КОНСТРУКЦИЯ КАРКАСА ПЕРЕКРЫТИЯ ИЗ ПЕРЕКРЕСТНЫХ БАЛОК

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям каркасов перекрытий из перекрестных балок, и может быть использована в конструкциях предназначенных для работы на поперечный изгиб, преимущественно в большепролетных конструкциях перекрытий и покрытий зданий и сооружений.
Из уровня техники известны различные варианты каркасов перекрытий.
Из документа GB 242822 A известен каркас перекрытия, который выполнен из продольных, поперечных и косых балок.
Недостатком данного каркаса является низкая жесткость.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является документ GB 1088995 A из которого известен каркас перекрытия из перекрестных стальных балок. Каркас выполнен из продольных и поперечных балок, каждая из которых имеет коробчатой поперечное сечение, на углах которой установлены элементы жесткости.
Недостатком наиболее близкого аналога является низкая жесткость конструкции.
Таким образом, техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель является повышение жесткости каркаса перекрытия здания.
Заявленный технический результат полностью достигается совокупностью признаков независимого пункта заявленной формулы полезной модели.
Предлагаемая конструкция каркаса изменяет режим работы: изгибающие моменты практически исключаются из основных факторов определяющих прочность и жесткость конструкций, балки в ней работают в основном на поперечные и сдвигающие усилия, то есть, преимущественно на сжатие-растяжение.
Конструкция каркаса перекрытия здания представляет собой плоскую конструкцию из контурных, поперечных и продольных балок. Контурные балки расположены по периметру конструкции и соединены друг с другом. Поперечные балки установлены встык двум противолежащим контурным балкам и параллельно двум другим контурным балкам с одинаковым шагом. Между поперечными балками и параллельными им контурными балками с таким же шагом что и поперечные установлены продольные балки. Длина каждой продольной балки ровна шагу поперечных балок. Все балки соединены между собой любым известным способом (сваркой, соединением винт-гайка, заклепыванием и др.). Каждая стальная балка представляет собой трехэлементную конструкцию, состоящую из среднего несущего элемента, верхнего и нижнего стальных поясных элементов и из стальных связей сдвига. Средний несущей элемент представляет собой стальной сварной двутавр с верхним и нижним поясами, соединенными соединительным элементом. Верхний и нижний стальные поясные элементы выполнены из листового проката. Стальные связи сдвига имеют уголковое равнополочное сечение. Верхний и нижний стальные поясные элементы установлены параллельно и с зазором к верхнему и нижнему поясам среднего несущего элемента, в котором установлены стальные связи сдвига с постоянным шагом.
Далее более подробно заявленная полезная модель поясняется чертежами, на которых:
На фиг. 1 - схема каркаса перекрытия;
На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;
На фиг. 3 - сечение 1-1 на фиг. 2;
На фиг. 4 - узел "А" на фиг. 2;
На фиг. 4 - вид стального поясного элемента;
На фиг. 5 - стальная связь сдвига отдельно.
Заявленная конструкция каркаса перекрытия здания представляет собой плоскую прямоугольную конструкцию, выполненную из контурных (1), поперечных (2) и продольных (3) стальных балок. Контурные балки (1) расположены по периметру конструкции. Поперечные балки (2) установлены перпендикулярно двум противолежащим контурным балкам (1) и параллельно двум другим контурным балкам (1). Поперечные балки (2) установлены с одинаковым шагом. Между поперечными балками (2) и параллельными им контурными балками (1) установлены с таким же шагом, что и поперечные балки (2) - продольные балки (3), причем длина каждой продольной балки (3) ровна шагу поперечных балок (2). Каждая стальная балка (контурные, продольные и поперечные) состоит из среднего несущего элемента (4), верхнего (5) и нижнего (6) стальных поясных элементов и из стальных связей (7) сдвига. Средний несущей элемент (4) представляет собой стальной сварной двутавр. Верхний (5) и нижний (6) стальные поясные элементы выполнены из листового проката. Стальные связи (7) сдвига имеют уголковое равнополочное сечение. Верхний (5) и нижний (6) стальные поясные элементы установлены параллельно и с зазором к верхнему и нижнему поясам среднего несущего элемента (4). В данном зазоре установлены стальные связи (7) сдвига.
Нижний и верхний пояса среднего несущего элемента (4) и верхний (5) и нижний (6) стальные поясные элементы оснащены системой отверстий (8), имеющие постоянный шаг, для установки стальных связей сдвига (7).
Соединение элементов каждой стальной балки выполнено при помощи сварки с проплавлением металла.
Стальные связи (7) сдвига установлены параллельно друг другу поперек самой баке.
Такое выполнение обеспечивает большую жесткость, позволяя конструкции выдержать большие нагрузки.
Такое конструктивное решение конструкции каркаса основано на эффекте замены изгибающего момента на поперечные и сдвигающие усилия. Изгибающие моменты, незначительные по величине, локализуются в основном в пределах шага стальных связей сдвига, а не накапливаются по длине балок.
Регулирование параметров предельных состояний каждой стальной балки выполняется оптимизацией величины зазора между поясами среднего несущего элемента и стальными поясными элементами, а также шага стальных связей сдвига.
Несущая способность конструкции перекрытия определяется максимальными краевыми напряжениями и максимальными касательными напряжениями в стальных связях сдвига.
Оптимальная жесткость стальных связей сдвига будет такой, при которой несущая способность балки окажется одинаковой по этим двум критериям.
Таким образом, выполнение каркаса перекрытия здания приведенным выше образом обеспечивает увеличение жесткости конструкции здания в целом.