Рама каркаса промышленного здания Советский патент 1991 года по МПК E04H5/02 

Изобретение относится к строительству, а именно к каркасам промышленных зданий, в частности машинных залов электростанций, в том числе атомных.

Цель изобретения - повышение надежности, долговечности и огнестойкости и снижение материалоемкости за счет рационального использования материалов .

На фиг.I изображена рама каркаса промышленного здания; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - узел II на фиг.1; на фиг.4 - узел III на фиг.1; на фиг.З - узел IV на Фиг.1; на фиг.6 - то же, вариант выполнения

опорного элемента; на Лиг,7 - узел V на фиг.1; на фиг.8 - узел VI на Лиг.1 на фиг.9 - сечение А-А на Лт .2; на фиг.10 - сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.11 - сечение В-В на фиг.З; на фиг. 12 - сечение Г-Г на фиг.З; на фиг,13 - сечение Д-Д на фиг.4; на фиг.14 - сечение Е-Е на Фиг.4; на фиг.15 - сечение К-Ж на фиг.4; на фиг.16 - сечение 3-3 на фиг.5; на фиг.17 -сечение И-И на фиг.6; на фиг.18 - сечение К-К на Фиг.7; на фиг. 19 - сечение JI-JI на фиг.8; на фиг.20 - сечение М-М на фиг.З; на фиг.21 - фрагмент фермы с центрирующим элементом; на Фиг.22 - то же,

вариант выполнения центрирующего элемента; на фиг.23 - шпренгельная балка с центрирующим элементом; на фиг.24- фрагмент колонны с центрирую- щим элементом; на фиг.25 - то же, вариант выполнения центрирующего элемента; на фиг.26 - сечение на фиг.21,23 и 24; на фиг.27-30 - то же, варианты выполнения центрирующих элементов.; на фиг.31 - сечение 0-0 на фиг,22-25; на фиг.32 - то же, вариант выполнения центрирующего элемента.

Рама каркаса промышленного здания включает двухветвевые колонны 1 с распорками 2 и опорными элементами 3, фермы 4 покрытия и шпренгельные балки 5, опертые на верхние торцы колонн 1 и их опорные элементы 3. Все элементы колонн 1 и верхние пояса 6 и 7 ферм 4 и шпренгельных балок 5 выполнены в виде бетонного ядра 8 с металлической сплошной обоймой 9 замкнутого профиля.

Верхние пояса 6 и 7 ферм 4 и шпренгельных балок 5 и ветви 10 и распорок 2 колонны 1 снабжены по крайней мере одним центрирующим элементом 11 постоянного или переменного поперечного сечения, установленным в местах наибольшего изгибающего момента в плоскости рамы.

Центрирующий элемент 11 может быть выполнен в виде арматурных стержней 12, или стального листа 13 с ребQ

5 0 5

о

5

рами 14, или уголков 15 или бетонного ядра 16 со сплошной обоймой 17 замкнутого профиля. Все соединения в каркасе выполнены сварными, а крепление ветвей 10 колонн 1 к фундаментам 18 осуществляется анкерными болтами 19.

Верхний пояс 7 каждой шпренгельной балки 5 может быть выполнен из двух ветвей 20, установленных с двух сторон ветвей JO колонны 1 на опорном элементе 3, размещенном из плоскости рамы и соединенном с распоркой 2. Опорные элементы 3 могут быть выполнены сквозными.

Каркас под нагрузкой работает так, что в сечениях колонн 1, ферм 4, шпренгельных балок 5, выполненных в виде сплошной металлической обоймы 9 замкнутого профиля с бетонным ядром 8 и центрирующим элементом 11, возникает центральное сжатие или близкое к нему напряженное состояние, для чего точка приложения внешней нагрузки должна совпадать с центром тяжести сечения либо находится в пределах ядра сечения, т.е. статический момент площади сечения, центрирующего элемента относительно оси, проходящей через центр тяжести составного сечения, принимается не менее произведения приведенной площади составного сечения на эксцентриситет приложения нормальной к рассматриваемому сечению силы по отношению к оси, проходящей через центр тяжести основного сечения, что соответствует условию

Изобретение относится к строи- юльству. Цель изобретения - повышение надежности, долговечности и огнестойкости и снижение материалоемкости за счет рационального использования мзтерпапов. Ветви, распорки и опорные элементы двухветвевых колонн и верхние пояса Ферм покрытия и пшрен- гельпых бапок выполнены в виде бетонного ядра с металлической сплошной обоимоп замкнуто о профиля и снабжены центрирующими элементами постоянного или переменного сечения, установленными в местах наибольших изгибающих моментов в плоскости рамы. 2 з.п. ф-лы, 32 ил. с S

lliFP5ц Ег

0 (а-2Ыъ-2&) + 1О2 ±ШГ11

Е1Е2.

- эксцентриситет, отсчитываемый от оси Y до точки прило- 45 жения нормальной к сечению силы N;

- расстояние от центра тяжести обоймы 9 и бетонного ядра 8 до центра тяжести центрирую- 50 щего элемента 11 площадью F;

- модули упругости материалов обоймы 9, бетонного ядра 8 и центрирующего элемента 1 1 55 соответственно.

/3

статический момент площади

. центрирующего элемента 11

относительно оси, проходящей через центр тяжести обоймы 9 и бетонного ядра 8;

P (a-2j),(b-2&) + )+ЕЯ

ЕЈ Е2

приведенная площадь сечения. Повышение надежности достигается тем, что ветви 10 колонн 1, верхние пояса 6 и 7 берм 4, балок 5, распорок 2, опорных элементов 3, имеющие армирование в виде сплошной металлической обоймы 9 замкнутого профиля, не теряют несущую способность мгновенно как железобетонные, а, приобретая деформации, могут еще выдержать

значительную нагрузку. Металличегкая обойма 9, заполненная бетоном 8, оказывается в значительной степени защищенной от потери местной и общей устойчивости конструкции благодаря подбору параметров сечений центрирующих элементов 11 и узлов каркаса, испытывающих простое напряженное состояние в виде центрального сжатия.

Повышение долговечности достигается за счет снижения усадочных деформаций, поскольку величина усадки бетона в конструкциях, где отсутствует влагообмен между бетоном и внешней средой, весьма незначительна и процесс усадки происходит очень медленно, лучшей сопротивляемости .: агрессивных, по отношению к бетону, средах поскольку бетон защищен обоймой от влияния внешней среды.

Снижение материалоемкости достигается благодаря отсутствию хомутов, планок, закладных деталей, поперечной и монтажной арматуры, использования резервов несущей способности материалов, благодаря повышению по сравнению с брусковыми конструкциями эффекта обоймы 9, отсутствию опалубки поскольку обойма 9 выполняет роль несъемной опалубки.

Рациональное использование материалов достигается тем, что опирание балок 5 и ферм 4 осуществляется на торцовые поверхности колонн 1, вследствие чего нагрузка передается на бетон и металл одновременно, бетонное ядро 8 имеет повышенную по сравнению с обычным железобетоном прочность вследствие обжатия, создаваемого обоймой 9} металлическая обойма 9, заменяя стержневую арматуру, выполняет функции продольного и поперечного армирования, воспринимая усилия во

всех направлениях, бетонное ядро 8 препятствует потере местной и общей устойчивости обоймы 9. Повъпиение огнестойкости, по сравнению с металлическим каркасом, достигается за счет наличия в металлической обойме 9 бетонного ядра 8.

Формула изобретения

0 и распорок колонн снабжены по крайней мере одним центрирующим элементом постоянного или переменного поперечно- го сечения, установленным в месте наибольшего изгибающего момента в плоскости рамы.

Q сторон ветвей колонны на опорном элементе, размещенном из плоскости рамы и соединенном с распоркой колонны.

5 элементы колонн выполнены сквозными.

5

0.00

Щи.2

ж

№ г 4

Щиг5

21 Мф

{ли

f- Ј

х/1

-/х

1-9

б МД)

01 Мф

к

si Г Л

1 х

I Хх-) J /

FF

/г/и

7/

#

JT

И

гад

Г7/

i-i

5

i

«a

л-л

Фиг. 19

Фиг. 21

Фиг. го

Ос симме/п- рш/

О П

Ось симметрии

фиг. ZI

11

т

Фиг. 2

Фиг.3

7

ff

Фиг. 25

// /// /

/S///

8

U

// ; / /

0-0

х//

/ х.х/.

/ /

х Х// Х

-

X X

л ;///-W

0-0

X

%/, х

Vx , X X х

X

-Х-х

X X

X х

-0

А/-Я

91 Жф