Рама каркаса здания

Авторы патента:

Бабенков Евгений Павлович (RU)

E04B1/24 - из металла

Владельцы патента RU 2488666:

Закрытое акционерное общество "ИНСИ" (RU)

Изобретение относится к области строительства, в частности к металлическим рамным конструкциям зданий различного назначения. Рама каркаса содержит стойки, соединенные посредством угловых соединительных элементов с наклонными ригелями, смежные концы которых соединены между собой центральным соединительным элементом, затяжку, закрепленную концами на угловых соединительных элементах. Стойки и ригели выполнены из закрепленных элементами жесткости попарно профилей с образованием коробчатой формы или с зазором или без зазора между профилями. Все соединительные элементы содержат отстоящие друг от друга переднюю и заднюю стенки, жестко соединенные друг с другом, а затяжка поддерживается подвесом, закрепленным на центральном соединительном элементе. Затяжка и подвес представляют собой конструкцию, содержащую отстоящие друг от друга переднюю и заднюю детали, жестко соединенные друг с другом. Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости и жесткости конструкции. 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к строительным металлическим рамным конструкциям и может быть использовано в гражданском, промышленном, сельском и транспортном строительстве.

Известна рама каркаса здания, содержащая стойки (колонны), соединенные посредством угловых соединительных элементов с наклонными ригелями (балками), смежные концы которых соединены между собой соединительным центральным элементом, затяжку, закрепленную концами на угловых соединительных элементах, причем каждая стойка и каждый ригель выполнены из пары зеркально соединенных профилей с отбортовками, направленными в противоположные стороны, а все соединительные элементы имеют Н-образную форму и содержат отстоящие друг от друга переднюю и заднюю детали, приваренные к средней части, (См. патент РФ №80866 на полезную модель «Рама каркаса здания», МПК E04B 1/18). Указанная рама каркаса здания является несущей конструкцией здания и, воспринимая основные нагрузки здания, должна обеспечивать его прочность, жесткость и устойчивость. Стойки и ригели, выполненные из ∑-образного профиля, образуют подобие двутавра, который не обладает достаточной устойчивостью. Кроме того, затяжку, концы которой закреплены на угловых соединительных элементах, чтобы обеспечить продольную жесткость рамы, необходимо в процессе эксплуатации регулировать талрепом, поскольку при провисании затяжки жесткость конструкции уменьшается. К тому же, при сильном ветре, в случае сильного провисания, рама каркаса здания может вообще сложиться, что грозит разрушением всему зданию.

Недостатками известной рамы каркаса здания является недостаточная устойчивость и недостаточная жесткость конструкции.

Рама каркаса здания по патенту РФ №80866 на полезную модель является ближайшим аналогом по существенным признакам и достигаемому эффекту к заявляемому устройству.

Задачей заявляемого изобретения является повышение несущей способности рамы каркаса здания.

Технический результат заключается в повышении устойчивости и жесткости заявляемой конструкции.

Указанная задача достигается тем, что в известной раме каркаса здания, содержащей стойки, соединенные посредством угловых соединительных элементов с наклонными ригелями, смежные концы которых соединены между собой центральным соединительным элементом, затяжку, закрепленную концами на угловых соединительных элементах, причем стойки и ригели выполнены из закрепленных попарно профилей, а все соединительные элементы содержат отстоящие друг от друга переднюю и заднюю стенки, жестко соединенные друг с другом, согласно изобретению, каждая пара профилей соединена элементами жесткости с образованием коробчатой формы или с зазором или без зазора между профилями, а затяжка поддерживается подвесом, закрепленным на центральном соединительном элементе, при этом и затяжка и подвес представляют собой конструкцию, содержащую отстоящие друг от друга переднюю и заднюю детали, жестко соединенные друг с другом.

В раме каркаса здания коробчатая форма стоек и ригелей образована из ∑-образного профиля.

В раме каркаса здания коробчатая форма стоек и ригелей образована из C-образного профиля.

В раме каркаса здания и затяжка и подвес выполнены из уголков и приваренных к их нижним полкам, по крайней мере, двух поперечных полос.

В раме каркаса здания элемент жесткости выполнен в виде прямоугольного основания и двух полок, образованных отгибом его коротких концов наружу под прямым углом, причем элемент снабжен ребром жесткости, представляющим собой канавку, направленную внутрь элемента и проходящую по центру полок и основания.

Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемая рама каркаса здания неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Предлагаемое устройство может быть изготовлено в промышленных условиях цехов больших и средних заводов с использованием стандартного оборудования, которое выпускается как отечественной, так и зарубежной промышленностью, а затем смонтировано на строительной площадке.

Следовательно, заявляемое устройство соответствует критерию «промышленная применимость».

Предлагаемая совокупность существенных признаков придает заявляемому устройству новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.

Коробчатая форма стоек и ригелей позволяет данным элементам воспринимать большие сжимающие, изгибающие и растягивающие усилия, а также увеличивает их сопротивление этим усилиям. Выполнение затяжки и подвеса из двух отстоящих друг от друга передней и задней деталей, жестко соединенных друг с другом, и закрепление затяжки на центральном соединительном элементе посредством подвеса позволяет ей не провисать и обеспечивает жесткость и геометрическую неизменяемость рамы при непостоянных нагрузках. При таком конструктивном решении повышается не только жесткость, но и существенно - устойчивость заявляемой конструкции и каркаса здания в целом.

Предлагаемая рама каркаса здания поясняется чертежами, где представлено на:

Фиг.1 - общий вид рамы каркаса здания;

Фиг.2 - вид в изометрии углового соединительного элемента;

Фиг.3 - вид в изометрии центрального соединительного элемента;

Фиг.4 - вариант выполнения сечения стойки из ∑-образного профиля;

Фиг.5 - вариант выполнения сечения стойки из С-образного профиля;

Фиг.6 - общий вид затяжки;

Фиг.7 - разрез А-А фиг.1;

Фиг.8 - разрез Б-Б фиг.6;

Фиг.9 - общий вид элемента жесткости;

Фиг.10 - разрез В-В фиг.9;

Фиг.11 - вид в изометрии расположения элемента жесткости;

Фиг.12 - вид в изометрии элемента жесткости.

Заявляемая рама каркаса здания содержит две стойки 1, соединенные с наклонными ригелями 2 посредством угловых соединительных элементов 3. Смежные концы наклонных ригелей 2 соединены между собой центральным соединительным элементом 4. Для обеспечения продольной жесткости раму каркаса здания стягивают затяжкой 5, поддерживаемой подвесом 6, закрепленным на центральном соединительном элементе 4. Концы самой затяжки 5 жестко закреплены на угловых соединительных элементах 3. Стойки 1 и наклонные ригели 2 имеют коробчатую форму и, как видно на фиг.4 и 5, могут выполняться в двух вариантах: из ∑-образного профиля 7 и C-образного профиля 8. Профили 7, 8 либо разнесены друг относительно друга с образованием зазора, либо соединены без зазора (на черт. не показано). В пространство между профилями 7, 8 устанавливается элемент жесткости 9 (фиг.9-12), который служит для обеспечения совместной работы профилей 7, 8. Установка в зазор между профилями 7, 8 элементов жесткости 9 позволяет получить их надежное соединение, повышает несущую способность сечения стоек 1 и ригелей 2. Все соединительные элементы: оба угловых 3 и центральный 4 выполнены сварными из двух стенок в виде многогранников и детали между ними. Угловой соединительный элемент 3 содержит переднюю 10 и заднюю 11 стенки, жестко соединенные наклонной несущей распоркой 12 с выполненным в ней технологическим отверстием 13. Стенки 10, 11 снабжены деталью 14 для крепления стенового ригеля (на чертеже не показан). В стенках 10, 11 и детали 14 выполнены отверстия 15 под болтовые крепления. Центральный соединительный элемент 4 содержит переднюю 16 и заднюю 17 стенки, жестко соединенные несущей пластиной 18 в нижней части элемента 4 и поперечным стержнем 19. Вместо стержня 19, может быть использована трубка. В стенках 16 и 17 выполнены отверстия 20 под болтовые крепления. Затяжка 5 (фиг.7-8) выполнена из уголков 21, к верхним полкам которых приварено не менее двух поперечных полос 22. Подвес 6 также выполнен из уголков 23, к полкам которых приварено, по крайней мере, две поперечные полосы 24. Такая сварная конструкция затяжки 5 и подвеса 6 не дает затяжке провиснуть, поэтому ее не требуется периодически подтягивать, что значительно упрощает эксплуатацию рамы каркаса здания. Элемент 9 жесткости выполнен в виде прямоугольного основания 25 и двух полок 26, образованных отгибом его коротких концов наружу под прямым углом. Элемент 9 жесткости снабжен ребром 27 жесткости, представляющим собой канавку, направленную внутрь элемента 9 и проходящую по центру полок 26 и основания 25. Рама каркаса здания установлена на опорах 28.

Предлагаемая рама каркаса здания работает следующим образом. Рама, представленная на фиг.1, является частью пространственного каркаса здания. Являясь несущим элементом, непосредственно воспринимает постоянные и временные нагрузки. Профили 7, 8 каждой стойки 1 и каждого ригеля 2 работают, как сжато-изогнутые элементы. Кроме того, в зоне соединительных элементов происходит смятие профилей 7, 8 от действия болтов. Коробчатое сечение стоек 1 и ригелей 2 с зазором или без него между профилями обеспечивается элементами жесткости 9. Элементы жесткости 9 осуществляют надежную связь профилей 7, 8 в единое сечение. В результате этого, обеспечивается совместная работа профилей от действующей нагрузки. Соединительные элементы 3 и 4, работая совместно с профилями 7, 8 воспринимают на себя часть пиковых узловых моментов.

Таким образом, прочность, жесткость и устойчивость в плоскости и из плоскости рамы и каркаса здания в целом повышаются.

Заявляемое изобретение обладает рядом преимуществ:

- увеличением устойчивости конструкции;

- увеличением жесткости конструкции;

- технологичностью изготовления и сборки;

- упрощением эксплуатации;

- надежностью в эксплуатации;

- увеличенным сроком службы.

1. Рама каркаса здания, содержащая стойки, соединенные посредством угловых соединительных элементов с наклонными ригелями, смежные концы которых соединены между собой центральным соединительным элементом, затяжку, закрепленную концами на угловых соединительных элементах, причем стойки и ригели выполнены из закрепленных попарно профилей, а все соединительные элементы содержат отстоящие друг от друга переднюю и заднюю стенки, жестко соединенные друг с другом, отличающаяся тем, что каждая пара профилей соединена элементами жесткости с образованием коробчатой формы или с зазором или без зазора между профилями, а затяжка поддерживается подвесом, закрепленным на центральном соединительном элементе, при этом и затяжка, и подвес представляют собой конструкцию, содержащую отстоящие друг от друга переднюю и заднюю детали, жестко соединенные друг с другом.

2. Рама по п.1, отличающаяся тем, что коробчатая форма стоек и ригелей образована из ∑-образного профиля.

3. Рама по п.1, отличающаяся тем, что коробчатая форма стоек и ригелей образована из C-образного профиля.

4. Рама по п.1, отличающаяся тем, что и затяжка, и подвес выполнены из уголков и приваренных к их нижним полкам, по крайней мере, двух поперечных полос.

5. Рама по п.1, отличающаяся тем, что элемент жесткости выполнен в виде прямоугольного основания и двух полок, образованных отгибом его коротких концов наружу под прямым углом, причем элемент снабжен ребром жесткости, представляющим собой канавку, направленную внутрь элемента и проходящую по центру полок и основания.

Изобретение относится к области строительства, в частности к стальному каркасу одноэтажного многопролетного здания. .

Карнизный узел металлического рамного каркаса быстровозводимого здания // 2473748

Изобретение относится к области строительства, в частности к карнизному узлу металлического рамного каркаса быстровозводимых зданий или сооружений различного назначения.

Сталебетонный каркас здания // 2472904

Изобретение относится к области строительства, а именно к сталебетонному каркасу здания. .

Конструкция здания // 2470123

Изобретение относится к области строительства, в частности к зданию из металлических конструкций. .

Многопролетная двухэтажная поперечная рама каркаса здания // 2466243

Изобретение относится к области строительства, в частности к многопролетной двухэтажной поперечной раме каркаса здания. .

Стальной каркас и способ его подъема // 2459911

Изобретение относится к области строительства, в частности к стальному каркасу здания. .

Каркас здания повышенной живучести // 2426840

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий с металлическим каркасом. .

Конструкция жесткости для несущих плит перекрытий в зданиях // 2416007

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкции жесткости для несущих плит перекрытий в зданиях. .

Каркас многопролетного здания // 2387759

Изобретение относится к области строительства, в частности к каркасу многопролетного здания. .

Система сборки посредством жесткого свинчивания, предназначенная для металлических конструкций // 2378459

Изобретение относится к системе сборки металлических конструкций посредством жесткого свинчивания, которая предназначена для крепления вторичных секций (3) к Н-образной приемной секции (2) или чему-то подобному.

Металлический каркас одноэтажного многопролетного здания // 2498025

Изобретение относится к области строительства, в частности к металлическому каркасу одноэтажного многопролетного здания. Технический результат заключается в повышении поперечной жесткости каркаса и уменьшении расхода металла. Каркас включает в продольном направлении колонны в виде V-образных элементов и ограждение. На оголовки колонн в поперечном направлении уложены стропильные конструкции. Колонны выполнены в виде двух V-образных элементов, установленных под углом друг к другу. Оголовки V-образных элементов соседних ветвей в продольном направлении соединены распоркой. Стропильные конструкции выполнены в виде двухконсольных прогонов, уложенных на оголовки обоих V-образных элементов. Концы соседних прогонов соединены между собой промежуточными балками. 3 ил.

Быстровозводимое энергоэффективное каркасное здание // 2503781

Изобретение относится к области строительства, в частности к быстровозводимым энергоэффективным каркасным зданиям. Каркасное здание содержит фундамент, два не связанных между собой металлических каркаса, обшитых листами опалубки так, что они образуют единое связное опалубочное пространство стен и межэтажных перекрытий, включая мансардную крышу. Внутренний каркас выполнен из стальных колонн, связанных ригелями и балками перекрытий, опирается на фундамент и является несущим каркасом здания. Внешний каркас выполнен из легкого металлического профиля, соединенного с внутренним каркасом временными фиксаторами, и служит для крепления листов опалубки при заданной толщине наружных стен здания. Опалубочное пространство заполнено легким бетоном, например полистиролбетоном. Технический результат изобретения заключается в улучшении теплотехнических характеристик, повышении сейсмостойкости и огнестойкости здания. 3 з.п. ф-лы,3 ил.

Металлический каркас здания и способ его возведения // 2528709

Изобретение относится к области строительства, в частности к металлическим каркасам многопролетных зданий. Техническим результатом изобретения является сокращение сроков возведения каркаса здания, использование материалов высокой заводской готовности, не требующих дополнительных технологических операций. Металлический каркас здания включает колонны двутаврового сечения, соединенные с ними опорные элементы для установки на них плит перекрытия. Опорный элемент выполнен в виде металлического уголка Г-образного профиля с отверстиями на вертикальной полке, которые выполнены соосными отверстиям на внутренней полке двутавров колонны под крепежные элементы для крепления уголка к колонне. Плита перекрытия выполнена с вырезом под ее установку на уголок. Между колоннами установлены многослойные строительные панели, которые крепятся к наружной полке двутавров колонны посредством уголков. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Стальная каркасная конструкция с использованием u-образной составной балки // 2548627

Изобретение относится к области строительства, в частности к стальному каркасу здания. Технический результат изобретения заключается в упрощении сборки каркаса. Стальной каркас включает колонны с кронштейнами, главные балки U-образного сечения, снабженные соединительными элементами, концевые части которых выступают из обоих концов балки для соединения с кронштейнами, распорками, установленными с интервалом по всей длине верхней поверхности балки, и соединителями, присоединенными к балке в местах присоединения вспомогательных балок. Формы поперечного сечения вспомогательной и главной балок идентичны. Каркас включает накладной элемент, содержащий верхнюю пластину, размещенную поверх верхних участков верхней полки главной балки и верхней полки кронштейна, боковины, выступающие перпендикулярно вниз из обоих краев верхней пластины, и нижнюю планку, выступающую по горизонтали наружу по краю из боковин на высоте параллельно опорным полкам главной балки, при этом главная балка и вспомогательные балки заполнены бетоном. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Противоаварийная стальная балочная конструкция // 2556761

Изобретение относится к области строительства, в частности к противоаварийным стальным балочным конструкциям зданий. Технический результат - предупреждение обрушения конструкции при возникновении аварийных воздействий. В противоаварийной балочной конструкции, состоящей из двух швеллеров, один из швеллеров является разрезным и состоит из двух частей, связанных между собой средней пластиной. Средняя пластина соединена гибкими связями со стойкой. Соединения разрезного и неразрезного швеллеров у стен осуществляются с помощью болтов со втулками, а в пролетах - с помощью подкосных пластин, имеющих болтовые узлы соединения с неразрезным швеллером, снабженные храповыми механизмами. Соединения частей разрезного швеллера с этими пластинами выполнено с помощью узлов, включающих приваренные к подкосным пластинам болты, установленные в криволинейных вырезах стенок частей разрезного швеллера. Все вырезы стенок частей разрезного швеллера имеют храповые рейки, а болты, входящие в эти вырезы, снабжены стопорными устройствами. Перекрытия опираются на балочную конструкцию через планки, расположенные на верхней полке разрезного и неразрезного швеллера, но приваренные только к неразрезному швеллеру. 7 ил.

Металлический каркас здания и способы его возведения // 2574109

Изобретение относится к области строительства, в частности к металлическому каркасу многопролетных зданий и способу его монтажа. Техническим результатом является снижение металлоемкости и упрощение монтажа. Металлический каркас здания включает металлические колонны, имеющие двутавровое сечение с опорными пластинами, соединенные с ними опорные элементы для установки на них плит перекрытий. Опорный элемент для плит перекрытия представлен ригелем и выполнен в виде разнополочной двутавровой балки с уширенной нижней полкой и отверстиями в стенке двутавровой балки ригеля. Соединительный элемент колонны с ригелем выполнен в виде пластины с отверстиями под крепежные элементы ригеля. Пластина прикреплена к внутренней полке двутавров колонны сварным швом на уровне этажей. К верхней полке ригеля прикреплен сварным швом металлический уголок его вертикальной полкой, а горизонтальная полка уголка соединена с плитой перекрытия посредством анкерного крепления. Полость между торцами плиты и ригелем заполнена монолитным железобетоном. Предложен способ монтажа каркаса. 2 н. и 1 з.п. ф-лы., 4 ил.

Конструктивный элемент в каркасных конструкциях // 2587211

Изобретение относится к области строительства, в частности к удлиненному элементу каркасных конструкций. Технический результат - упрощение сборки каркасных конструкций. Удлиненный и тонкостенный элемент с несколькими сторонами, проходящими вдоль продольной оси так, что элемент имеет множественную осевую симметрию относительно продольной оси. Каждая осесимметричная сторона включает в себя опорную поверхность в качестве точки опоры и крепления облицовки стены, и соединительную поверхность для крепления элемента к другим конструктивным элементам. Соединительная поверхность утоплена относительно опорной поверхности и находится на таком расстоянии, что когда элемент крепится обычными средствами крепления сквозь соединительную поверхность, средства крепления не выступают из поверхности опоры. Соединительные поверхности обеспечены группой отверстий для крепежных элементов. Также описан узел из таких конструктивных элементов. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ сокращения теплопотерь энергоэффективного здания // 2590962

Изобретение относится к области каркасного домостроения. Способ сокращения теплопотерь энергоэффективного здания, содержащего несущую каркасную конструкцию, панели стен и фермы покрытия, включает выполнение на ферме покрытия дополнительного нижнего пояса, препятствующего образованию «мостика холода» и проникновению холодного воздуха через конструкцию покрытия во внутрь здания. На ферме покрытия закрепляют дополнительный нижний пояс посредством подвесок, которые устанавливают с обеих сторон фермы покрытия в шахматном порядке или против друг друга. Между нижним поясом фермы покрытия и дополнительным нижним поясом укладывают теплоизоляционный материал. Подвески выполняют из композитного теплоизоляционного листового материала. Между нижним поясом фермы покрытия и панелью стены устанавливают термовкладыш, выполненный из дерева. Внутреннюю поверхность покрытия выполняют из облицованного листового материала. Изобретение позволяет повысить теплозащиту здания за счет ликвидации «мостиков холода» в месте опирания фермы покрытия на несущую наружную стену, снизить энергопотребление на отопление дома до минимально возможных размеров с обеспечением комфортного уровня температур. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Несущая конструкция многоэтажного большепролетного сооружения (варианты) и способ возведения многоэтажного большепролетного сооружения // 2596228

Изобретение относится к области строительства, в частности к несущей конструкции многоэтажного большепролетного сооружения. Технический результат изобретения заключается в увеличении свободного пространства сооружения. Несущий остов состоит из одного или нескольких двухэтажных несущих ярусов, последовательно располагаемых друг над другом по высоте сооружения. На верхнем этаже двухэтажного несущего яруса расположены несущие большепролетные междуэтажные металлические конструкции в виде плоских комбинированных ферменных систем, а в уровне нижнего этажа двухэтажного несущего яруса по краям пролетов в плоскости ферменных систем выполняются вертикальные связи высотой на этаж, связанные с узлами ферменных систем. Верхний и нижний пояса ферменных систем выполнены в виде поясных ферм либо поясных балок, в уровне которых установлены межпролетные фермы либо балки перекрытий поперечного направления. Железобетонные междуэтажные перекрытия устроены по верхнему уровню поясных ферм либо балок. Предложены другие варианты несущих конструкций и способ их возведения. 4 н.п. ф-лы, 11 ил.

Несущий каркас с соединительными узлами // 2600805

Изобретение относится к области строительства, а именно к несущему каркасу. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности каркаса. Каркас имеет узлы и по меньшей мере один компонент каркаса. Компоненты каркаса являются либо панелями, либо диагональными раскосами, либо их комбинацией. По меньшей мере один узел имеет соединительный элемент и по меньшей мере одну стойку. По меньшей мере один соединительный элемент имеет множество принимающих стойку элементов, которые расположены в соответствующем множестве граней воображаемого многогранника, и по меньшей мере одна стойка имеет первый конец, прикрепленный к одному из принимающих стойку элементов соединительного элемента первого узла, и второй конец, прикрепленный к соответствующему принимающему стойку элементу соединительного элемента другого узла. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 10 ил.