Рама каркаса промышленного здания

 

Изобретение относится к строиюльству. 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 пшренгельпых 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Р1)g Е 04 f! 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНР!ЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4376810/33 (22) 23.02.88 (46) 07.05.9!. Бюл. Nl 17 (71) Харьковское научно-исследовательское и проектно-конструкторское отделение Всесоюзного государстве>tного научно-исследовательcêîãо,проектно-.коиструкторского и изыскатель— ского института "Атомэиергопроект" (72) Э.Л.Чихладзе, В.С.?!!муклер, Я.Л.Краппфельд, ?!.Е.Русанов и С.А.Жуков (53) 627.88(088.8) (56) Санжаровский Р.С. Трубобетопные конструкции в строительстве. — Промьпцленное строительство, 1979, «а 5, с, 22 и 23, рис.4.

Сапожников Ф.В. Брусковые сборные железобетонные конструкции в теплоэнергетическом строительстве. — Про.мышленное строительство, 1974, ?а 1, с.26-29, рис.?-5.

Изобретение относится к строительству, а именно к каркасам промьш лен— ных 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 .1 изображена рама каркаса промышленного здания; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.3 — узел II на фиг.I на. фиг.4 — узел III на фиг.1; на фиг.5 — узел ЕЧ на фиг.l; на фиг.б — то же, вариант выполнения

„„SU„„16471! А1

2 (54) РМ!А KAP?CACA !?РСФ!????Г??ЕН?!01 0 ЗЛА?!!!Я (57) !!зобретение относится к строительству. Цель изобретения — повышеHHE надежности, долговечности и огнестойкостп и снижение материалоемкостп за счет рационального использования материал< в. Ветви, распорки и опорные элементы двухветвевых колонн и перхнис пояса Ферм покрытия и шпренгельных балок выполнены в виде бетонпого ядр» с металлической сплошной обоймой замкнутого профиля и снабжены центрирующпмп элементами постоянного или переменного сечения, установленными в местах наибольших изгибающих моментов в плоскости рамы, 2 з.н. ф-лы, 32 ил.

<:Ь

4 опорного элемента; на фиг,7 — узел Ч е ) на фиг.1; на фиг.8 — узел 3 1 на фиг.l; на фиг.9 — сечение А-А на фиг.2; на фиг.10 — сечение Б-Б на фиг.3; на 4Р фиг.11 — сечение В-В на фпг.3 на фиг.!2 — сечение Г-Г на фиг.3; на фиг,13 — сечение Д-Д на фиг.4 на фиг.14 — сечение Е-Е на Фиг.4; на фиг.15 — сечение Ж-Ж на фис.4; на фиг.?6 — сечение 3-3 на фиг.5; на 3 фиг.17 — сечение И-И на фиг.6; на Ь фиг.18 — сечение К-К на фиг.7; на фиг.19 — сечение Л-Л на фиг.8; на фиг.20 — сечение М-M на фиг.8; на фиг.21 — фрагмент фермы с пентрирующим элементом; на фиг.22 — то же, 1647!!О

ЕэРР

Б Ег (а-2 ) ° (Ь-2 ) + ---- - — -- + ——

2Е @а+Ь-23) ЕsЕ

Еу Eg вариант выполнения центрирующего элемента; на фиг.23 — шпренгельная балка с центрирующим элементом; на фиг.24- фрагмент колонны с центрирующим элементом; на фиг.25 — то же, вариант выполнения центрирующего элемента; на фиг.26 — сечение Н-Н 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. 25

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 ll может быть выполнен в виде арматурных стержней 12 или стального листа 13 с ребгде е — эксцентриситет, отсчитываемый от оси 7 до точки прило- 45 жения нормальной к сечению силы N;

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

Е1,Е и Š— модули упругости материалов

3 обоймы 9, бетонного ядра 8 и центрирующего элемента I l 55 соответственно, S =--- — статический момент площади

ЕзЦ3 центрирующего элемента 11

Е 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 l0 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 элемен- . та 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 относительно оси, проходящей через центр тяжести обоймы 9 и бетонного ядра 8;

= (а-2 ) (Ь-2 ) + 2Е У а+Ъ-21)+ЕЭГ

Е Eg приведенная площадь сечения, Повьш ение надежности достигается тем, что ветви 10 колонн 1, верхние пояса 6 и 7 ферм 4, балок 5, распорок 2, опорных элементов 3, имеющие армирование в виде сплошной металли" ческой обоймы 9 замкнутого профиля, не теряют несущую способность мгновенно как железобетонные, а, приоápeтая деформации, могут еще выдержать

1647!1 значительную нагрузку. 11еталлическая обойма 9, заполненная бетоном 8, оказывается в значительной степени защищенной от потери местной и общей

5 устоичивости конструкции благодаря подбору параметров сечений центрирующих элементов 11 и узлов карка""а, испытывающих простое напряженное состояние в виде центрального сжатия. 10

Повьпнение 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 очеив медленно, лучшей сопротивляемости .: агрессивных, по отношению к бетону, средах, поскольку бетон защищен обоймой от ?11 влияния внешней среды.

Снижение материалоемкости достигается благодаря отсутствию хомутов, планок, закладных деталей, понеречной и монтажной арматуры, использова- 25 ния резервов несущей способности материалов, благодаря повышению цо сравнению с брусковыми конструкциями эффекта обоймы 9, отсутствию опалубки, поскольку обойма 9 выполняет роль не- 111 съемной 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 н 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 армнрования, воспринимая усилия во о

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

Формула изобретения

1 ° Рама каркаса промышленного. здания, включающая двухветвевые колон-. ны с распорками и опорными элементами, фермы покрытия и шпренгельные балки, опертые на верхние торцы и опорные элементы колонн ветви, распорки и опорные элементы которых и верхние пояса ферм и шпренгельных балок выполнены в виде бетонного ядра с металлической обоймой, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, долговечности и огнестойкости и снижения материалоемкости за счет рационального использования материалов, металлические обоймы выполнены сплошными замкнутого профиля, причем верхние пояса ферм и шпренгельных балок и часть ветвей и распорок колонн снабжены по крайней мере одним центрирукщим элементом постоянного или переменного поперечного сечения, установленным в месте наибольшего изгибаюшего момента в плоскости рамы.

2. Рама по п.l о т л и ч а ю ш а я с я тем, что верхний пояс каждой шпренгельной балки выполнен из двух ветвей, установленных с двух сторон ветвей колонны на опорном элементе, размещенном из плоскости рамы и соединенном с распоркой колонны.

3. Рама по пп.l и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что опорные элементы колонн выполнены сквозными.

1647IIO

li, / 1!и

1wllIO

V/ ЬгУ

8-В

6и71

>o4t о

F-Е г

82

1Ю!

Rz. f7

ply Ю

Р . 6

Я 3-3 .г г:..

1б47110

М-М

1(.47110

11

Щю15 е

H- H

17--0-0

1Г 11

-13

1Ф130-0