Металлический каркас производственного одноэтажного здания

Металлический каркас производственного одноэтажного здания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>949347

В

/ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10. 09. 80 (2l ) 2980561/29-33 с присоелинением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 07. 08. 82. Бюллетень М 29

Дата опубликования описания 07.08.82 (5! )М. Кл.

Е 04 Н 9/02

Е 04 Н 5/00

3Ьаударствеиный камитет

СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 699. 841 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. В; Мальцев. и В. A. Зенин

Казахское отделение Ордена Трудового Крас

Центрального научно-исследовательского и института строительных металлоконструкций (7I ) Заявитель (54) МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КАРКАС ПРОИЗВОДСТВЕННОГО

ОДНОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при воздведении металлических каркасов производственных одноэтажных зданий.

Известен металлический каркас про5 изводственного одноэтажного здания, включающий колонны жестко соединенные с фундаментами и с фермами покрытия 13.

Наиболее близким техническим peuie" нием является металлический .каркас производственного одноэтажного здания, включающий фундаменты, жестко соединенные с ними двухветвевые колонны, выполненные из ветвей двутаврового сечения, раскосов и узловых фасонок, и фермы покрытия, шарнирно соединенных с колоннами 52).

Общими недостатками таких каркасов являются недостаточная сейсмостойкость и повышенный расход стали из-за неис-2р пользованной несущий способности ветвей колонн в верхней части и необходи- мости расчета каркаса с повышающим коэффициентом 1,5 на горизонтальные

2 сейсмические нагрузки. При горизонтальных сейсмических нагрузках возникают большие сжимающие усилия в нижних частях ветвей, в то время как в верхних частях они малы, а сечение ветви назначено одинаковым по всей высоте ветви. Коэффициент К 1,5 назначается из-за малого затухания колебания для металлических каркасов, способных поглощать энергию толчков.

При сейсмических перегрузках в ветвях колонны могут возникнуть напряжения, превышающие пределы упругой работы стали, которые могут привес ти к обрушению здания.

Цель изобретения - повышение сейсмостойкости каркаса и снижение расхода стали.

Указанная цель достигается тем, что металлический каркас производ ственного одноэтажного здания, вкгйочающий фундаменты, жестко соединен" ные с ними двухветвенные колонны, выполненные из ветвей таврового сечения

3 94914 раскосов и узловых фасонок, и фермы покрытия, шарнирно соединенные с колоннами, снабжен энергопоглотителями, установленными в узлах соединения раскосов с внутренней ветвью в верхней части колонн.

Каждый энергопоглотитель может быть выполнен в виде двух диафрагм двутаврового сечения, прикрепленных полками к полкам внутренней ветви 10 колонн, при этом каждая фасонка выполнена двутаврового сечения и прикреплена полками к стенкам диафрагм.

На фиг. 1 изображен металлический каркас производственного одноэтажного здания, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3сечение А-А на фиг. 2; на фиг. сечение 6-6 на фиг. 3; на фиг. 5 - колонна каркаса в момент отклонения от вертикали при сейсмическом воздействии; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - узел

Il (вариант выполнения) на фиг. 5; на фиг. 8 - сечение Г-Г на фиг. 7; на фиг. 9 - сечение Д-Д на фиг. 3.

Металлический каркас производственного одноэтажного здания включает фундаменты 1, колонны 2, фермы покрытия 3. Колонны 2 жестко соединены с фундаментами 1 и шарнирно с фермами покрытия 3 и выполнены двухветвевыми из ветвей 4, раскосов

5, образующих треугольную решетку фасонок 6, и энергопоглотителей 7, установленных в узлах соединения раскосов 5 с внутренней ветвью 4 в верхней части колонн 2.

Каждый энергопоглотитель 7 выполнен в виде двух диафрагм 8 двутаврового сечения (из отрезков толстостенных двутавров), прикрепленных полками 9 к полкам 1 О внутренней ветви 4 колонн 2. Фасонки 6 выполнены

4S также двутаврового сечения и прикреплены полками к стенкам диафрагм 8.

Энергопоглотители 7 могут быть также выполнены в виде одной диафрагмы 8 двутаврового сечения, прикрепленной полками 9 к полкам 1О внутренней ветви 4 колонн 2, а фасонки 11 в этом случае выполнены таврового сечения и соединены друг с другом через стенку диафрагмы 7.

Каркас работает следующим образом.

При горизонтальном сейсмическом толчке расчетной величины и ветровых нагрузках все элементы работают в

Зависимость между погонными жесткостями на указанных участках колонн

2 и их перемещениями между точками закрепления раскосов 5, а также погонными жесткостями энергопоглотителей 7 и их перемещениями можно определить по формуле

ib — ° 1,2 (ic дЬ - ьь k погонная жесткость ветви колонны 2 на участке между точками примыкания раскосов 5; погонная жесткость стенск диафрагм 7 и полок фасонок 6; относительное перемещение точек примыкания раскосов где ib

ЬЬ

7 4 упругой стадии, при этом осевые усилия от раскосов 5 передаются на стенку 14 фасонок 6, от них — к стенкам диафрагм 7, а от последних через изгиб их стенки - на полки 10 внутренних ветвей 4 двутаврового сечения колонн ". При этом стенка диафрагм 7, а также полки узловых фасонок 6 испытывают напряжение изгиба.

При нагрузках от сейсмического толчка расчетной величины (без учета

К = 1,5) напряжения в ветвях 4 колонн

2 и раскосах 5 находятся в упругой стадии, а в стенках диафрагм 7 полках фасонок 6 - на пределе пропорциональности.

При сейсмических нагрузках, превышающих расчетные, энергопоглотите ли 7 работают на изгиб в пластической стадии. Это происходит по той припричине, что для каждого изгибаемого участка его погонная жесткость, приходящаяся на единицу перемещения при сейсмическом толчке, подбирается та- кой, чтобы она по крайней мере в 1,2 раза превышала погонную жесткость ветви 4 колонны на длине участка между точками примыкания соответствующих смежных раскосов 3, причем также при ходящаяся на единицу относительного перемещения этих точек. т.е. при сейсмических перегрузках в то время, как энергопоглотители, вследствие их повышенной жесткости, вступают уже в пластическую стадию работы и начинают поглощать за счет этого энергию колебания, колонны 2 работают только в упругой стадии.

5 9491

5 к ветви 4 на длине одной панели; и Ь k — перемещение середины стенки двутавра энергопоглотителя (в точке примыкания фасонки 5) относительно ветви 4 колонны 2; — коэффициент пропорциональности, учитывающий угол наклона раскоса 5 к ветви 4 ко- 1о

JIOHHbl 2 .

Стенки диафрагм 7 и полки фасонки

6, изгибаясь при колебаниях каркаса в пластической стадии, интенсивно поглощают энергию сейсмического толчка, д что способствует быстрому затуханию колебаний и защите остальных конструкций каркаса от возникновения в них напряжений, превышающих расчетное сопротивление стали при работе в упругой стадии. Быстрое затухание колебаний позволяет расчитывать каркас без повышающего коэффициента К = 1,5.

Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что оно поз- д воляет повысить сейсмостойкость зданий и снизить расход стали на каркас до 10-154.

Формула изобретения

1. Металлический каркас производственного одноэтажного здания, вклю47 .6 чающий фундаменты, жестко соединенные с ними двухветвевые колонны, выполненные из ветвей таврового сечения раскосов и узловых фаоонок, и фермы покрытия, шарнирно соединенные с колоннами, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмостойкости каркаса и снижения металлоемкости, каркас снабжен энергопоглотителями, установленными в узлах соединения раскосов с внутренней вет.вью в верхней части колонн.

2. Каркас по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что каждый энергопоглотитель выполнен в виде двух диафрагм двутаврового сечения, прикрепленных полками к полкам внутренней ветви колонн, при этом каждая узловая фасонка выполнена двутаврового сечения и прикреплена полками к стенкам диафрагм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Муханов К. К. Металлические конструкции. М., Стройиздат, 1978, с. 415 р. tX 7.

2, "Стальные колонны одноэтажных производственных зданий с.применением широкополосных двутавров". Типовая серия 1.424-4. Челябинский филиал ВНИКТИстальконструкция. Вып. 4, альбом 3, лист 37, 1976 (протогип).

949147

Фиг.6

Фиг. 7

44е. У

ВНИИПИ Заказ 5718/14

Тираж 724 Подписное

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