Балочная структура

БАЛОЧНАЯ СТРУКТУРА
Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве несущего каркаса при возведении различных зданий и сооружений, в частности складских и производственных помещений, торговых и спортивных сооружений.
Известна балочная структура, содержащая каркас из установленных в фундаментных опорах металлических колонн, выполненных с подкосами, и опирающихся на колонны металлических балок, пересекающихся и соединенных друг с другом в местах пересечения (WO 99/54566, МПК Е04В 1/342, 1999). В этом известном рещении используют разрезные балки, щарнирно соединенные с колоннами, причем друг с другом балки соединены также щарнирно.
Недостатком известного технического рещения является повыщенная металлоемкость конструкции вследствие того, что рабочая нагрузка распределена по длине элементов конструкции таким образом, что эпюры изгибающих моментов содержат довольно значительные максимумы, по которым и рассчитываются элементы конструкции.
Задачей настоящей полезной модели является создание балочной структуры, характеризующейся сниженной металлоемкостью без ухудщения ее прочности и устойчивости.
подкосами, и опирающихся на колоппы металлических балок, пересекающихся и соединенных друг с другом в местах пересечения, согласно настоящей полезной модели, балки выполнены неразрезными, соединения колонн с балками, а также балок в местах их пересечения выполнены жесткими, а соединения колонн с опорами шарнирными.
Кроме того, конкретная конфигурапия предложенной балочной структуры и размеры поперечных сечений колонн, подкосов и балок могут быть выбраны по методу пространственного расчета, что позволяет оптимизировать распределение нагрузки на элементы конструкции и тем самым способствует снижению ее металлоемкости.
На фиг. 1 представлена схема балочной структуры по настоящей нолезной модели;
на фиг. 2 - эпюры изгибающих моментов, возникающих в элементах известной балочной структуры (фиг. 2А) и балочной структуры по настоящей полезной модели (фиг. 2Б).
Предлагаемая балочная структура имеет каркас, содержащий металлические колонны 1 с подкосами 2 и металлические неразрезные балки 3, опирающиеся на колонны 1. Балки 3 пересекаются друг с другом под прямым углом. Все соединения балок 3 с колоннами 1 (т. е. с вершинами колонн 1 и с подкосами 2, являющимися элементами колонн 1), а также все соединения балок 3 друг с другом в местах их пересечения выполнены жесткими, например, с помощью сварки. Колонны 1 имеют подкосы 2 для каждой из опирающихся на нее балок 3 и щарнирно установлены в фундаментных онорах 4. Колонны 1, подкосы 2 и балки 3 выполнены преимущественно из металлического сортового прокатного профиля, а опоры 4 могут быть выполнены в виде облегченных баз колонн.
сечений колонн 1, подкосов 2 и балок 3 выбраны по методу пространственного расчета, например, с использованием известной компьютерной программы Лира.
В процессе эксплуатации предложенного устройства на элементы его конструкции действуют изгибающие моменты, эпюры которых показаны на фиг. 2Б.
Сравнение эпюр изгибающих моментов для известного (фиг. 2А) и предложенного (фиг. 2Б) устройств показывает, что при равных рабочих нагрузках изгибающие моменты в предложенном устройстве распределены более равномерно по длине элементов конструкции и максимумы изгибающих моментов имеют меньщую величину. Отмеченное является следствием выполнения в предлагаемом устройстве всех балок 3 неразрезными в сочетании с выщеуказанным жестким креплением металлических элементов друг с другом. В результате для достижения равной прочности и устойчивости конструкции имеется возможность изготовить предложенное устройство менее металлоемким. В частности, в предложенном устройстве по сравнению с известным отпадает необходимость в укреплении некоторых элементов конструкции диагональными связями.