Фланцевое соединение

Авторы патента:

E04B1/38 - средства соединения строительных конструкций вообще

Владельцы патента RU 2535568:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный универистет" (СГАСУ) (RU)

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлам соединения элементов металлических конструкций при помощи фланцев. Фланцевое соединение включает несущие элементы, фланцы, расположенные в торцевой части несущих элементов, ребра жесткости, прикрепленные одной стороной к фланцу, а другой - к несущему элементу и высокопрочные болты, соединяющие фланцы между собой. Соединение содержит дополнительные ребра жесткости, установленные по периметру фланца в зоне, подверженной наибольшей деформации, при этом толщина и высота дополнительных ребер жесткости определяется расчетом в зависимости от допустимого раскрытия соединения. Технический результат - уменьшение прогибов фланцевых пластин в узле фланцевого соединения элементов металлических конструкций, упрощение проектирования узла фланцевого соединения. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлам соединения элементов металлических конструкций при помощи фланцев.

Фланцевые соединения являются одним из наиболее эффективных и широко распространенных типов узлов соединения элементов металлических конструкций. Эти узлы содержат несущие элементы конструкции в виде прокатного профиля или составного сечения произвольной формы и присоединенных к ним сваркой (или иным способом) плоских торцевых элементов. Элементы узлов соединяются между собой при помощи болтов, преимущественно высокопрочных. В случае применения высокопрочных болтов суммарное усилие их затяжки превышает усилие, прикладываемое к несущим элементам, что обеспечивает неразъемность соединения.

Известно несколько типов фланцевых соединений, например описанных в Справочнике проектировщика T.1, стр.186-188, Изд-во АСВ. М. 1998 г. Такие соединения содержат несущие элементы, к торцам которых тем или иным способом (в основном сваркой) прикреплены плоские фланцевые листы, подкрепленные ребрами жесткости. Соединение осуществляется при помощи болтов, устанавливаемых между ребрами. Недостатком таких соединений является необходимость применения для фланцев листов относительно большой толщины и выполненных из высокопрочной стали.

Наиболее близким как по назначению, так и по составу элементов является узел соединения элементов рамного каркаса здания, включающий несущие элементы двутаврового (или иного) поперечного сечения, фланцы, приваренные к торцам несущих элементов, ребра жесткости, предназначенные для передачи усилия, передаваемого на фланец, и уменьшения деформации фланцев, а также высокопрочные болты, соединяющие фланцы между собой. (Катюшин В.В. Здания с каркасами из стальных рам переменного сечения (расчет, проектирование, строительство). - М. ОАО «Издательство «Стройиздат», 2005, с.296, рис.2). Это техническое решение и принято в качестве прототипа.

Недостатком таких узлов является деформация фланцев между болтами в зоне передачи растягивающего усилия. Пластина фланца оказывается закрепленной в точке установки болтов, а усилие передается в зоне расположения несущих элементов и ближайших ребер жесткости. При этом в пластине фланца возникают изгибающие моменты, которые и приводят к деформациям. С целью уменьшения этих деформаций приходится увеличивать жесткость пластин фланцев, а это требует увеличения толщины пластины фланца. Кроме того, расчет такого соединения довольно сложен. В качестве примера можно привести расчет фланцевого соединения ригеля рамы пролетом 42 м с несущей колонной, выполненный по программе ЛИРА 9-6. Этот расчет показал, что при расстоянии между болтами 250 мм, толщине фланца 34 мм и изгибающем моменте 1500 кНм расхождение фланцев в зоне расположения ребер жесткости составило 2.63 мм.

Сущностью изобретения является повышение жесткости узла фланцевого соединения элементов металлических конструкций, уменьшение величины раскрытия фланцевых пластин, а также упрощение проектирования узла фланцевого соединения.

Технический результат состоит в уменьшении прогибов фланцевых пластин в узле фланцевого соединения элементов металлических конструкций и упрощении проектирования узла фланцевого соединения.

Технический результат изобретения обеспечивается тем, что известное фланцевое соединение включающее несущие элементы, фланцы, расположенные в торцевой части несущих элементов, ребра жесткости, прикрепленные одной стороной к фланцу, а другой - к несущему элементу и высокопрочные болты, соединяющие фланцы между собой, содержит дополнительные ребра жесткости, установленные по периметру фланца в зоне, подверженной наибольшей деформации, при этом толщина и высота дополнительных ребер жесткости определяется расчетом в зависимости от допустимого раскрытия соединения.

Дополнительные ребра жесткости устанавливаются на фланцах в зоне, которая подвержена максимальным деформациям. Толщина и высота дополнительных ребер определяется расчетом в зависимости от допустимого раскрытия соединения.

На фиг.1 изображен общий вид узла фланцевого соединения, где показаны: несущий элемент - 1; ребро жесткости - 2; болт - 3; фланец - 4; дополнительное ребро жесткости - 5.

Узел выполняется следующим образом. Вначале к торцу несущего элемента 1 прикрепляется (преимущественно сваркой, хотя могут использоваться и другие виды соединений, такие как болты, заклепки, клей и др.) фланец 4, имеющий отверстия, предназначенные для установки соединительных болтов в процессе монтажа. Затем крепятся ребра жесткости 2, передающие усилия от несущего элемента 1 на фланец 4. В завершение цикла устанавливают по всему периметру фланца дополнительные ребра жесткости 5. Эти операции выполняются на предприятии, изготавливающем металлические конструкции. В процессе монтажа, который выполняется на строительной площадке, фланцы двух элементов соединяются высокопрочными болтами 3.

Толщина и высота дополнительных ребер жесткости 5 определяется расчетом в зависимости от допустимого раскрытия соединения. При передаче действующего усилия точки, соединенные ботами, будут неподвижны, а точки, в которых через ребра жесткости 2 передается усилие, будут перемещаться. При этом дополнительное ребро жесткости 5 будет работать как двухопорная балка с моментом инерции $I = \frac{b h^{3}}{12}$ , где b - толщина ребра, a h - его высота. Перемещение в этом случае может быть вычислено, как $f = \frac{M l^{2}}{10 E I}$ . Здесь: М - изгибающий момент в пластине фланца, возникающий от действия передаваемого усилия, Е - модуль упругости металла фланца, l - расстояние между болтами. Из приведенной формулы видно, что увеличение высоты дополнительного ребра жесткости приводит к значительному уменьшению перемещений, возникающих от действия момента.

Практическая реализация предлагаемого технического решения не требует применения высокопрочных, а потому дорогостоящих, материалов, обеспечит повышение коррозионной устойчивости соединения и, в конечном счете, повысит надежность узла фланцевого соединения.

Фланцевое соединение, включающее несущие элементы, фланцы, расположенные в торцевой части несущих элементов, ребра жесткости, прикрепленные одной стороной к фланцу, а другой - к несущему элементу и высокопрочные болты, соединяющие фланцы между собой, отличающееся тем, что оно содержит дополнительные ребра жесткости, установленные по периметру фланца в зоне, подверженной наибольшей деформации, при этом толщина и высота дополнительных ребер жесткости определяется расчетом в зависимости от допустимого раскрытия соединения.

Изобретение относится к области строительства, в частности к стыковому соединению сборных колонн с перекрытием и способу его выполнения. Стыковое соединение сборных железобетонных колонн с перекрытием включает установленные на одной вертикальной оси железобетонного каркаса, с разрывом по высоте, концевые участки нижней и верхней колонн и размещенное между торцами колонн перекрытие, через которое пропущены выпуски продольной арматуры нижней колонны.

Кабина для модульных распределительных устройств вторичного распределения // 2524222

Изобретение относится к кабинам для модульных распределительных устройств вторичного распределения, применяемым для защиты распределительных устройств как от неблагоприятных погодных условий, так и от несанкционированных обследований распределительных устройств высокого, среднего и низкого напряжения, а также от случайного доступа неуправомоченных лиц или диких животных и птиц.

Универсальный силовой узел для соединения быстровозводимых строительных конструкций и зданий // 2519142

Изобретение относится к области строительства, в частности к универсальному узлу для соединения быстровозводимых строительных конструкций. Технический результат изобретения заключается в снижении трудозатрат при сборке узла.

Способ наращивания трубобетонных колонн и их сопряжения с перекрытиями // 2503782

Изобретение относится к строительству малоэтажных и высотных каркасных зданий с колоннами из трубобетонных элементов. Технический результат заключается в повышении условий совместной работы стальной оболочки и бетонного ядра.

Узловое соединение перекрестных стержневых конструкций // 2501917

Предлагаемое изобретение относится к области строительства, в частности к узловым соединениям перекрестных стержневых конструкций. Технический результат заключается в повышении несущей способности и надежности конструкций.

Узел соединения колонн с надколонной плитой перекрытия безригельного каркаса сооружения // 2501916

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлам соединения безригельных каркасов сборных зданий и сооружений. Узел соединения колонн с надколонной плитой перекрытия безригельного каркаса включает колонны и надколонную плиту перекрытия, опирающуюся на колонны.

Узел крепления трехслойных стеновых панелей к колонне // 2500859

Изобретение относится к строительству, в частности к строительству одноэтажных и многоэтажных жилых и общественных зданий бескаркасной и каркасной конструктивной системы.

Узел крепления несущей стены с плитами перекрытий и с вышестоящей несущей стеной // 2499102

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлу крепления несущей стены с плитами перекрытий и с вышестоящей несущей стеной. Технический результат заключается в повышении надежности соединения, упрощении технологии монтажа, обеспечении безопасности работы сооружения при возникновении чрезвычайных обстоятельств.

Устройство для соединения строительных конструкций // 2496950

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству зданий общественно-гражданского назначения и жилых зданий. Технический результат: снижение трудоемкости сборки, повышение надежности и прочности соединяемых конструкций благодаря наличию регулировки натяжения растяжек из канатов при ударных и сейсмических нагрузках, снижению требований к точности монтажа.

Узел соединения стойки фахверка с торцевым ригелем покрытия металлического быстровозводимого каркасного здания // 2495982

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для соединения стойки фахверка с торцевым ригелем покрытия металлических каркасных зданий.

Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения // 2543234

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам соединения тонкостенных элементов открытого сечения, и может быть использовано при изготовлении решетчатых конструкций. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности соединения тонкостенных элементов открытого сечения и снижении расхода материала. Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения включает наложение конца тонкостенного элемента стенкой на присоединяемую деталь, при этом предварительно на конце элемента отогнув часть его сечения до контакта с основной частью, установку крепежных элементов в месте контакта отогнутой и основной части элемента, выполняют отгиб полок элемента до контакта с его стенкой с образованием совместного плоского участка на конце элемента. 2 ил.

Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения // 2543236

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу соединения тонкостенных элементов открытого сечения, и может быть использовано при изготовлении решетчатых конструкций. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности соединения на растяжение. В способе соединения тонкостенных элементов открытого сечения, включающем выполнение в их конце двух продольных надрезов в стенке, отгиб части стенки, ограниченной надрезами, наложение конца элемента стенкой на присоединяемую деталь и установку крепежных элементов, между стенкой элемента и ее отгибаемой частью в упор по месту перегиба устанавливают дополнительную деталь. Крепежные элементы размещают в пределах отгибаемой части стенки, а также и по плоскости дополнительной детали, выступающей за пределы отгибаемой части стенки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ крепления раскосов в решетчатой конструкции // 2543237

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении решетчатых конструкций из тонкостенных профилей открытого поперечного сечения. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности узла крепления раскосов тонкостенного открытого сечения к поясам решетчатой конструкции. Способ крепления раскосов в решетчатой конструкции включает установку концов раскосов тонкостенного открытого сечения симметрично между элементами поясов и соединение с ними через полки раскосов крепежными элементами. Перед установкой на концах раскосов в их стенках по центру выполняют продольные резы и образовавшиеся части стенки отгибают до образования совместного плоского участка с полками раскосов, а крепежные элементы, например самосверлящиеся болты, устанавливают в пределах указанных плоских участков контакта полок и отогнутых участков стенок раскосов. 5 ил.

Узел соединения колонны и плиты перекрытия безригельного бескапительного здания // 2544350

Изобретение относится к строительству, в частности к узлу соединения колонны и плиты перекрытия для сборного безригельного бескапительного каркаса здания. Технический результат изобретения заключается в повышении жесткости узла. Узел включает соединенные между собой верхнюю и нижнюю колонны и сборную плиту перекрытия с отверстием для пропуска сборных колонн, по периметру которого жестко закреплена к рабочей арматуре плиты металлическая обечайка, выполненная в виде двух полых усеченных равнобоких четырехгранных пирамид, сопряженных по периметру малых оснований. Выпуски продольной рабочей арматуры стыкуемых верхней и нижней колонны сварены между собой и с верхней частью обечайки посредством металлических соединительных элементов. Нижняя грань обечайки отстоит от нижней грани плиты на величину защитного слоя бетона, равного 15-20 мм, а по периметру нижней грани обечайки сваркой смонтирован пруток диаметром 8-12 мм, причем соединительный элемент выполнен в виде равнобедренного треугольника. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием // 2547035

Изобретение относится к строительству, в частности к узловому сопряжению колонны с монолитным перекрытием. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности. Узловое сопряжение состоит из сходящихся балок, выполненных с преднапряженной арматурой, полки плиты и колонны. Преднапряженная арматура фиксируется в продолжении колонны в виде полого анкерного устройства или в контуре из металлического профиля, вынесенного на расстояние относительно стенок анкерного устройства, установленного перпендикулярно арматуре и прикрепленного к анкерному устройству вертикальными листовыми элементами. Обратное натяжению усилие воспринимается легкими фермами, причем ферма по низу перекрытия будет обеспечивать распор между забетонированными колоннами, а ферма по верху устанавливается между анкерными приспособлениями. Анкерное устройство нижним концом жестко забетонировано в тело колонны и приварено к каркасу колонны; балки и плита замоноличиваются одновременно по захваткам. Бетонирование осуществляется от низа балок до верха плиты. После бетонирования всей площади перекрытия пустоту анкерного устройства, выходящего из колонны, бетонируют. 6 ил.

Узел соединения колонн и плиты перекрытия // 2549342

Изобретение относится к строительству, конкретнее к узлам опирания плит перекрытия и покрытия на колонны каркасных зданий. Технический результат изобретения заключается в снижении материалоемкости узла. Узел перекрытия содержит нижележащую колонну, на которую, с помощью соединительного элемента, установлены плита перекрытия и вышележащая колонна. Нижний конец каждой из колонн выполнен с возможностью скрепления с соединительным элементом, а верхний конец выполнен с возможностью установки на нем соединительного элемента, при этом плита перекрытия снабжена сквозным отверстием, выполненным с возможностью свободного надевания на соединительный элемент. Соединительный элемент состоит из двух частей цилиндрической формы, верхняя часть выполнена с возможностью ее ввода в полость нижележащей колонны. Колонны содержат жесткую цилиндрическую оболочку, выполненную с возможностью заполнения сыпучим наполнителем до уровня, обеспечивающего его плотное контактирование с торцом соединительного элемента, размещаемого в полости цилиндрической оболочки. Верхняя часть соединительного элемента выполнена с возможностью скрепления с плитой перекрытия. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения // 2550118

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу соединения тонкостенных профилей в несущих элементах легких ферм, арок и т.п. Способ крепления тонкостенного элемента открытого сечения включает выполнение на стенке конца элемента продольного надреза, отгиб образовавшихся частей стенки до контакта с основной стенкой элемента, наложение конца тонкостенного элемента на присоединяемую деталь и установку крепежных элементов в пределах отогнутых частей стенки, причем продольный надрез стенки элемента выполняют по ее середине, а отгиб осуществляют в разные стороны по линиям, соединяющим точки, лежащие на торце стенки в одной и трех четвертях ее высоты, и точку на конце надреза. Технический результат - уменьшение материалоемкости. 3 ил.

Совмещенный узловой стык ригелей и колонн // 2550624

Изобретение относится к области строительства, в частности узловому стыку ригелей и колонн. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности узла при воздействии на него нагрузок, включая сейсмические воздействия. В узловом совмещенном стыке соединены вышерасположенная колонна и нижерасположенная колонна, несущие железобетонные ригели и связевые железобетонные ригели. В вертикальных нишах нижерасположенной колонны установлены несущие железобетонные ригели своими опорными частями без полок. На торцевую пластину этой же колонны в направлении, перпендикулярном несущим ригелям, установлены связевые ригели своими опорными частями без полок. Арматурные стержни приварены к закладным деталям связевых ригелей. На несущем ригеле с одной стороны установлены многопустотные плиты перекрытия, при этом арматурные выпуски несущего ригеля расположены напротив пустот плит перекрытия. Через петли арматурных выпусков в пустоты плит перекрытия заведены арматурные каркасы. На арматурных каркасах между торцами многопустотных плит перекрытия установлены два арматурных стержня, которые расположены вдоль несущих ригелей и над ними. 16 ил.

Способ соединения тонкостенного элемента открытого сечения // 2551175

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу соединения тонкостенных профилей в несущих элементах легких ферм, арок и т.п. Способ соединения тонкостенного элемента открытого сечения включает выполнение на стенке конца элемента продольного надреза, отгиб образовавшихся частей стенки, наложение конца стержня на присоединяемую деталь и установку крепежных элементов, причем продольный надрез стенки выполняют по ее середине, а затем устанавливают на ширину стенки листовую деталь с симметричным треугольным вырезом с вершиной в точке конца продольного надреза, а отгиб частей стенки выполняют до контакта с внешней поверхностью листовой детали, при этом крепежные элементы устанавливают как в пределах отогнутых на листовую деталь частей стенки, так и в пределах выступающего за вершину треугольного выреза участка листовой детали. Технический результат - увеличение несущей способности узла соединения. 5 ил.

Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием // 2564720

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении перекрытий гражданских и промышленных зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности и надежности перекрытия. Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием состоит из колонны, плиты и сходящихся балок, при этом число балок возможно более четырех. Узел основан на равномерном распределении в плоскости плиты арматуры балок, посредством которой передаются усилия на трубобетонный сердечник, размещенный в теле колонны. Арматура балок зафиксирована на обрезке трубы, прикрепленном к продольной рабочей арматуре колонны. Диаметр трубы определяется по расстоянию в свету между рабочей арматурой балок. При этом арматура балки горизонтального слоя, состоящего из двух угловых стержней, представляет собой один стержень, огибающий обрезок трубы. Стержень каждой балки прилегает непосредственно к поверхности обрезка трубы со смещением в вертикальной плоскости (как по резьбе), далее при удалении от обрезка продолжения стержня выравниваются в горизонтальной плоскости и входят в тело балки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.