Узел соединения колонны металлического каркаса со связевым элементом

 

УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ КОЛОННЫ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КАРКАСА СО СВЯЗЕВЫМ ЭЛЕМЕНТОМ, вклмчающий колонну двутаврового сечения, связевый элемент, снабженный фасонкой с овальными отверстиями, и соединительнь1е пластины , выполненные с овальными отверстиями , .установленные с двух сторон фасонки и соединенные с последней и с колонной высокопрочш11ми болтами с возможностью регулирования их натяжения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, чТо, с целью снижения деформации каркаса, при восприятии горизонтальных нагрузок связевы м элементами при неравномерной осадке колонны , полка колонны :выполнена с овальными отверстияьм, а соединительные пластины -.уголкового профиля, при этом отверстия в последних расположены параллельными рядаьш, а в полi ке колонны и в фасонке связевого-элемента отверстия одного из рядов смещены в шахматном, порядке. &0 ел эо 0д &0

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРыт)Ф (21) 3569711/29-33 (22) 28.03.83 (46) 23.01.85. Вюл. В 3 (72) А.С. Файыптейн (71) Государственный проектно институт "Ленпроектстальконструкция" (53) 69.024.8(088,8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

NR 594264, кл. E 04 В 1/18, )978.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 1008378, кл. Е 04 В 1/38, 1981 (прототип) . .(54)(57) УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ КОЛОННЫ

МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КАРКАСА СО СВЯЗЕВЫМ

ЭЛЕМЕНТОМ, включающий колонну двутаврового сечения, связевый эЛемент, снабженный фасонкой с овальными отверстия)п(,.и соединительные плас4(51) E 04 В 1/24 E 04 В 1/38 тины, выполненные с овальными отверстиями, установленные с двух сторон фасонки и соединенные с последней и с колонной высокопрочными бол-. тами с возможностью регулирования их натяжения, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью снижения деформации каркаса при восприятии горизонтальных нагрузок связевыми элементами при неравномерной осадке колонны, полка колонны выполнена с овальными отверстиям, а соединительные пластины †. уголкового профиля, при этом отверстия в последних расположены параллельными рядами, а в полке колонны и в фасонке связевого эле- ф мента отверстия одного из рядов смещены в шахматном. порядке.

863

1 1135

Изобретение относится к строительству и может быть использовано дпя соединения элементов металлических каркасов зданий и сооружений, возводимых в районах со сложными ус5 ловиями, характеризующимися горными выработками, включая районы с геологическими нарушениями, вызывающими образование на земной поверхности трещин и уступов. 10

Известен узел соединения колонны металлического каркаса со связевой панелью, жестко закрепленной на колонне и содержащей ползун, размещенный в вертикальных направляющих

15 примыкающей колонны Ц .

Недостатком указанного решения является то, что использование известного узла в условиях значительных горизонтальных нагрузок невозможно из-за незначительной величины продольной жесткости каркаса, которая определяется в данном случае суммарной жесткостью колонн на изгиб, величина которой весьма мала по сравнению с жесткостью решетки, расположенной между колоннами. Это происходит вследствие выключения связевой решетки иэ работы каркаса на горизонтальные воздействия в ре30 эультате проскальзывания ее по вертикаж. между колоннами.

Наиболее близким к изобретению является узел соединения каркаса со свяэевым элементом, включающий панну двутаврового сечения вый элемент, снабженный фасонкой с овальными отверстиями, и соединительные пластины, выполненные с аваль ными отверстияьж, установленные с двух сторон фасонки и соединенные с последней высокопрочными болтами с воэможностью регулирования их натяжения (2) .

Недостатком известного решения является то, что взаимное вертикальное смещение колонны и связевого элемента ограничено длиной овального отверстия, увеличение которого значительно уменьшает прочность соединения. Поэтому узел не может быть использован в условиях неравномерной осадки колонн, достигающей десятков сантиметров. Это обусловлено тем, что при превышении длины овального отверстия взаимным вертикальным смещением колонн, примыкающих к связевоиу элементу, известный узел перестает быть деформативным, что приводит к перенапряжению и разрушению связевого элемента.

Цель изобретения — снижение деформации каркаса при восприятии горизонтальных нагрузок связевыми элементами при неравномерной осадке колонныы

Указанная цель достигается тем, что в узле соединения колонны металлического каркаса со связевым элементом, включающем колонну двутаврового сечения, связевый элемент, снабженный фасанкай с овальными отверстиями, и соединительные пластины, выполненные с овальными отверсти. ями, установленные с двух сторон фасанки и соединенные с последней н с колонной высакопрочными болтами с возможностью регулирования их натяжения, полка калонйы выполнена с овальными отверстиями, а соединительные пластины — уголковаго профиля, при этом отверстия в последних расположень параллельными рядами, а в палке колонны и в фасонке связевого элемента отверстия одного из рядов смещены в шахматном порядке.

На фиг. 1 изображен узел соединения колонны металлического каркаса со связевым элементом; на фиг. 2— связевый элемент; на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 4 — каркас здания; на фиг. 5 — фрагмент полки колонны; на фиг. 6 — соединительная пластина; на фиг. 7 — разрез Б-Б на фиг. б; на фиг. 8 — фасонка связевого элемента.

Узел соединения колонны 1 со связевым элементом 2 состоит из фасонки

3 связевога элемента 2, выпуск 4 которой расположен между двумя соединительными пластинами 5, выполнен.ными иэ угалковаго профиля и закрепленными на,примыкающих к связеваму элементу 2 полках б колонн 1. На полках б, выпуске 4 фасонки 3 и соеди- . нительных пластинах 5 выполнены овальные отверстия 7, в которых установлены высокопрочные болты 8 с возможностью регулирования их натяжения.

На. соединительных пластинах 5 отверстия 7 расположены параллельными рядами, а в полках 6 колонны 1 и в фа-. сонке 3 связевого элемента 2 — в шахматном порядке дпя обеспечения возможности смены болтового крепления по мере взаимного смещения колонны

1 относительно связевого элемента 2

l 135863 4

25

50 ь

55 в процессе эксплуатации каркаса под нагрузкой. Второй ряд овальных отверстий 7 на каждом из соединяемых элементов 4 — 6 служит для возможности перестановки болтов 8 без разъема соединения. В процессе эксплуатации каркаса болты 8 устанавливают {в зависимости от постепенно меняющегося взаимного расположения связевого элемента 2 и колонны 1) поочередно в одном из двух вертикальных рядов овальных отверстий 7, имеющихся-на соединяемых элементах 4-6.

Высокопрочные болты 8 размещены в овальных отверстиях 7 соединяемых элементов 4-6 с воэможностью периодического проскальзывания колонны

1 относительно связевого элемента 2.

Усилие натяжения подобрано таким образом, чтобы передать трением в узлах предельные расчетные верти— кальные усилия Р1, при восприятии временных расчетных горизонтальных воздействий при взаимодействии колонны 1 со связевым элементом 2.

При возникновении и росте неравномерной осадки опор растут усилия взаимодействия связевого элемента 2 и колонны I, передающиеся с оседающей колонны 1 на связевый элемент 2.

При превышении величины Р1, суммарным усилием в узле Р, т.е.Р=Р„+

+РА1, РН { где Pl, — усилие в узле

Ь, от деиствующей горизонтальной нагрузки Н„РА1 и РА1, — усилия в узле соединения до (i=1 ) и после (.=2 ) проскальзывания ), произойдет проскальзывание по вертикали болтов

8 в овальных отве рстиях 7. В результате упомянутое условие сменится на обратное, т. е. Р=Р„+Р „<Р„за счет

Н АЦ2 очевидного неравенства РА о Р, ЬЬ< Е1

При выполнении последнего условия узлы соединения колонны 1 металли= ческого каркаса со связевым элементом 2 будут вновь работать как жесткие связи, обеспечивая передачу действующих усилий со связевого элемента 2 на колонну l до тех пор, пока по мере роста неравномерной осадки опор не возрастут усилия P и внов окажется выполненным первоначальное условие, после чего описанный процесс повторится.

При достижении взаимным смещением связевого элемента 2 и колонны 1 определенной величины, ресурс болтового соединения одного ряда овальных отверстий 7 на пластинах 5 по обеспечению смещений будет исчерпан. При расстоянии L между овальными отверстиями одного ряда меньшем, чем

1+2с (где с=1-2d, 1 — длина овального отверстия 7, d — диаметр болта 8), овальные отверстия 7 второго ряда на пластинах 5 накроют овальные отверстия 7 второго ряда на полках

6 колонны 1 или на выпуске 4 фасонки 3, смещенные .на расстояние 0,5 (L+1) по вертикали по отношению к овальным отверстиям 7 первого ряда, на величину большую, чем диаметр болта 8. После установки и регулировки натяжения болтов 8 в открывшихся во втором — ряду сквозных отверстиях

7 соединение первого ряда разбалчивают, болты 8 удаляют и узел вновь готов обеспечить взаимное смещение колонны 1 и связевого элемента 2.

Таким образом, перестановка болтов 8 может быть выполнена без нарушения цельности соединений в узлах.

Узел соединения колонны 1 со свяэевым элементом 2 может быть применен в металлических каркасах, состоящих из элементов 9 покрытия, смонтированных на колоннах 1, установленных рядами, в каждом из которых размещены связевые элементы 2 в виде решетки 10 и пояса 11 °

Снижение деформативности каркаса с такими узлами соединения при эксплуатации каркаса достигается тем, что высокопрочные болты 8 обеспечивают жесткость узловых соединений связевого элемента 2 с колонной 1 при передаче расчетных горизонтальных воздействий и в то же время не препятствуют податливости этих .соединений при взаимном вертикальном смещении колонны 1 и связевого элемента 2.

Изобретение позволяет ограничить воздействие неравномерной осадки опор колонн на связевый элемент и тем самым обеспечить его работоспособность на горизонтальные воздействия в течение всего "срока службы металлического каркаса. В результате устранена дорогостоящая операция по разразке здания на короткие отсеки, являющаяся обычной мерой saшиты каркаса от влияния больших неравномерных осадок опор и колонн б

1135803

Изобретение позволяет снизить стоимость изготовления, монтажа каркаса

2 и эксплуатационные расходы эа счет увеличения межремонтных сроков.

1135863 б-о

5

Фиг.5

Фиг.7

Составитель Г. Иванова

Редактор Н. Данкулич Техред А.Кикемезей Корректор В. Гирняк

Заказ 10260/22 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4