Сельскохозяйственное здание Советский патент 1992 года по МПК E04H5/08 

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкциям производственных сельскохозяйственных зданий с рулонной кровлей

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является конструктивная схема здания, состоящего из рабгюрных рам, собираемых из цельных или составных Г-образных полурам, шар- нирно соединенных с фундаментами и в коньковом узле, используемых для каркасов однопролетных сельскохозяйственных производственных зданий основного, подсобного и вспомогателоного назначения пролетом 9.12,18,21 м а также двух- и многопролетных поперечников шириной 18-42 м, со сборными железобетонными ребристыми плитами покрытия, уложенными со сваркой закладных элементов по ригелям рам и стеновыми панелями выоранного в качестве прототипа

Недостатком известной конструкции здания является плоскостное решение скатной кровли из сборных железобетонных ребристых плит, уложенных по прямолинейным участкам ригелей рам и работающих в этом случае как отдельные элементы по балочной плоскостной схеме, обусловливающей наибольший расход материалов, недостаточную жесткость и несущую способность конструкции здания.

Целью изобретения является снижение материалоемкости, увеличение жесткости и несущей способности здания, Применение предлагаемого изобретения создает технико-экономический эффект, заключающийся в снижении расхода стали и бетона, трудоемкости и стоимости конструкций. Указанная цель достигается тем, что в сельскохозяйственном здании, состоящем из сборных железобетонных Г-образных рам, уложенных по ним со сваркой заклад(Л

С

VI

ных элементов крупноразмерных ребристых плит и панелей наружных стен, соглас- .но изобретению ригели рам по их длине выполнены криволинейного или сегментного очертания с числом сегментов и их длиной, равной соответственно числу опертых на ригели плит покрытия и ширине последних, а угол между смежными сегментами составляет 4-50,1 благодаря чему облегченные ребристые плиты покрытия с пониженной высотой продольного ребра, равной .1 /30 пролета, уложенные по рамам, образуют призматическую складку с разностью углов наклона к горизонту смежных ее плит-граней соответственно 4-5°, продольные ребра крайних плит-граней которой оперты в пролете на жестко прикрепленные в центральной части по их длине к панелям наружных стен стальные опорные элементы, исключающие вертикальные перемещения краев складки,

При этом, поперечные сдвигающие усилия, передаваемые складкой на ригели рам, воспринимаются сварными сопряжениями продольных ребер плит с ригелями рам, а на опорах продольных ребер крайних плит - специальными стальными уголковыми упорами, жестко прикрепленными к наружным граням этих ребер и к ригелям рам.

Продольные усилия сдвига между плитами-гранями складки воспринимаются швами замоноличивая с устройством пазов- шпонок на наружных боковых поверхностях приопорных участков продольных ребер длиной в 1/3 пролета плиты, превышающими элементы здания в рамно-складочную сборно-монолитную конструкцию, работающую по пространственной схеме.

Проведенный сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое сельскохозяйственное здание отличается тем, что ригели его рамных элементов по их длине выполнены криволинейного или сегментного очертания с числом сегментов и их длиной,- равной соответственно числу опертых на ригели плит покрытия и ширине последних, а угол между смежными сегментами составляет 4-5°, благодаря чему облегченные ребристые плиты, уложенные по ригелям рам, образуют призматическую складку с разностью уг- лов наклона к горизонту смежных плит-граней соответственно 4-5°, продольные ребра крайних плит которой оперты в пролете на жестко прикрепленные в центральной части по их длине к панелям наружных стен стальные опорные элементы, исключающие вертикальные перемещения краев складки.

При этом, поперечные сдвигающие усилия, передаваемые ребрами граней складки на ригели рам, воспринимаются сварными сопряжениями продольных ребер плит с ригелями рам, а на опорах продольных ребер плит с ригелями рам, а на опорах продольных ребер крайних плит - специальными стальными уголковыми упорами, жестко прикрепленными к наружным граням этих

0 ребер и к ригелям рам, продольные усилия сдвига воспринимаются швами замоноли- чивания с устройством пазов-шпонок на наружных боковых поверхностях приопорных участков продольных ребер длиной в 1/3

5 пролета плиты, посяе замоноличивания которых все элементы здания превращаются в рамно-складчатую сборно-монолитную конструкцию, работающую по пространственной схеме.

0 Изобретение поясняется чертежами, где на фмг.1 показан план покрытия рамно- складчатого сельскохозяйственного здания; на фиг,2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.З - узел А на фиг.2; на фиг.4 - разрез по

5 Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - деталь стального уголкового упора; на фиг.б - разрез по В-В на фиг.5; на фиг.7 - деталь стального опорного элемента; на фиг.8 - вид по Г-Г на , фиг.7; на фиг.9 - деталь устройства пазов0 шпонок на ребрах плит; на фиг. 10 - разрез Д-Д на фиг.9; на фиг. 11 -общий вид Г-об- разной полурамы пролетом 9 м с сегментным очертанием ригеля; на фиг.12 - то же, пролетом 10,5 м с сегментным очертанием

5 ригеля.

Сельскохозяйственное здание рамно- складчатого типа включает Г-образные составные или цельные полурамы 1, шарнирно соединенные в коньковом узле,

0 уложенные по ним со сваркой закладных элементов сборные железобетонные средние 2 и крайние 3 ребристые плиты, швы замоноличивания 4 и стеновые панели 5, соединенные соответствующими конструк5 тивными элементами для совместной работы,

С этой целью, при неизменных высотных габаритах полурам в коньке и в карнизной части, точки пересечения сегментов

0 ригеля 6-7 и 7-8 образуются перпендикулярным (нормальным) их переносом наружу относительно первоначального положения на 200 мм для полурам пролетом 9 м и 400 мм для полурам пролетом 10,5 м, а точка пересечения сегментов 8-9 для полурам

5 пролетом 10,5 м ее переносом на 200 мм, и, будучи соединенными с коньковой и карнизной габаритными точками ригеля полурамы, образуют сегментное очертание его верхнего пояса с углом между смежными сегментами 4-5° для пролетов полурам 10,5 и 9 м соответственно, обеспечивающее пространственную работу покрытия. При этом, поперечные сечения ригеля сегментного очертания, в каждой из точек перелома его верхней и нижний граней сохраняются неизменными как для плоского линейного ригеля с постоянным уклоном 1:4, Таким образом, плиты покрытия 2 и 3, уложенные по ригелям полурам 1 со сваркой закладных элементов, образуют в поперечном направлении призматическую складчатую систему, каждая грань которой имеет угол перелома по отношению к смежной грани в пределах 5°-4°, а все швы 4 между плитами-гранями складки замоноличиваются бетоном.

С целью усиления наиболее напряженных крайних граней складки 3 и предотвращения преждевременного исчерпания их несущей способности, внешние продольные ребра 10 этих плит-граней опираются в пролете на жестко прикрепленные в центральной части по их длине к панелям наружных стен 5 стальные опорные элементы 11, которые после монтажа плит 2, 3 и притор- цовки к низу ребра 10 опорным уголком 12, привариваются к закладному элементу 13 стеновой панели 5 и уменьшают расчетный пролет ребра 10 в два раза, повышая тем самым несущую способность и жесткость крайних плит-ганей 3 и покрытия в целом.

Складчатость, а также наличие стального опорного элемента 11, объединяющего край складчатого покрытия со стеновой панелью 5 для совместной работы на вертикальные воздействия, позволяющего использовать стеновую панель в качестве поддерживающего бортового элемента повышенной жесткости, существенно облегчают армирование ребристых плит до монтажного минимума при одновременном понижении высоты продольного ребра до 200 мм (1/30) при высоте 50 мм (1/24) в типовом решении.

Для восприятия сдвигающих усилий, передаваемых складчатым покрытием на ригель рамы 1, в карнизной части ригеля по краям складки устанавливаются специальные стальные уголковые упоры 14, с ребрами жесткости 15 жестко прикрепленные к наружным граням продольных ребер 10 и к закладным элементам 16 ригелей рам 1 посредством сварки.

Восприятие продольных сдвигающих усилий между гранями складки 2 и 3 обеспечивается замоноличиваниом швов 4 с устройством пазов-шпонок 17 на наружных гранях продольных ребер 10, вприопорных участках длиной в 1/3 пропета плиты с каждой стороны ребра

После осуществления всех перечисленных конструктивных мероприятий производится замоноличивание продольных и поперечных швов покрытия бетоном, чем 5 обеспечивается совместная работа всех конструктивных элементов здания и превращение его в рамно-складчатую систему, работающую по пространственной схеме.

При этом достигается увеличение жест- 0 кости и несущей способности в 1,5-2.0 раза за счет совместной и пространственной работы элементов здания, что позволяет применять их под более повышенные по сравнению с типовыми решениями нагруз- 5 ки, либо осуществлять снижение расхода материалов (бетона и стали) под заданные нагрузки.

Так, в рамно-складчачом варианте здания облегчение плит складчатого покрытия 0 достигается за счет снижения стержневого армирования продольных ребер плит, определяемого монтажной стадией их работы, а также уменьшением высоты этих ребер с 25 до 20 см. Для ряда нагрузок, за счет влияния 5 распорности в замоноличенном складчатом покрытии может быть увеличен шаг поперечных ребер плите 1.0-1,5 до 2, Ом и уменьшено их количество с соответствующей экономией материалов.

0В сборно-монолитной рамно-складчатой конструкции за счет совместной работы ригеля с примыкающими торцовыми ребрами плит и бетона замоноличивания. армирование ригеля снижается на 15-20%, а в ряде 5 случаев уменьшается его сечение.

При необходимости увеличения нагрузок на покрытие здания в швы 4 между плитами 2 и 3 могут устанавливаться каркасы 18, что превращает покрытие в неразрез- 0 ную в продольном направлении складку повышенной несущей способности. К тому же сегментное очертание ригеля улучшает и обеспечивает надежное замоноличивание продольных швов 4 между плитами в произ- 5 Бедственных условиях, увеличивает пространственную жесткость и надежность эксплуатации здания в целом

Формула изобретения 1. Сельскохозяйственное здание, вклю- 0 чающее Г-образные полурамы с наклонными ригелями, соединенные шарнирно в коньке и с фундаментами, ребристые плиты покрытия и панели наружных стен, прикрепленные посредством сварки закладных де- 5 талей соответственно к ригелям и к стойкам полурам, отличающееся тем, что, с целью снижения материалоемкости и повышения жесткости и несущей способности, верхние грани ригелей по их длине выполнены криволинейного или сегментного

очертания с числом сегментов и их длиной, равной соответственно числу опертых на ригели плит покрытия и ширине последних, а угол между смежными сегментами составляет 4 -5°, причем продольные ребра крайних плит покрытия свободно оперты в центральной части по их длине на панели наружных стен посредством жестко прикрепленных к последним стальных опорных элементов и жестко соединены с ригелями полурам посредством стальных уголковых упоров, а плиты покрытия соединены между

0

собой с помощью бетона замоноличивания, размещенного в швах между ними с образованием призматической складки покрытия.

2. Здание по п.1, отличающееся тем, что боковые грани плит покрытия выполнены со шпоночными углублениями на приопорных участках длиной, равной одной трети пролета, а покрытие снабжено арматурными каркасами, установленными в швах между плитами покрытия в надопор- ных участках последних.

Использование, строительство сельскохозяйственных зданий, обеспечивающее снижение материалоемкости и повышение жесткости и несущей способности Сущность изобретения. Верхняя грань ригелей трехшарнирных рам имеют криволинейное или сегментное очертание по длине ригелей. Число сегментов и их длина равны соответственно числу опертых на ригели плит покрытия и их ширине. Продольные ребра плит покрытия жестко прикреплены к ригелям. Наружная боковая грань наружного ребра крайних плит покрытия жестко прикреплена в ее центральной части к панелям наружных стен с помощью опорных элементов и к ригелям - уголковыми упорами Швы между плитами замоноличены бетоном. Боковые грани плит покрытия могут иметь шпоночные углубления, а в швах могут быть размещены арматурные каркасы 1 з.п. ф-лы, 12 ил.

4иИ

Ј

18

Фиг 1.

Фиг, 3,

в(- IL

jf

v

Фиг. 5,

l zr

Фиг 7.

Г II

h-9 Риг 9.

Фиг: б,

Фиг. 10.

Фиг. 12,