ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ КОЛОННА КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к железобетонным колоннам каркасных зданий и сооружений, и может быть использована при возведении внецентренно сжатых железобетонных колонн и стоек зданий и сооружений.
Из уровня техники известны различные варианты железобетонных колонн каркасных зданий.
Из документа WO 2013180347 A1 известна железобетонная колонна каркасного здания, которая выполнена из кольцеобразного в поперечном сечении железобетонного сердечника, по внутренней и внешней сторонам покрытый, выполненными из листового проката, слоями, причем данная колонна выполнена в поперечном сечении круглой формы.
Недостатком данной колонны является низкая жесткость.
Из документа CN 202370173 A известна колонна, которая выполнена в поперечном сечении квадратной формы и состоит из бетонного пустотелого каркаса, покрытого с наружной стороны слоем металла, а в полости каркаса с определенным шагом перпендикулярно оси колонны размещены элементы жесткости.
Недостатком данной колонны также является низкая жесткость.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является документ US 6363681 B1, из которого известна железобетонная колонна, которая выполнена в поперечном сечении круглой формы. Данная колонна имеет внутренний железобетонный сердечник, который покрыт слоем металла, на поверхности которого размещены элементы жесткости в виде арматур, расположенных вдоль оси колонны, поверх которых размещен еще один слой металлического проката - оболочка.
Недостатком наиболее близкого аналога является низкая жесткость конструкции.
Таким образом, техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является повышение жесткости колонны.
Заявленный технический результат полностью достигается совокупностью признаков независимого пункта заявленной формулы полезной модели.
Предлагаемая конструкция колонны изменяет режим работы колонн, изгибающий момент практически исключается из силовых факторов определяющих прочность и жесткость конструкций, колонна работает в основном на поперечные, продольные и сдвигающие усилия, то есть, преимущественно на сжатие-растяжение.
Железобетонная колонна каркасных зданий и сооружений выполнена из железобетонного ядра, закладной детали, из листового проката, охватывающей ядро по всему периметру и всей высоте, и из внешней стальной оболочки. Колонна в поперечном сечении имеет прямоугольную форму, железобетонное ядро в поперечном сечении имеет прямоугольную форму. Между закладной деталью и внешней стальной оболочкой установлены и закреплены при помощи сварки стальные связи сдвига, имеющие уголковое равнополочное сечение.
Стальные связи сдвига установлены перпендикулярно оси колонны. В нижней части колонны имеется утолщение, выполняющее роль основания, которое фиксируется на опорной поверхности.
Далее более подробно заявленная полезная модель поясняется чертежами, на которых:
На фиг. 1 изображена железобетонная колонна в разрезе;
На фиг. 2 - сечение 1-1 на фиг. 1;
На фиг. 3 - узел "А" на фиг. 1;
На фиг. 4 - вид закладной детали и оболочки;
На фиг. 5 - стальная связь сдвига отдельно.
Заявленная колонна состоит из составных элементов: внутреннее железобетонное ядро (1), закладная деталь (2) из листового проката, внешняя стальная коробчатая оболочка (3) и стальные жесткие связи (4) сдвига. Жесткие связи (4) сдвига установлены в зазоре между закладной деталью (2) и внешней стальной коробчатой оболочкой (3) и имеют уголковое равнополочное сечение.
Закладная деталь (2) и оболочка (3) колонны имеют отверстия (5) с одинаковым шагом для установки связей (4) сдвига, которые зафиксированы на закладной детали (2) и оболочке (3) при помощи сварки с проплавлением металла.
Заявленная железобетонная колонна в поперечном сечении имеет прямоугольник, в частности, квадрат. Внешняя стальная оболочка в поперечном сечении имеет прямоугольную форму, в частности квадрат. Железобетонное ядро в поперечном сечении имеет прямоугольник, в частности, квадрат. Такое выполнение обеспечивает большую жесткость, позволяя конструкции выдержать большие нагрузки.
Такое конструктивное решение железобетонной колонны 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 сосредотачивается по длине колонны.
Регулирование параметров предельных состояний железобетонной колонны выполняется оптимизацией величины зазора между закладной деталью и оболочкой и шага стальных связей сдвига.
Несущая способность конструкции железобетонной колонны определяется максимальными краевыми напряжениями и максимальными касательными напряжениями в связях сдвига.
Оптимальная жесткость связей сдвига будет такой, при которой несущая способность колонны окажется одинаковой по этим двум критериям.
Таким образом, выполнение железобетонной колонны приведенной выше конструкции обеспечивает увеличение жесткости конструкции.