КАРКАС ЗДАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК E04B1/24 

Изобретение относится к строительству, а более конкретно, к металлическим конструкциям легких, преимущественно, сборно-разборных зданий.

Известен каркас здания, включающий ригели и стойки из прокатных стальных профилей и прогоны (пат. ФРГ N 887259, кл. 37 B 3/08, 1953). К недостаткам указанного устройства относится большой расход металла на прокатные профили и сложность обеспечения многократной сборки и разборки каркаса.

Наиболее близким к заявленному является каркас здания, включающий ригели и стойки составного сечения из гнутых профилей с взаимно перпендикулярными полками и стенками, установленные на ригели прогоны и распорки (Справочник проектировщика. Металлические конструкции одноэтажных производственных зданий. М. СИ, 1979, с. 50-52, рис. 2.34). В этом решении металлоемкость каркаса снижается за счет частичного использования гнутых профилей, однако остается достаточно высокой в связи с наличием жестких рамных узлов и сплошных стенок в сечении ригеля и колонны. При этом операции по изготовлению, монтажу и демонтажу металлоконструкций здесь весьма трудоемки в связи с использованием фланцевых соединений и необходимостью установки болтов по всему контуру поперечного сечения ригелей и стоек. Совмещение функций кровельного ограждения в одном уровне ограничивает перечень используемых здесь материалов, удорожая конструкцию, наклонное расположение нижнего пояса ригеля увеличивает отапливаемый объем помещения и исключает устройство потолка. Не обеспечена защита вертикальных ограждений от атмосферных осадков, что в целом с учетом предыдущего снижает эксплуатационные качества здания.

Изобретение направлено на снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления, упрощение монтажа и улучшение условий эксплуатации.

Поставленные задачи решаются тем, что каркас здания, включающий ригели и стойки составного сечения из гнутых профилей с взаимно перпендикулярными полками и стенками, установленные на ригеле прогоны и распорки, снабжен прогонами, установленными под ригелем, угловыми вставками, подвесными элементами и накладками, ригели выполнены в виде треугольной фермы с поясами из гнутых профилей открытого сечения, причем пояса фермы выведены за наружную грань стойки и полки поясов развернуты в противоположные стороны, стойки выполнены из двух швеллеров различной длины, образующих двутавровое сечение, один из швеллеров имеет наклонный верхний торец и прикреплен к верхнему поясу фермы, второй швеллер имеет горизонтальный торец и прикреплен к нижнему поясу фермы, причем крепление каждого швеллера стойки выполнено посредством угловых вставок между его полками и прилегающими полками соответствующего пояса фермы, верхние пояса одной пары смежных ферм обращены в противоположные стороны, а полки верхних поясов каждой из последующих ферм развернуты аналогично предыдущей, верхние прогоны на двух смежных фермах с противоположно развернутыми поясами снабжены по обоим концам симметричными консольными свесами, длина последующих верхних прогонов соответствует шагу ферм, а их стенки последовательно соединены накладками, нижние прогоны установлены с увеличенным шагом, их торцы размещены по осям ферм, причем нижние прогоны между двумя смежными фермами с противоположно развернутыми поясами закреплены по обеим сторонам к нижнему поясу ферм непосредственно, а все последующие закреплены одной стороной к нижнему поясу непосредственно, а другой через подвесной элемент.

Использование ригеля в виде треугольной фермы с поясами из гнутых профилей открытого сечения с развернутыми в противоположные стороны полками и составных стоек двутаврового сечения из гнутых швеллеров позволяет существенно снизить металлоемкость каркаса. Вывод поясов ферм за наружную грань стоек, выполнение швеллеров стоек разновысокими с наклонным верхним торцом у одного из них и горизонтальным у другого и раздельное крепление швеллеров стоек к верхнему и нижнему поясу фермы посредством угловых вставок между соответствующими полками соединяемых элементов упрощает стык, обеспечивая снижение трудоемкости изготовления и монтажа, и позволяет одновременно увеличить его жесткость за счет разнесения крепежных деталей относительно оси изгиба. Введение нижних прогонов наряду с верхними позволяет упростить конструкцию покрытия за счет разделения функций на два уровня, что расширяет перечень используемых материалов, в том числе и более дешевых, снижает отапливаемый объем помещения, обеспечивает возможность устройства потолка, т. е. улучшает условия эксплуатации. Установка одной пары смежных ферм с расположением полок верхних поясов противоположно друг другу и размещение на них удлиненных верхних прогонов с симметричными консольными свесами обеспечивают создание основной, базовой секции каркаса, к которой с обоих торцов пристраиваются рядовые однотипные секции с установкой всех последующих ферм аналогично предыдущей.

Выполнение последующих верхних прогонов и всех нижних прогонов длиной, равной шагу ферм, позволяет унифицировать указанные элементы каркаса. Использование накладок в соединении стенок верхних прогонов и закрепление нижних прогонов непосредственно к нижним поясам ферм базовой секции, а всех последующих нижних прогонов одной стороной к нижним поясам непосредственно, другой стороной посредством подвесных элементов, обеспечивают полную идентичность как последующих верхних, так и всех нижних прогонов, что позволяет снизить трудоемкость изготовления элементов и упростить монтаж каркаса. Наличие консольных свесов верхних прогонов базовой секции каркаса при длине всех последующих прогонов, равной шагу ферм, обеспечивает при любом количестве секций надежную защиту торца здания от атмосферных осадков, а размещение торцов нижних прогонов по осям ферм обеспечивает целостность торцевого ограждения в уровне нижних поясов ферм, что улучшает эксплуатационные качества здания. Последнему способствует также выведение за внешние грани колонн верхних поясов ферм, обеспечивающее защиту от дождя продольных стен здания. Размещение нижних прогонов с увеличенным шагом по сравнению с верхними позволяет выполнить все прогоны из одного типоразмера гнутого профиля, исходя из соотношения нагрузок на кровлю и чердачное перекрытие, что ведет к дополнительному снижению металлоемкости и трудоемкости изготовления за счет дальнейшего повышения степени унификации.

Достижение перечисленных выше технических результатов возможно только при использовании всей совокупности известных и новых признаков заявленного объекта.

На фиг. 1 показан поперечный разрез каркаса здания; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 вид по стрелке Г на фиг. 3; на фиг. 6 вид по стрелке Д на фиг. 3; на фиг. 7 узел I на фиг. 2; на фиг. 8 узел II на фиг. 2.

Заявленный каркас здания включает ригели 1, стойки 2, верхние 3 и нижние 4 прогоны и распорки 5. Ригели 1 выполнены в виде треугольной фермы с верхними 6 и нижними 7 поясами из гнутых профилей открытого сечения с взаимно перпендикулярными стенками и полками, например, из швеллера и уголка, причем полки 8 швеллера верхнего пояса 6 и полка 9 уголка нижнего пояса 7 развернуты в противоположные стороны. Пояса 6 и 7 фермы ригеля 1 выведены за наружную грань стоек 2. Стойки 2 выполнены из двух гнутых швеллеров 10 и 11 различной длины, образующих двутавровое сечение. Швеллер 10 имеет горизонтальный верхний торец и прикреплен к нижнему поясу 7 ригеля 1 посредством угловых вставок 12 между полкой 9 уголка нижнего пояса 7 и полками швеллера 10. Швеллер 11 имеет наклонный верхний торец и прикреплен к верхнему поясу 6 ригеля 1 посредством угловых вставок 14 и 15 между полкой 8 швеллера верхнего пояса 6 и полками 16 швеллера 11. Одна пара смежных ферм 1, образующая базовую секцию 17 каркаса, смонтирована так, что полки 8 их верхних поясов 6 обращены в противоположные стороны, а все последующие фермы 1, соответствующие рядовым секциям 18 каркаса по обе стороны от базовой секции 17, смонтированы с направлением полок верхних поясов 6 аналогично предыдущим фермам 1.

Верхние прогоны 3, смонтированные в рядовых секциях 18, выполнены из гнутых швеллеров, длина которых соответствует шагу ферм 1, а смонтированные в базовой секции 17 снабжены симметричными консольными свесами 19, т.е. стык верхних прогонов 3 смещен с оси ферм 1, а крайние верхние прогоны 20 образуют консоли 21 по торцам каркаса. Стенки 22 верхних прогонов 3 соединены между собой последовательно накладками 23.

Нижние прогоны 4 установлены с увеличенным шагом по сравнению с верхними прогонами 3 под нижним поясом 7 ферм 1. Длина нижних прогонов 4 соответствует шагу ферм 1. Нижние прогоны 4 в базовой секции 17 закреплены непосредственно к полкам 9 нижних поясов 7 ферм 1. Все последующие нижние прогоны 4 одним концом закреплены к стенке 24 нижнего пояса 7 посредством подвесного элемента 25, а другим непосредственно к полкам 9 нижних поясов 7.

Для крепления элементов каркаса между собой во всех рассмотренных выше узлах каркаса могут быть использованы любые известные виды соединений как неразъемные, если отсутствует необходимость многократного использования каркаса, так и разъемные, в том числе болтовые, как принято в конкретном примере реализации изобретения.

Использование: строительство металлических конструкций легких, преимущественно , сборно-разборных зданий. Сущность: каркас здания содержит ригели и стойки составного сечения из гнутых профилей с взаимно перпендикулярными полками и стенками, установленные на ригеле и под ним верхние и нижние прогоны, распорки , угловые вставки, подвесные элементы и накладки. Ригель выполнен в виде треугольной фермы с поясами из гнутых профилей открытого сечения . Пояса ферм выведены за наружную грань стоек и полки поясов развернуты в противоположные стороны. Стойки выполнены из двух швеллеров различной длины, образующих двутавровое сечение. Один из швеллеров имеет наклонный верхний торец и прикреплен к верхнему поясу фермы, а второй имеет горизонтальный верхний торец и прикреплен к нижнему поясу фермы. Крепление каждого швеллера стойки выполнено посредством угловых вставок между его полками и прилегающими полками соответствующего пояса фермы. Верхние пояса одной пары смежных ферм обращены в противоположные стороны, а полки верхних поясов каждой последующей фермы развернуты аналогично предыдущей. Верхние прогоны на двух смежных фермах с противоположно развернутыми поясами снабжены по обоим концам симметричными консольными свесами, а длина последующих верхних прогонов соответствует шагу ферм. Стенки верхних прогонов последовательно соединены накладками. Нижние прогоны установлены с увеличенным шагом, а их торцы размещены по осям ферм. Нижние прогоны между двумя смежными фермами с противоположно развернутыми поясами закреплены по обеим сторонам непосредственно к нижнему поясу, а все последующие закреплены одной стороной к нижнему поясу непосредственно, а другой через подвесной элемент. 8 ил.

КАРКАС ЗДАНИЯ, включающий стойки составного сечения из гнутых профилей со взаимно перпендикулярными полками и стенками, ригели в виде треугольной фермы, пояса которой выведены за наружную грань стоек, распорки и прогоны, установленные на верхние пояса ферм, отличающийся тем, что каркас снабжен дополнительными прогонами, расположенными под нижним поясом ферм, а оба пояса последних выполнены из гнутых профилей открытого сечения, полки которых развернуты в противоположные стороны, причем стойки составлены из двух швеллеров разной длины с образованием двутаврового сечения, один из швеллеров имеет наклонный верхний торец и прикреплен к верхнему поясу фермы, а другой имеет горизонтальный верхний торец и прикреплен к нижнему поясу фермы, при этом крепление каждого швеллера стоек к поясам ферм выполнено посредством угловых вставок, размещенных между его полками и прилегающими полками соответствующего пояса ферм, причем полки верхних поясов двух смежных ферм обращены в противоположные стороны, а полки верхних поясов последующих ферм развернуты аналогично полкам смежных с ним ферм, при этом прогоны на двух смежных фермах с противоположно развернутыми полками снабжены по обоим концам симметричными консольными свесами, а длина последующих основных прогонов соответствует шагу ферм, причем стенки всех прогонов последовательно соединены посредством накладок, а торцы дополнительных прогонов размещены по осям ферм, при этом дополнительные прогоны между двумя смежными фермами с противоположно развернутыми полками закреплены по обеим сторонам к их нижнему поясу соответственно, а все последующие к нижнему поясу ферм, одной стороной непосредственно и другой стороной посредством подвесного элемента.