Узел соединения ригеля с колонной Советский патент 1989 года по МПК E04B1/38 E04B1/18 

1

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям узловых сопряжений несущих элементов железобетонных каркасов многоэтажных зданий, возводимых в сложных инженерно-геологических условиях (просадочные и сильносжимаемые грунты, подрабатываемые территории и др.).

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и долговечности каркасных зданий в условиях неравномерных деформаций оснований.

На фиг. 1 изображена поперечная рама каркаса при осадке опоры одной из колонн; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 (кинематика деформации догружаемого узла, в котором усилия от силовых нагрузок и деформационных воздействий одного знака); на фиг. 3 - узел П на фиг. I (разгружаемый узел, в котором указанные усилия разного знака); на фиг. 4 - то же, при отсутствии нагрузки; на фиг. 5 - то же, при действии только вертикальных и горизонтальных силовых нагрузок; на фиг. 6 - то же, при совместном действии вертикальных и горизонтальных (силовых) нагрузок и вынужденного смещения опоры колонны; на фиг. 7 - фрагмент узла I (разгружаемый при совместном действии вертикальных и горизонтальных (силовых) нагрузок и вынужденного смещения опоры колонны); на фиг. 8 - кривая равновесных состояний «нагрузка - прогиб металлического тонкостенного компенсатора.

Узел соединения ригеля 1 с колонной 2 включает расположенные в верхней части узла и соединенные между собой выпуски арматуры 3 и 4 колонны 2 и торца ригеля 1, свободно опертого на консоль 5 колонны 2, и бетон 6 замоноличивания.

Узел снабжен тонкостенным компенсатором 7 криволинейной формы, прикрепленным к колонне 2 в нижней части узла и обращенным выпуклостью к торцу ригеля 1. Бетон 6 замоноличивания размещен между тонкостенным компенсатором 7 и торцом ригеля 1.

Компенсатор 7 может быть выполнен сферической, цилиндрической или другой формы. Передача сжимающих усилий на компенсатор осуществляется через бетон 6 замоноличивания. Усилия растяжения в верхней зоне узла воспринимаются выпусками арматуры 3 и 4 колонны 2 и торца ригеля 1, соединенными между собой ванной сваркой.

Характерные стадии работы узлов I и II. При отсутствии нагрузки (фиг. 4) и при действии только силовых нагрузок (фиг. 5)

(Л

Я

1

to

со

оба узла работают идентично. В первом случае внутренние усилия растяжения и сжатия в узлах вообще отсутствуют; во втором случае эти усилия (Np) воспринимаются соответственно выпусками арматуры 3 и 4 и металлическим компенсатором 7. Причем характеристики (параметры) компенсатора 7 подбирают таким образом, чтобы действующие на него максимальные сжимающие усилия Np и прогиб компенсатора 7, соответствующий деформациям сжатия Ер нижней зоны узла только от силовых нагрузок, были близкими к критическим (фиг. 5 и 8). Назначение основных параметров компенсатора 7, удовлетворяющих предъявляемым к нему требованиям, достаточно -просто осуществляется по известным аналитическим зависимостям теории устойчивости упругих систем.

При незначительном превышении сжимающих усилий (NP+NU Nkp), обусловленном начальным приложением воздействий от неравномерных деформаций оснований () в догружаемом узле II (фиг. 6) происходит потеря устойчивости (прощелки- вание) компенсатора 7, и он принимает новую форму равновесия (закритическая область на фиг. 8). В результате сжимающее компенсатор 7 усилие ( ) падает до первоначального уровня (Np), вызванного силовыми нагрузками, а значит, такой узел не реагирует на вынужденные смещения опоры колонны 2, происходит только перемещение ригеля 1 по поверхности консоли 5 колонны 2 (его движение) вслед за прогибом компенсатора 7 на величину €д (фиг. 6).

В разгружаемом узле I (фиг. 7) деформационные воздействия (рд ) вызывают разгрузку узла и компенсатора 7 (NP NU-NC) и соответствующие смещения ригеля 1 (БЛ) на консоли 5 колонны 2 в противоположную сторону.

Таким образом, конструкция узла обеспечивает по аналогии с жесткими узлами сопряжений ригелей с колоннами восприятие различных силовых нагрузок, и в то же время является нечувствительной к воздействию неравномерных деформаций оснований, т.е. в элементах рамного каркаса

«ригель-колонна нет прироста внутренних усилий (М и Q) от деформационных воздействий.

Такое положение позволяет применять

индустриальные типовые конструкции каркасов многоэтажных зданий, разработанные для строительства в обычных грунтовых условиях, на территориях со сложными инженерно-геологическими условиями без необходимости их усиления (увеличения

геометрии сечений и армирования). При этом реализуется принцип приспособления несущих конструкций зданий (каркасов) к восприятию неравномерных деформаций оснований - исключаются разрушения

(повреждения) жестких узлов, а следовательно, и элементов каркасов, а также обеспечивается возможность выравнивания зданий в период эксплуатации.

Преимущества предлагаемого узла заключаются в повышении надежности и дол0 говечности многоэтажных каркасных зданий в условиях неравномерных деформаций оснований вследствие увеличения периода их безотказной эксплуатации, при этом имеет место снижение затрат на комплекс защит- ных мероприятий и ремонтно-восстанови- тельные работы, отсутствие убытков от остановки производства, а также снижение металлоемкости и трудоемкости устройства стыков сборных элементов каркасов.

30

Формула изобретения

Узел соединения ригеля с колонной, включающий расположенные в верхней части узла и соединенные между собой выпуски арматуры колонны и торца ригеля, свос бодно опертого на консоль колонны, и бетон замоноличивания, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и долговечности каркасных зданий в условиях неравномерных деформаций оснований, узел снабжен тонкостенным ком0 пенсатором криволинейной формы, прикрепленным к колонне в нижней части узла и обращенным выпуклостью к торцу ригеля, а бетон замоноличивания размещен между тонкостенным компенсатором и торцом пи- геля.

Изобретение относится к области строительства, а именно к узлу соединения ригеля с колонной. Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и долговечности каркасных зданий в условиях неравномерных деформаций оснований. Ригель свободно оперт на консоль колонны и соединен с ней сваркой выпусков арматуры, размещенных в верхней зоне узла. В нижней зоне узла установлен металлический тонкостенный компенсатор криволинейной формы, прикрепленный к колонне и обращенный выпуклостью к торцу ригеля, между последним и компенсатором размещен бетон замоноличивания. 8 ил.

h

-ЪФие.2

5 76

1 I

.о

х;

фиг.1

фиг.З

jMf

JBL

ft

1

Фие.5

Фиг. Б

N,

ХР

Докритическсья о5ласть

N,

Nr

Фие. 7

За критическая область

j