Несущая конструкция многоэтажного здания

 

Использование: в строительстве. Сущность изобретения: несущая конструкция состоит из стены с поэтажными проемами и перемычками, энергоемкость которых уменьшается от нижнего к верхнему этажу пропорционально эпюре поперечных сил. Высота перемычек выполнена переменной или постоянной. Высота проемов имеет соответственно постоянную или переменную величину. Высота перемычек уменьшается от нижнего к верхнему этажу, а высота проемов - от верхнего к нижнему этажу. 3 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к многоэтажным зданиям с монолитными стенами или с диафрагмами жесткости.

Известно сейсмостойкое здание, включающее стены с регулярно расположенными проемами и перемычками, швы в которых выполнены Z-образной формы, разделяют перемычки на консольные обратносимметричные балки-стенки, обжатые болтами.

Известно сейсмостойкое здание, включающее указанные признаки, в котором натяжение болтов уменьшается поэтажно по высоте здания снизу вверх, а величина обжатия балок-стенок определяется по формуле (прототип).

Недостатком известных решений является низкая прочность перемычек, не обеспечивающая совместную работу отдельных (смежных) простенков. В известных решениях регулируется податливость и увеличиваются диссипативные свойства за счет использования сухого трения соприкасаемых обжатых поверхностей, при этом увеличение прочности перемычек не выполняется. Как известно, поперечные сдвиговые силы в перемычках приходятся на опорные зоны, а в середине перемычек они равны нулю, здесь возможен только взаимный поворот или взаимное смещение консольных элементов перемычек. При недостаточной жесткости и прочности перемычек смежные простенки стен работают как отдельные консольные изгибаемые стойки, в которых все усилия сопротивления концентрируются в нижней опорной зоне, по сечениям которых происходит разрушение. Учитывая, что средняя и верхняя части простенков усилий изгиба не воспринимают, эффективность работы перемычек низка.

Согласно эпюре сдвиговых сил на перемычки максимальные усилия приходятся на уровень 1/5-1/4 высоты здания (от низа), минимальные - на верхнюю часть и на уровень основания здания (Дроздов П. Ф. и др. Проектирование и расчет многоэтажных гражданских зданий и их элементов. М.: Стройиздат, 1986, с. 171, эпюра Q).

Цель изобретения - повышение прочности и эффективности работы перемычек стен многоэтажных зданий.

Поставленная цель достигается тем, что высота перемычек выполнена переменной или постоянной, а высота проемов - соответственно постоянной или переменной, причем высота перемычек уменьшается от нижнего к верхнему этажу, а высота проемов - от верхнего к нижнему этажу, или перемычки и проемы постоянные, а косвенное армирование перемычек выполнено в нижней и средней частях наклонными стержнями пропорционально усилиям, в верхней части хомутами.

Увеличение прочности перемычек обеспечивает совместную работу простенков несущей конструкции, при этом повышение прочности достигается следующим образом: увеличением высоты сечения перемычек, более частым расположением и более эффективным (усиленным) армированием, где наиболее эффективным для восприятия поперечных сил является армирование наклонными стержнями, величина армирования которых регулируется диаметром наклонных стержней или величиной шага их расположения. При этом наклон стержней принимается параллельно направлению главных растягивающих напряжений от поперечной силы в сечении перемычки.

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия", т. к. при проведении патентно-информационного поиска не было обнаружено признаков, сходных с отличительными.

В предлагаемом техническом решении отличительными признаками являются: выполнение перемычек переменной высоты (жесткости); выполнение перемычек одинаковой высоты (жесткости) но с различным шагом по высоте стены; выполнение перемычек с различной схемой армирования при постоянной высоте их и проемов; при этом указанные признаки выполняются согласно эпюре распределения сдвиговых сил в перемычках по высоте стены.

На фиг. 1 изображена несущая конструкция стены с различными высотами перемычек; на фиг. 2 - то же, но с различными шагами перемычек и высотами проемов; на фиг. 3 - то же, но с различной схемой армирования перемычек.

Несущая конструкция многоэтажного здания состоит из простенков (диафрагм) 1 и 2, соединенных между собой перемычками 3, 4 и 5. Перемычки 3 выполнены различной высоты (жесткости), из которых перемычки большей высоты расположены в нижней части. Перемычки 4 одинаковой высоты расположены более часто в нижней части, а проемы 6 выполнены соответственно большей высоты в верхней части, меньшей в нижней части. Перемычки 5 выполнены одинаковой высоты с одинаковым шагом, но с различным армированием.

Положительный эффект предлагаемого решения достигается выполнением перемычек с различной высотой (жесткостью), с различным шагом и с различной схемой армирования согласно эпюре сдвиговых усилий в перемычках по высоте здания, что повышает суммарную (общую) прочность перемычек, обеспечивает совместную работу простенков и повышает общую прочность несущей конструкции, исключая концентрацию усилий в основании простенков и распределяя их на перемычки по всей высоте конструкции.

Формула изобретения

НЕСУЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ, включающая стену с поэтажными проемами и перемычками, энергоемкость которых уменьшается от нижнего к верхнему этажу пропорционально эпюре поперечных сил, отличающаяся тем, что высота перемычек выполнена переменной или постоянной, а высота проемов- соответственно постоянной или переменной, причем высота перемычек уменьшается от нижнего к верхнему этажу, а высота проемов - от верхнего к нижнему этажу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3