КОНСТРУКЦИЯ СОЕДИНЕНИЯ КОЛОННЫ КАРКАСА ЗДАНИЯ СО СТЕНОВОЙ ПАНЕЛЬЮ

Конструкция соединения каркаса здания со стеновой панелью, относится к отрасли строительства, именно к стеновому ограждению зданий из сборных панелей, для соединения панелей с несущими конструкциями зданий, в данном случае с колонами различного сечения и может быть использована, как при строительстве новых промышленных зданий и сооружений, так и при реконструкции ранее эксплуатируемых зданий особого назначения подверженные опасности взрывного воздействия.
Известно стыковое соединение стеновых панелей с колонной, (см., например, патент RU №2072408 классы E04B 1/00, E04H 9/00 опубликованный 27.01.1997). Основными недостатками такого соединения являются, ослабление колонны двумя сквозными отверстиями сложной формы (конусное расширение в передней части отверстия и расширение под крепежный элемент в задней части отверстия) под крепежные детали и оголение рабочей арматуры каждой панели для завязки соединительного элемента, что понижает коррозионную стойкость соединения.
Известна конструкция соединения каркаса здания со стеновой панелью, состоящая из закладной детали в колоне и монтажной связи (см., например, патент RU 2018593, класс E04B 1/38, опубликованный 30.08.1994 г.).
Данное техническое решение является наиболее близким к предложенному и выбрано за прототип.
Недостатком этого соединения являются невозможность прогнозировать усилия разрушения при воздействии на него динамической нагрузки, за счет того что, связь выполнена конструктивно в виде стержня, в виду большого диапазона разброса усилия его разрушения. Также к недостаткам относится значительный расход металла на закладные детали и трудоемкость их изготовления, сложность монтажа из-за большого количества составных деталей.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования конструкции соединения каркаса здания со стеновой панелью для сохранения несущей способности колон каркаса при действии внешней динамической нагрузки.
Поставленная задача решается тем, что конструкция соединения колонны каркаса здания со стеновой панелью состоит из закладной детали в колоне и монтажной связи, монтажная связь выполнена в виде двух уголков, один из которых посредством закладной детали закреплен на колонне, а второй уголок закреплен на стеновой панели посредством анкерного болта, при этом уголки между собой установлены внакладку и скреплены одним или несколькими срезными болтами, а количество срезных болтов может определяться из соотношения, где количество срезных болтов определяется зависимостью
,
g
где: K - коэффициент динамичности, определяемый частными характеристиками конструкции и видом нагрузки;
max
ΔP - максимально избыточное давления от взрыва, (КПа);
2
S - площадь панели, (м);
b
2
S - площадь поперечного сечения срезного болта, (м);
τ - допускаемое напряжение на срез, (КПа);
C
K -коэффициент снижения усилий на срез при воздействии динамической нагрузки, при этом количество анкерных болтов может быть выбрано из соотношений
где: Ν - количество анкерных болтов обеспечивающих крепление панели;
i
K - коэффициента максимального избыточного давления от взрыва к усилию выдергивания анкерных болтов из панели
F - усилие выдергивания анкерного болта из панели, кг., при чем один из уголков может быть связан с закладной деталью колонны посредством сварки и длина сварочного шва определяется зависимостью
f
где: l - длина сварного шва, м;
2
σ - нормативная прочность сварного соединения, Н/м;
f
k - катет сварного шва, м.
Поскольку монтажная связь выполнена в виде двух уголков, один из которых посредством закладной детали закреплен на колонне, а второй уголок закреплен на стеновой панели посредством анкерного болта, при этом уголки между собой установлены внакладку и скреплены одним или несколькими срезными болтами, а количество срезных болтов может определяться из соотношения, где количество срезных болтов определяется зависимостью
g
где: K - коэффициент динамичности, определяемый частными характеристиками конструкции и видом нагрузки;
max
ΔP - максимально избыточное давления от взрыва, (КПа);
2
S - площадь панели, (м);
b
2
S - площадь поперечного сечения срезного болта, (м);
τ - допускаемое напряжение на срез, (КПа);
C
K - коэффициент снижения усилий на срез при воздействии динамической нагрузки, при этом количество анкерных болтов может быть выбрано из соотношения
где: N - количество анкерных болтов обеспечивающих крепление панели;
i
K - коэффициента максимального избыточного давления от взрыва к усилию выдергивания анкерных болтов из панели
F - усилие выдергивания анкерного болта из панели, кг., при чем один из уголков может быть связан с закладной деталью колонны посредством сварки и длина сварочного шва определяется зависимостью
f
где: l - длина сварного шва, м;
2
σ - нормативная прочность сварного соединения, Н/м;
f
k - катет сварного шва, м., обеспечивается сохранение несущей способности колон каркаса при действии внешней динамической нагрузки.
На фиг. 1 показана конструкция соединения каркаса здания со стеновой панелью, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху.
Конструкция соединения колонны каркаса здания со стеновой панелью состоит из закладной детали 7 в колонне 1, монтажной связи в виде двух стальных уголков 3 и 4, расположенных в накладку, стеновой панели 2, срезных болтов 5 и анкерных болтов 6.
Конструкция соединения колонны каркаса здания со стеновой панелью собирается следующим образом.
Панель 2 устанавливают в проектное положение таким образом, чтобы отверстие в вертикальной полке совпало с отверстием в вертикальной полке уголка 4. После этого через отверстия в полках уголков 3 и 4 вставляют срезной болт 5 и закрепляют на нем гайку и шайбу.
Крепление уголка 3 с колонной 1 осуществляется сваркой к закладной детали 7, расположенной на колоне 1, при этом длина сварного шва рассчитывается, в зависимости от предельных прогнозируемых нагрузок от взрыва. Длина сварного шва рассчитывается из расчета на то, что шов сохраняет прочность при срыве стеновой панели. Крепление уголка 4 к стеновой панели 2 выполнено анкерными болтами 5, с таким расчетом, что анкерные болты 5 должны обеспечить надежное крепления уголка 3 к стеновой панели 2 при воздействии предельной прогнозируемой нагрузки от взрыва. Сброс панели происходит в результате воздействия на нее предельной прогнозируемой нагрузки от взрыва. В результате воздействия на стеновую панель предельной прогнозируемой нагрузки от взрыва, равномерно распределенной по площади панели S, происходит передача нагрузки на конструкцию соединения каркаса здания со стеновой панелью. При этом крепления уголка 3 к панели и уголка 4 к колоне при воздействии предельной прогнозируемой нагрузки от взрыва, гарантированно обеспечивается за счет подбора необходимого числа анкерных болтов N крепления уголка 3 к панели и подбора длины сварного шва крепления уголка 4 к колоне. Гарантированное разрушение конструкция соединения каркаса здания со стеновой панелью при воздействии предельной прогнозируемой нагрузки от взрыва обеспечивается подбором количества n срезных болтов соединяющих уголков 3 и 4. Отверстия в уголках 3 и 4 выполняются заранее.