Узел соединения колонны металлического каркаса со связевым элементом

Узел соединения колонны металлического каркаса со связевым элементом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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