Многоэтажное здание Советский патент 1991 года по МПК E04B1/02 

у

е

Изобретение относится к строительству. Цель изобретения - повышение несущей способности и снижение материалоемкости. Подстенные конструкции 2 и стены 3 первого этажа над подстенной конструкцией 2 имеют усиленные участки в виде наклонных полос на всю их высоту или часть высоты с уклоном от опор к центральной оси подстенных конструкций и стен. Наружные кромки усиленных участков размещены по вертикали, проходящей по наружным граням крайних опор или по центральной оси внутренних опор. Угол наклона усиленных участков и их ширина определяются из соотношений, приведенных в формуле изобретения. 6 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении многоэтажных зданий с отдельно стоящими опорами и подстенными конструкциями.

Цель изобретения - повышение несущей способности и снижение материалоемкости.

На фиг.1 изображено многоэтажное здание; на фиг.2 - схема распределения силовых линий наклонного концентрированного потока сжимающих напряжений; на фиг.3-5 - расчетная схема; на фиг.6 - сечение А-А на фиг.З.

Многоэтажное здание содержит отдельно стоящие опоры 1, установленные на них подстенные конструкции 2, на которые оперты несущие стены 3 вышерасположенных этажей 4, имеющих усиленные надопор- ные участки 5. Подстенные конструкции 2 выполнены также с усиленными участками 6.

Усиленные участки 6 и усиленные участки 5 стен 3 расположены на всю высоту или на части высоты подстенных конструкций 2 и стен 3 этажа над подстенной конструкцией 2 и с уклоном от опор 1 к их центральной вертикальной оси.

Наружные точки нижней кромкиусилен- ных участков 5 и 6 размещены по вертикали, проходящей по наружной грани крайних опор 1 или по центральной оси внутренних опор 1.

Угол наклона к горизонтали усиленных участков 5 и 6 над наружными и внутренними опорами 1 определяется из соотношения

(В)М

ширина усиленных участков подстенных

конструкций 2 - из соотношения ,п№)„,опн(в)8|пан(в)

и ширина усиленных участков стен соответственно из соотношений

00

ю

S

00

н + Ии

(с ..sinrf

sin a

в

в jQ- Q)(A + п) + 1воп -н

ic Ј-

где Н - высота стены 3;

А- толщина стыка подстенной конструкции 2 и стены 3;

h - высота подстенной конструкции 2;

ZH и ZB - плечо пары сил - реакции опор и равнодействующей части вертикальной нагрузки, приложенной к верхней грани стены и равной по величине реакции соответственно крайней и внутренней опоры;

Ion и Ion8 - длина площадки опирания подстенной конструкции 2 соответственно на крайнюю и внутреннюю опору 1;

IQ - расстояние от грани крайней опоры до точки приложения равнодействующей всей нагрузки Q, приложенной к верхней грани стены 3;

I - пролет подстенной конструкции 2.

Опоры 1 могут быть выполнены в виде свай, колонн и других конструкций, расположенных дискретно по отношению к под- стенным конструкциям, подстепные конструкции 2 - в виде балок постоянного или переменного сечения и тому подобного, стены 3 могут быть панельные, кирпичные, блочные, из разнообразных материалов. Усиленные участки 5 и 6 в подстенной конструкции 2 и стене 3 могут быть выполнены в виде наклонных полос, которые образованы утолщением, из основного материала конструкции и других материалов, усилением дополнительным армированием участков (внешним или внутренним) гибкой или жесткой арматуры, вставками из более прочного материала, чем смежные зоны конструкций.

Наклонные полосы могут быть постоянной или переменной ширины, сужающимися кверху, (в последнем случае приведенные соотношения позволяют определить ширину в нижней части усиленных участков 5 И

6).

При работе здания под действием вертикальной нагрузки в подстенной конструкции 2 и в стенке 3 первого этажа над опорами 1 возникают потоки наклонных сжимающих напряжений, концентрирующиеся вдоль наклонных полос размещенных под углом О|. За пределами наклонных полос сжимающие напряжения значительно уменьшаются и затухают. Наклонные несущие полосы подстенной конструкции 2 и стены 3 позволяют воспринять концентрированные наклонные потоки сжимающих напряжений, усилить конструкции в этих наиболее напряженных зонах с наименьшим расходом материалов, что позволяет повысить несущую способность здания и снизить материалоемкость.

Угол наклона d несущих полос, а также

их ширину определяют по приведенным соотношениям, что позволяет осуществить рациональное конструирование элементов здания. Если принять угол наклона несущих

0 полос меньшим или большим, чем определяемый по соотношениям, то несущая полоса воспринимает только часть, составляющую концентрированного потока напряжений, что снижает несущую способ5 ность и приводит к недогруженности несущей полосы, нерациональному использованию несущего материала конструкций, повышению материалоемкости. Если несущую полосу подстенной кон0 струкции 2 или стены 3 сделать по ширине уже, чем определяемую по соотношениям, то это приводит к повышению величин напряжений в материале несущей полосы, что может превысить прочность материала, а

5 следовательно, снизить несущую способность. Если полосу выполнить шире, то она будет избыточна, что неоправданно повышает материалоемкость и приводит к экономическим потерям.

0Приведенные соотношения получены

на основании результатов исследований, которые позволили выявить, что концентрированные потоки сжимающих напряжений в многоэтажных зданиях рассматриваемого

5 типа имеют направление, совпадающее с линией, соединяющей точки приложения реакций опор и соответствующих им равнодействующих нагрузки, приложенной к верхней грани стены 3 первого этажа над

0 подстенной конструкцией 2. Соотношения для угла а учитывают эту особенность. Ширина несущей полосы подстенной конструкции 2 зависит от длины площадки опирания Ion и угла наклона полосы d, ширина низа

5 несущей полосы стены 3 первого этажа определяется зоной, отсекаемой линией, соединяющейточкиприложенияравнодействующей всей нагрузки Q (с параметром IQ) на стену первого этажа 3 и внут0 реннюю грань опоры 1.

Устройство усиленных наклонных участков 5 и 6 (несущих полос) позволяет повысить несущую способность конструкции 5 здания, снизить материалоемкость. Кроме того, наличие несущих полос позволяет существенно облегчить смежные участки конструкций, дает возможность устраивать вне полос проемы, применять легкие заполнители и др.

Смежные с несущими полосами зоны выполнять облегченными имеет смысл при устройстве проемов, применении, например, в несущих полосах железобетона, а в смежных, для облегчения конструкций, - пе- нопласта, газобетона и других более легких материалов. Несущие полосы с толщиной, отличной от толщины конструкции и из другого материала, могут применяться при реконструкции зданий с повышением этажности, когда необходимо повысить несущую способность без радикальных замен конструкций, а также, когда по технологическим требованиям допустимо применение стен 3 и подстенных конструкций 2 пере- менной толщины и применение в одной конструкции различных материалов.

Поскольку в общем случае нагрузка на стену первого этажа может быть несимметрична, то это вызывает необходимость уст- ройства левой и правой наклонных несущих полос стены 3 и подстенной конструкции 2 с различными шириной и углом наклона.

Формула изобретения

Многоэтажное здание, включающее опоры, установленные на них подстенные конструкции, на которые оперты несущие стены с усиленными участками, отличающееся тем, что, с целью повышения несущей способности и снижения материа- лоемкости, подстенные конструкции выполнены с усиленными участками, при этом последние и усиленные участки стен расположены на всю высоту или на части высоты подстенных конструкций и стен и с уклоном от опор к их центральной вертикальной оси, а наружные точки нижней кромки размещены по вертикали, проходящей по наружной грани крайних опор или по центральной оси

внутренних опор, причем угол «наклона усиленных к горизонтали участков над крайними и внутренними опорами определяется из соотношения

.s«H(B) A + h вТ

ширина усиленных участков подстенных конструкций - из соотношения

,(в)з|пан(в).

а ширина усиленных участков стен - соответственно из соотношений

,(А + И) + 1Ноп -Н . Н + Д+п

в (l-lQ)(A + h)-HBon -H

с н + Д + Г1

sin a

где Н - высота стены, м;

А - толщина стыка подстенной конструкции и стены, м;

h - высота подстенной конструкции, м;

ZH; ZB - плечо пары сил - реакции опоры и равнодействующей части вертикальной нагрузки, приложенной к верхней грани стены и равной по величине реакции соответственно крайней внутренней опоры, м;

1опН; 1опв - длина площадки опирания подстенной конструкции соответственно на крайние и внутренние опоры;

IQ - расстояние от грани крайней опоры до точки приложения равнодействующей всей нагрузки, приложенной к верхней грани стены, м;

I - пролет подстенной конструкции.

--

4

0/7

J44

Фиг.З

,8 lQn

/ ОЯы/р,

ФигМ

Фиг. 5

А-А