РАМА КАРКАСНОЙ НЕСУЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при сооружении складских зданий, несущими конструкциями которых являются стеллажные системы.
Из уровня техники известны следующие решения.
Так из описания к патенту РФ № 160210 (опубликован 08.09.2015) известна рамочная конструкция павильонного типа, содержащая вертикальные стойки и ребра жесткости, соединяющие вертикальные стойки.
За наиболее близкий аналог к патентуемому решению приняты рамы из двухветвевых колонн с раскосами, стойками и распорками (см. патент РФ № 2010093, опубликован 30.03.1994).
Недостатком наиболее близкого аналога является недостаточная прочность и надежность каркасного сооружения, неспособность выдерживания повышенных нагрузок, что обусловлено конструкцией стойки рамы.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является устранение указанных недостатков, расширение арсенала технических средств, расширение эксплуатационных характеристик и функциональных возможностей рамы каркасного сооружения за счет установки опорных элементов с сохранением высокой несущей способности за счет возрастания геометрических характеристик единого сечения.
Техническим результатом патентуемого решения является повышение нагрузочной способности с одновременным снижением металлоемкости.
Технический результат достигается за счет использования рамы каркасной несущей конструкции, включающей вертикальные стойки, соединенные раскосами, при этом раскосы выполнены из трубчатых профилей прямоугольного сечения, а в нижней части вертикальные стойки соединены с усиливающими элементами.
Благодаря выполнению раскосов из трубчатых профилей прямоугольного сечения, которые обладают необходимым запасом прочности, и снабжению вертикальных стоек усиливающими элементами в нижней части - в местах максимальных внутренних усилий, возникающих в стойках стеллажа, обеспечивается усиление конструкции с сохранением при этом высокой нагрузочной способности за счет распределения нагрузки и одновременным снижении металлоемкости за счет уменьшения толщины вертикальных стоек и раскосов.
В частном случае реализации в качестве усиливающего элемента использован швеллер, что приводит к снижению металлоемкости изделия в целом, без утраты функциональных свойств рамы.
В частности усиливающий элемент соединен с вертикальной стойкой посредством болтового соединения, благодаря чему создается плотное соединение упомянутых элементов, которые начинают работать совместно как единое целое, т.е. все нагрузки распределяются как на одну деталь, что дополнительно увеличивает несущую способность рамы в целом.
В частности, вертикальные стойки соединены с опорной плитой болтовым соединением.
Далее решение поясняется ссылкой на фигуры, на которых изображено следующее.
На фиг. 1 - рама с вертикальными стойками и раскосами.
На фиг. 2 - вид в изометрии вертикальной стойки с усиливающим элементом.
На фиг. 3 - вид в разрезе вертикальной стойки с опорной плитой.
На фиг. 4 - вид сверху по фиг. 2.
Согласно фигурам рама каркасного сооружения содержит вертикальные стойки 1 в виде вертикальных симметричных металлических профилей, между которыми расположены металлические горизонтальные балки 4, соединяющие рамы между собой формируя стеллаж для хранения груза и отвечающие за устойчивость и геометрическую неизменяемость конструкции. Также для распределения нагрузки рама содержит раскосы 2, выполненные из трубчатых профилей прямоугольного сечения, которые соединяют противоположные вертикальные стойки 1 между собой под определенным заданным по проекту углом наклона к вертикальным стойкам 1. В нижней части вертикальные стойки 1 дополнительно снабжены усиливающими элементами 3 для повышения нагрузочной способности. В частном случае реализации в нижней части вертикальных стоек 1 от пола до первого уровня горизонтальных балок 4 в месте возникновения максимальных внутренних усилий в вертикальных стойках 1 стеллажа в качестве усиливающих элементов используют металлические накладки на вертикальные стойки, представляющие собой швеллер 3, паз которого соответствует ширине вертикальной стойки 1. Использование вертикальных стоек 1 с усиливающими элементами 3 вместо увеличения толщины вертикальных стоек 1 для восприятия высоких нагрузок обеспечивает экономию металла за счет сокращения металлоемкости. Для увеличения прочности конструкции усиливающий элемент в виде швеллера 3 приваривается к опорной плите 5, а вертикальная стойка 1 с помощью болтового соединения 7 крепится к П-образному выступу опорной плиты 5, образуя усиленную опору. Болтовое соединение 6 швеллера 3 со стойкой 1 создает плотное соединение этих элементов, которые начинают работать совместно, как единое целое, т.е. все нагрузки с практической точки зрения распределяются как на одну деталь. Тем самым, геометрические характеристики единого сечения (эффективная площадь, осевые и секториальные моменты сопротивления площадей, радиусы инерции) возрастают, что увеличивает несущую способность рамы в целом.
Рама каркасного сооружения работает следующим образом.
Рама каркасного сооружения является частью пространственного каркаса здания. Являясь несущим элементом, непосредственно воспринимает постоянные и временные нагрузки. Первоначально рама с установленными раскосами 2 и вертикальными стойками 1 с помощью болтового соединения 7 крепится к П-образному выступу опорной плиты 5, крепление которой к фундаменту осуществляется анкерами. Усиливающий элемент 3 приваривается к опорной плите 5, а крепление усиливающего элемента 3 со стойкой 1 осуществляется с помощью болтового соединения 6.
Опытным путем установлено, что для самонесущего стеллажа на фронтальных рамах (стойка 160×100×2,5 мм) с расстоянием между уровнями балок 2000 мм (типовой КОМИТАС):
1. Нагрузка, выдерживаемая рамой каркасного сооружения с усилением и раскосами из трубчатых профилей прямоугольного сечения, равна 32500 кгс.
2. Нагрузка, выдерживаемая рамой без усиления опорными элементами и раскосами с замкнутым профилем, равна 28000 кгс.
Таким образом, использование усиленной рамы каркасного сооружения способствует повышению нагрузочной способности на 4500 кгс.
Использование усиленной рамы каркасной несущей конструкции для строительства складских зданий, несущими конструкциями которых являются стеллажные системы, позволяет обеспечить высокую энергоэффективность этих зданий, комфортную среду, высокую финансовую экономичность такого типа здания, основанного на металлоконструкциях, достаточную долговечность конструкций, технологичность строительства, относительно невысокую стоимость и существенно сократить сроки проектирования и строительства, а повышение несущей способности конструкции стеллажа в связи с использованием усиленной рамы позволяет обеспечить более высокую эффективность площади хранения склада, достигающейся возможностью большего размещения мест хранения как по количеству (больше уровней хранения), так и по массе на одной и той же площади хранения.