Ангар Российский патент 2019 года по МПК E04B1/22 E04C3/293 E04C3/34 

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно, к каркасам одноэтажных зданий и сооружений, преимущественно с крановым оборудованием.

Известны ангары рамного типа «Канск», «Орск», «Алма-Ата», в которых несущая конструкция имеет стропильные балки и колонны металлического профиля, опираемые на железобетонный фундамент (Металлические конструкции. В 3 т. Т. 2. Стальные конструкции зданий и сооружений. Справочник проектировщика. / Под общ. ред. В.В. Кузнецова - М.: изд-во АСВ, 1998, с. 210-223 рис. 11.2-11.9).

Недостатком таких технических решений является повышенная материалоемкость конструкции за счет неэффективного использования стали по сечению элементов, чрезмерной толщины стальных элементов, а также по причине усилий распора, которые воспринимаются жесткими стыками элементов.

Известен большепролетный ангар с металлической кровлей и каркасом на железобетонных фундаментах, в котором поперечные элементы каркаса, выполнены из сборных рам, содержащих горизонтальные балки и колонны, при этом базы упомянутых колонн в каждой из рам стянуты между собой стальным канатом (заявка Японии №8-310396, публикация №10-152895).

Недостатком такого технического решения является повышенная материалоемкость конструкции за счет неэффективного использования стали поперечного сечения элементов каркаса, а также по причине существенных усилий изгиба в колоннах и опорных узлах.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является ангар с металлической кровлей и каркасом, блочным или монолитным бетонным или железобетонным фундаментом, в котором поперечные элементы упомянутого каркаса выполнены из сборных бесшарнирных рам, установленных с бесшарнирной опорой на фундамент, содержащих стропильные балки и колонны, соединенные между собой посредством жестких стыков и примыканий, при этом базы колонн соединены между собой металлической стяжкой (RU 111865, Е04В 7/00, 04.04.2011 г.).

Недостатком такого технического решения является повышенная материалоемкость конструкции за счет неэффективного использования стали поперечного сечения элементов каркаса, а также по причине существенных усилий изгиба в колоннах и жестких стыках.

Задача изобретения - снижение материалоемкости и повышение жесткости ангара.

Технический результат достигается тем, что ангар с металлической кровлей, каркасом и железобетонным фундаментом, в котором каркас выполнен из сборных бесшарнирных рам, установленных бесшарнирной опорой на фундамент, содержащих стропильные балки и колонны, соединенные между собой посредством жестких стыков и затяжкой, имеет стропильные балки и колонны из стальной оболочки, заполненной бетоном, на боковых гранях стальной оболочки имеется перфорация, а затяжка расположена внутри стропильной балки и прикреплена к наружным граням колонн.

Стропильная балка по длине дополнительно имеет фланцевые стыковые соединения.

Жесткие стыки стропильной балки с колоннами дополнительно имеют усиливающие фасонки.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

- фиг. 1 - общий вид ангара;

- фиг. 2 - поперечное сечение 1-1;

- фиг. 3 - поперечное сечение 2-2;

- фиг. 4 - поперечное сечение 3-3;

- фиг. 5 - поперечное сечение 4-4;

- фиг. 6 - поперечное сечение 5-5.

Ангар (фиг. 1) включает металлическую кровлю 1, каркас 2 и железобетонный фундамент 3. Каркас 2 выполнен из сборных бесшарнирных рам, установленных бесшарнирной опорой 4 на железобетонный фундамент 3. Каркас 2 содержит стропильные балки 5 и колонны 6, соединенные между собой жесткими стыками 7 и затяжкой 8. Стропильная балка 5 и колонны 6 состоят из стальной оболочки 9, заполненной бетоном 10. На боковых гранях стальной оболочки 9 имеется перфорация 11. Перфорация 11 на боковых гранях стальной оболочки 9 может быть получена при изготовлении прокатных профилей путем разрезки трубчатого квадратного или прямоугольного профиля по зигзагообразной линии. Затяжка 8, выполненная в виде арматурных стержней или канатов, расположена внутри стропильной балки 5 и прикреплена к наружным граням колонн 6. Стропильная балка 5 имеет по длине выпуклую двухскатную форму с фланцевыми стыковыми соединениями 12 на болтах 13. Затяжка 8 имеет по длине вогнутую вовнутрь ангара форму, соответствующую квадратной параболе. Жесткие стыки 7 стропильной балки 5 с колоннами 6 имеют усиливающие фасонки 14.

Наличие перфорации 11 на боковых гранях стальной оболочки 9 соответствует эпюре нормальных напряжений в поперечном сечении стропильной балки 5 и колонны 6 от приложенных на ангар нагрузок, что приводит к снижению расхода стали и, как следствие снижению материалоемкости ангара.

Наличие перфорации 11 на боковых гранях стальной оболочки 9 стропильной балки 5 и колонны 6 обеспечивает надежную совместную работу стальной оболочки 9 и бетона 10 по контуру перфорации 11 при действии сдвигающих усилий в стропильной балке 5 и колоннах 6 от приложенных нагрузок, что позволяет отказаться от дополнительных элементов крепления и приводит к снижению материалоемкости ангара.

Заполнение стропильной балки 5 и колонны 6 бетоном 10 повышает их несущую способность при действии напряжений общего изгиба и местного изгиба граней стальной оболочки 9, что позволяет уменьшить расход стали и снизить материалоемкость ангара.

Бетон 10, находясь в замкнутом контуре стальной оболочки 9 стропильной балки 5 и колонн 6, обладает повышенными прочностными характеристиками, что снижает материалоемкость ангара.

Наличие затяжки 8 внутри стропильной балки 5 позволяет регулировать нормальные напряжения общего изгиба в стропильной балке 5 и колоннах 6, воспринимать усилия распора, что приводит к уменьшению расхода стали и, как следствие, к снижению материалоемкости ангара, а также повышает жесткость каркаса 2 ангара.

Наличие затяжки 8 внутри стропильной балки 5 позволяет обеспечивать обжатие бетона 10, что приводит к его эффективной работе и, как следствие, к снижению материалоемкости ангара.

Наличие фланцевых стыковых соединений 12, размещаемых по длине стропильной балки 5 в зонах минимальных изгибающих моментов, позволяет снизить расход материалов на устройство узлов, что приводит к снижению материалоемкости ангара.

Наличие усиливающих фасонок 14 в жестких стыках 7 стропильной балки 5 с колоннами 6 позволяет воспринимать максимальные значения изгибающих моментов без увеличения поперечного сечения элементов каркаса 2, что приводит к снижению материалоемкости ангара.

Несущая способность ангара обеспечивается подбором класса бетона, марки стали, размеров поперечного сечения элементов, величины натяжения затяжки.

Применение предлагаемого технического решения позволит снизить материалоемкость ангара и повысить его жесткость.

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к каркасам одноэтажных зданий и сооружений. Технический результат заключается в снижении материалоемкости и повышении жесткости ангара. Ангар включает металлическую кровлю, каркас и железобетонный фундамент. Каркас выполнен из сборных бесшарнирных рам, установленных с бесшарнирной опорой на железобетонный фундамент. Каркас содержит стропильные балки и колонны, соединенные между собой посредством жестких стыков затяжкой. Стропильная балка и колонны состоят из стальной оболочки, заполненной бетоном. На боковых гранях стальной оболочки имеется перфорация. Затяжка, выполненная в виде арматурных стержней или канатов, расположена внутри стропильной балки и прикреплена к наружным граням колонн. Стропильная балка имеет по длине выпуклую двухскатную форму с фланцевыми стыковыми соединениями на болтах. Затяжка по длине стропильной балки имеет вогнутую вовнутрь ангара форму, соответствующую квадратной параболе. Жесткие стыки стропильной балки с колоннами имеют усиливающие фасонки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Ангар с металлической кровлей, каркасом и железобетонным фундаментом, в котором каркас выполнен из сборных бесшарнирных рам, установленных бесшарнирной опорой на фундамент, содержащих стропильные балки и колонны, соединенные между собой посредством жестких стыков и затяжкой, отличающийся тем, что стропильные балки и колонны имеют стальную оболочку, заполненную бетоном, на боковых гранях стальной оболочки имеется перфорация, а затяжка расположена внутри стропильной балки и прикреплена к наружным граням колонн.

2. Ангар по п. 1, отличающийся тем, что стропильная балка имеет по длине фланцевые стыковые соединения.

3. Ангар по п. 1, отличающийся тем, что жесткие стыки стропильной балки с колоннами имеют усиливающие фасонки.