Металлическая рама каркаса здания

 

Сущность изобретения: в раме, включающей двускатный ригель, наклонные стойки, затяжки и узлы соединения, внешние концы ригеля соединены одновременно с вершинами стоек и верхними концами наклонных затяжек, нижние концы которых соединены одновременно с верхними концами вертикальных затяжек и с нижними концами наклонных раскосов, а промежуточный участок и верхний конец каждого раскоса соединены соответственно с промежуточными участками наклонной стойки и ската ригеля, при этом угол наклона к горизонту наклонной затяжки превышает угол наклона стойки, а угол наклона раскоса превышает угол наклона наклонной затяжки, кроме того все узлы соединения элементов рамы, кроме узлов соединения нижних концов вертикальных затяжек с основаниями стоек, выполнены шарнирными. 1 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к легким металлическим несущим конструкциям, и может быть использовано в рамных каркасах быстровозводимых зданий с неразделяемым внутренним объемом помещений, например, зернотоков, складов, ангаpов, гаражей, павильонов, или может быть использовано в сооружениях галерейного типа, непрямоугольных в плане.

Из уровня техники известна металлическая рама каркаса здания, включающая стойки, двускатный ригель и затяжку, соединенную с ригелем через жестко прикрепленные к нему в карнизных узлах накладки, а этими же узлами ригель с затяжкой шарнирно прикреплен к стойкам, при этом между ригелем и растяжкой установлены жестко прикрепленные к ним распорки (авт. св. СССР N 1506970, кл. E 04 B 1/21, 1991).

Недостатки такой рамы обусловлены очевидной сложностью узлов соединения ее элементов.

Наиболее близким решением является металлическая рама каркаса здания, выполненная симметрично относительно вертикальной оси, которая включает двускатный ригель, жестко прикрепленный к наклонным стойкам с образованием консолей, при этом к каждой консоли прикреплены по крайней мере две вертикальные затяжки, выходящие из плоскости рамы, нижние концы которых прикреплены к узлу опирания наклонной стойки на фундамент, а сам этот узел снабжен вмонтированной в фундамент затяжкой, воспринимающей распор (Конструкции гражданских зданий. / Под ред. М.С.Туполева. Изд. 2-е, М. Стройиздат, 1973, с. 102, рис.IX.6,д).

Недостатками такой рамы являются сложность узлов соединения ее элементов, а также невозможность быстрого монтажа и демонтажа конструкций из-за наличия вмонтированной в фундамент затяжки.

Целью изобретения является обеспечение быстрой возводимости и сборно-разборности при соблюдении высокой жесткости конструкций за счет упрощения соединения между собой элементов рамы, за счет преобладающего использования легких шарнирных узлов соединения.

Цель достигается тем, что заявленное сочетание ригеля, раскосов, стоек и затяжек, помимо обеспечения многократной треугольной жесткости, неочевидно проявляет другое полезное свойство, а именно возможность использования почти повсеместно, кроме узлов опоры на фундамент, упрощенных шарнирных узлов соединения элементов рамы, что упрощает ее конструкцию. При этом использование этих узлов проявляет еще один побочный эффект, а именно ускоряет сборку и разработку конструкций.

На чертеже изображена схема конструкции рамы.

Металлическая рама каркаса здания выполнена зеркально симметрично относительно своей вертикальной оси. Рама включает в себя двускатный ригель 1 и наклонные стойки 2. Внешний конец каждого из скатов ригеля 1 шарнирно прикреплен к вершине наклонной стойки 2 и шарнирно соединен с верхним концом наклонной затяжки 3 с образованием узла 4 соединения. Каждое крыло рамы снабжено наклонным раскосом 5, работающим на сжатие, верхний конец которого шарнирно соединен с промежуточным участком ската ригеля 1 с образованием узла 6 соединения, а промежуточный участок раскоса 5 шарнирно соединен с промежуточным участком наклонной стойки 2 с образованием узла 7 соединения. Нижний конец раскоса 5 шарнирно соединен с нижним концом наклонной затяжки и с верхним концом вертикальной затяжки 8 с образованием узла 9 соединения, а нижний конец вертикальной затяжки 8 жестко прикреплен к основанию наклонной стойки 2 с образованием узла 10 соединения. При этом затяжка 3 имеет меньший угол наклона к горизонту, чем наклонная стойка 2, раскос 5 имеет меньший угол наклона к горизонту, чем затяжка 3, а затяжка 8 выполнена вертикальной, что приближает конструкцию описываемой рамы к арочному типу, сохраняя полезные для оптимальной конфигурации пространства помещения свойства прямоугольной рамы.

Раму каркаса здания собирают следующим образом.

В горизонтальном положении к промежуточному участку стойки 2 шарнирно прикрепляют раскос 5, а к основанию стойки 2 жестко прикрепляют нижний конец затяжки 8. После этого верхний конец затяжки 8 шарнирно соединяют с нижним концом раскоса 5, в результате чего получают начальный треугольник жесткости и придают раскосу 5 заданный наклон. На противоположном крыле рамы осуществляют зеркально симметричный процесс. Затем к вершинам стоек 2 шарнирно прикрепляют концы ригеля 1, а верхние концы раскосов 5 шарнирно соединяют с промежуточными участками скатов ригеля 1. После чего к концам ригеля 1 и к узлам 9 соединения раскосов 5 и затяжек 8 шарнирно прикрепляют наклонные затяжки 3, с помощью которых осуществляют окончательную регулировку напряжений в конструкции рамы. Собранную раму поднимают в вертикальное положение и устанавливают на опоры фундамента.

Формула изобретения

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ РАМА КАРКАСА ЗДАНИЯ, включающая двухскатный ригель, наклонные стойки, вертикальные затяжки и наклонные раскосы, образующие при соединении симметричную относительно вертикальной оси конструкцию, отличающаяся тем, что каждый наклонный раскос установлен с пересечением наклонной стойки и прикреплен одним концом к промежуточному участку ригеля, а другим к концу вертикальной затяжки и через дополнительную наклонную затяжку к узлу соединения ригеля со стойкой, причем наклон дополнительной затяжки меньше наклона раскоса, а все узлы соединения выполнены шарнирными.

РИСУНКИ

Рисунок 1