, см; сумма абсолютных величин ус лий в диагональных св з х разного направлени , кН; ct - угол наклона св зей- к горизонтали; и. - предел текучести материала диафрагмы при сдвиге, кН-/см При указанных параметрах в диафрагме при перегрузках возникают пластические сдвиговые деформации в то врем , как колонны, ригели и св  зи, работают в упругой стадии. При сейсмических колебани х или при периодических температурных воз действи х в  чейке 3 каркаса по нап равлению диагональных св зей 4 возникают усили  раст жени  или сжати  передающиес  черезфасонки 5 на кон тур ,6.и диафрагму 8, в которой возникают сдвигающие усили . От расчет ных сейсмических или температурных воздействий в диафрагме-8 контура 6 развиваютс  сдвиговые пластические деформации. При изменении направлени  внешнего воздействи  сдвигающие усили  в диафрагме 8 контура б уменьшаютс  до нул , после чего происходит увеличение этих усилий и сдвиг диафрагмы 8 в противоположном направлении. При этом остаточные сдвиговые деформации, возникшие; в диафрагме 8 контура 6 в предыдущем полуцикле, исчезают и развиваютс  пластические сдвиговые деформации противоположного знака. В процессе пластического дефорьшровани  происходит интенсивное поглощение энергии внешних воздействий. При необходимости деформированный.контур б замен етс  новым. В случае неравно мерной осадки основани  в диафрагме 8 контура 6 происход т односторонние пластические сдвиговые деформации , каркас принимает новую форму, при этом в несущих элементах (колоннах 1, ригел х 2 и св з х 4) усили  не превышают расчетные. Конструктивное решение контура с диафрагмой, работающей на-сдвиг в упруго-пластической стадии, обладает высокой надежностьнз и долговечностью при работе на знакопеременные циклические и односторонние нагрузки,. имеет высокую удельную энергоемкость, превышающую в 100-200 раз общую удельную энергоемкость изгибаемых стержневых элементов известного контура.. Предлагаемый контур из пластин с диафрагмой способен выдержать без разрушени  до 1000 циклов знакопеременных нагружений при коэффициенте податливости 10. Конструкци  св зевого каркаса обладает высокой надежностью работы при сейсмических и температурных . воздействи х и при просадках оснований обеспечивает также снижение ме таллоемкости энергопоглощающего контура в 2-3 раза и увеличивает жесткость каркаса. Формула изобретени  Каркас здани , сооружени , включающий колонны и ригели, образующие  чейки, и размещенные в них перекрестные диагональные св зи, соединенные в центре  чеек с пр моугольным контуром посредством фасонок, о ти-чающийс  тем, что, с целью снижени  металлоемкости и повышени  жесткости и надежности работы каркаса при сейсмических и температурных воздействи х и просадках основани , пр моугольной контур выполнен из металлических пластин и