ОСНОВНОЙ СТРУКТУРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ НЕСУЩИХ ПРОДОЛЬНЫХ СТЕН БЕСКАРКАСНОГО ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к структурным элементам несущих строительных конструкций из тонколистовых металлических профилей быстровозводимых бескаркасных зданий и может быть использована для возведения несущих продольных и ограждающих стеновых конструкций в строительстве одно- и многопролетных бескаркасных зданий и сооружений различного назначения, в том числе с пролетом более 70 метров.
При возведении металлических бескаркасных зданий все важнее становится удовлетворить имеющуюся потребность в пространстве, экономичности, полезности и прочности при сохранении надежности и долговечности здания.
Известен базовый панельный профиль, включающий два продольно вытянутых главных гофра, каждый такой гофр снабжен множеством продольных второстепенных гофров, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга и наложенных на главные гофры, соблюдая общий рельеф панельного профиля, желоба и гребни гофров сглажены и образуют, таким образом, одну центральную плоскую часть и плоскую боковую сторону у каждой кромки панельного профиля. Главные гофры могут иметь синусоидальную форму. Второстепенные гофры могут быть расположены друг от друга на равном расстоянии. Второстепенные гофры могут быть полукруглые (см. патент СА978322, Е04В 1/08, 1975).
Известна структурная строительная секция бескаркасного здания компании «HONCO» (HONCO BUILDINGS INTERNATIONAL, LTD.) из профилированной тонколистовой металлической панели, сформированной с заданным сечением на основе одного базового панельного профиля - практически плоской строительной панели по патенту СА978322, Е04В 1/08, 1975. Соединенные между собой вертикально расположенные структурные строительные секции шириной в один метр образуют конструкции несущих продольных стен (см. http.Y/www.honco.su/building-types.shtml). Данное решение принято за прототип.
Однако при больших пролетах бескаркасного здания от 70-ти и более метров несущая способность и деформативность известных структурных строительных секций несущих продольных стен бескаркасного здания не обеспечивается на проектные нагрузки, что ограничивает их применение.
Задачей, решаемой в предложении заявителя, является создание основного структурного элемента несущих продольных стен, обладающего повышенной несущей способностью и обеспечивающего увеличение прочности, надежности и деформативности несущих продольных стен, расширение функциональных возможностей и повышение устойчивости бескаркасного здания в целом.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в основном структурном элементе несущих продольных стен бескаркасного здания, содержащем строительную секцию из профилированной тонколистовой металлической панели, сформированной с заданным сечением на основе одного базового панельного профиля, особенность состоит в том, что панель строительной секции дополнительно снабжена, по крайней мере одной, накладкой из профилированного тонколистового металла, при этом накладка сформирована с заданным сечением, идентичным заданному сечению панели строительной секции, панель строительной секции сопряжена с накладкой по толщине, для этого на сопрягаемых деталях по длине и поперечно выполнены совпадающие сквозные отверстия, через которые посредством болтов, снабженных шайбами, они жестко закреплены между собой. Особенность и в том, что желательно накладку выполнить шириной равной ширине панели строительной секции. Также накладка предпочтительно выполнена длиной меньше длины панели строительной секции. Кроме этого базовый панельный профиль может иметь два продольно вытянутых главных гофра, каждый такой гофр снабжен множеством продольных второстепенных гофров, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга и наложенных на главные гофры, соблюдая общий рельеф панельного профиля, желоба и гребни гофров сглажены и образуют, таким образом, одну центральную плоскую часть и плоскую боковую сторону у каждой кромки панельного профиля. Главные гофры могут иметь синусоидальную форму. Второстепенные гофры могут быть расположены друг от друга на равном расстоянии. Второстепенные гофры могут быть полукруглые. Также особенность и в том, что панель строительной секции преимущественно выполнена шириной один метр с глубиной рифления 128 мм из листовой стали класса С245-С345 толщиной 0,8-2,0 мм, при этом она снабжена одной накладкой, которая выполнена из листовой стали класса С335 толщиной 0,8-2,0 мм и жестко закреплена с ней болтами Ml 0 класса прочности 6,6 с шагом 200 мм по длине и поперечно: выполнено 17 соединений с шагом 1400 мм по длине, причем болты снабжены фторпластовыми шайбами, причем накладка выполнена шириной, равной ширине и длиной меньше длины панели строительной секции. Толщина листа накладки может быть равна толщине листа панели строительной секции. Толщина листа накладки может быть меньше толщины листа панели строительной секции. Толщина листа накладки может быть больше толщины листа панели строительной секции. Панель строительной секции предпочтительно выполнена непрерывно на всю высоту несущих продольных стен. Также панель строительной секции и накладку желательно выполнить с защитным покрытием, например, цинковое покрытие, лакокрасочное покрытие, цинковое с дополнительным лакокрасочным покрытием, полимерное покрытие, электролитическое цинковое с дополнительным полимерным покрытием, защитно-декоративное лакокрасочное покрытие, алюмоцинковое покрытие.
Заявляемая совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат.
Накладка в составе основного структурного элемента служит компенсатором деформаций, а также выполняет армирующую функцию. Спаренные листы повышают крутильную жесткость поперечных сечений, а это позволяет увеличить длину панели строительной секции основного структурного элемента. Большая плоскость контакта сопрягаемых листов основного структурного элемента обеспечивает более равномерное перераспределение усилий. Использование болтов M10 класса прочности 6,6 для жесткого закрепления спаренных листов между собой в заявленном выполнении обеспечивает их совместную работу, а фторпластовые шайбы не только защищают болты от самооткручивания, но и обеспечивают герметизацию и виброизолирующие характеристики соединения (т.е. убирают концентраторы напряжений, создаваемые отверстиями). Выполнение отверстий под болты в заводских условиях упрощает сборку. Таким образом, данное решение позволяет получить основной структурный элемент несущих продольных стен бескаркасного здания, обладающий повышенной несущей способностью и обеспечивающий увеличение прочности, надежности и деформативности несущих продольных стен, расширение функциональных возможностей и повышение устойчивости бескаркасного здания в целом.
На фиг.1 представлен основной структурный элемент с одной накладкой, общий вид; на фиг.2 представлен вид А на фиг.1.
Основной структурный элемент 1 несущих продольных стен бескаркасного здания содержит строительную секцию из профилированной тонколистовой металлической панели 2, которая дополнительно снабжена, по крайней мере, одной накладкой 3 из профилированного тонколистового металла. Панель 2 сформирована с заданным сечением на основе одного базового панельного профиля (не показано) и выполнена, предпочтительно, из листовой стали толщиной 0,8-2,0 мм класса С245-C345. Базовый панельный профиль преимущественно включает два продольно вытянутых главных гофра, каждый такой гофр снабжен множеством продольных второстепенных гофров, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга и наложенных на главные гофры, соблюдая общий рельеф панельного профиля, желоба и гребни гофров сглажены и образуют, таким образом, одну центральную плоскую часть и плоскую боковую сторону у каждой кромки панельного профиля. Главные гофры в частности имеют синусоидальную форму. Второстепенные гофры расположены друг от друга предпочтительно на равном расстоянии. Второстепенные гофры преимущественно полукруглые. Накладка 3 выполнена из профилированного тонколистового металла, например, листовой стали толщиной 0,8-2,0 мм класса С335, сформирована с заданным сечением, идентичным заданному сечению панели 2 строительной секции, и сопряжена с ней по толщине. Для этого на, по крайней мере двух, сопрягаемых листах, например, основной панели 2 и накладки 3 основного структурного элемента 1 по длине и поперечно выполнены совпадающие сквозные отверстия (не указано), через которые посредством болтов 4, снабженных шайбами (не указано), они жестко закреплены между собой. Накладка 2 преимущественно выполнена шириной равной ширине, а длиной меньше длины панели 2. Для закрепления в частности использованы болты M10 класса прочности 6,6 по длине с шагом 200 мм и поперечно: выполнено 17 соединений с шагом 1400 мм по длине. Причем, болты 4 снабжены шайбами (не указано), предпочтительно фторпластовыми. В частном случае выполнения ширина основного структурного элемента 1 составляет один метр, глубина рифления его листов составляет 128 мм. Длина панели 2 зависит от ее назначения. Толщина листа накладки 3 может быть равна толщине, или быть меньше, или быть больше толщины листа панели 2. Панель 2 основного структурного элемента 1 преимущественно непрерывна на всю высоту продольных стен, а ее верхний торец имеет отбортовку 5 с отверстиями (не указано) под болты (не показано). Панель 2, а также накладка 3 могут быть выполнены с защитными покрытиями, например, цинковым, лакокрасочным, цинковым с дополнительным лакокрасочным, полимерным, электролитическим цинковым с дополнительным полимерным, защитно-декоративным лакокрасочным, алюмоцинковым и др. Болты 4 должны быть, преимущественно, оцинкованными с классом прочности не ниже 6.6. Гайки (не указано) должны соответствовать классу прочности 5.8, шайбы с классом точности С.
Волнистые профилированные листы с двойным гофрированием и вертикальным расположением гофров панели 2 и накладки 3 основного структурного элемента 1 являются, преимущественно, стальными элементами холодной формовки, изготавливаются в заводских условиях на специализированных известных автоматических линиях. Отверстия под болты также выполняются в заводских условиях. Сборка основного структурного элемента 1 осуществляется на болтах 4 с помощью гайковертов на строительной площадке. После сборки множество основных структурных элементов 1 устанавливаются вертикально, соединяются между собой боковыми краями посредством болтов, образуя несущие продольные стены бескаркасного здания.
Полезная модель позволяет возводить бескаркасные здания с увеличенным пролетом до 150 метров, что определено теоретическим расчетом нового основного структурного элемента несущих продольных стен по несущей способности и деформативности. Теоретические расчеты подтверждены экспериментальными испытаниями фрагментов основного структурного элемента 1 несущих продольных стен. Экспериментальные исследования показали:
- высокую работоспособность стеновых элементов типа основного структурного элемента 1 при принятых в условиях эксперимента закреплениях;
- достоверность принятой методики расчета. Расхождение при определении критической нагрузки во всех испытаниях не превышало 25-30%. При работе в закритической стадии фактическая нагрузка превышала теоретическую в 1,5-2 раза;
- качественного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций при изменении толщины листов основного структурного элемента 1 не происходит;
- применение стали повышенной прочности не приводит к существенному росту несущей способности конструкций.
Полезная модель рекомендуется к использованию в стеновых несущих и ограждающих конструкциях бескаркасных зданий, особенно больших площадей, когда необходимо наличие пространства без колонн.