СТАЛЬНАЯ КОЛОННА КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к стальным колоннам каркасных зданий и сооружений, и может быть использована при возведении внецентренно сжатых стальных колонн и стоек зданий и сооружений.
Из уровня техники известны различные варианты стальных колонн каркасных зданий.
Из документа KR 20120056117 A известна колонна, которая имеет стальную внешнюю оболочку, внутри которой установлены элементы жесткости.
Недочетом данной колонны является недостаточная жесткость.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является документ JPH 02236325 A, из которого известна стальная колонна, которая выполнена из внутренней и внешней стальных оболочек, которые установлены одна в другую с зазором между ними. В указанном зазоре установлены элементы жесткости.
Недочетом наиболее близкого аналога является недостаточная 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 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.
Стальная колонна каркасных зданий и сооружений выполнена из внешней и внутренней стальных коробчатых оболочек, вставленных одна в другую с зазором между ними. В указанном зазоре установлены элементы жесткости, которые представляют собой стальные связи сдвига. Стальные связи сдвига имеют уголковое равнополочное сечение. Стальные связи сдвига установлены между коробчатыми стальными оболочками перпендикулярно оси колонны. Стальные связи сдвига прикреплены углом к одной коробчатой оболочке, а концами к другой коробчатой оболочке при помощи сварки с проплавлением металла. Грани стальных коробчатых оболочек имеют отверстия, имеющие постоянный шаг. Данные отверстия используются для установки стальных связей сдвига.
Далее более подробно заявленная полезная модель поясняется чертежами, на которых:
На фиг. 1 изображен общий вид колонны;
На фиг. 2 - сечение 1-1 на фиг. 1;
На фиг. 3 - сечение 2-2 на фиг. 2;
На фиг. 4 - узел Б на фиг. 3;
На фиг. 5 - узел А на фиг. 3;
На фиг. 6 - стальная связь сдвига отдельно;
На фиг. 7 - вид грани коробчатой стальной оболочки с отверстиями.
Заявленная стальная колонна состоит из внутренней (1) и внешней (2) коробчатых стальных оболочек, которые вставлены одна в другую с зазором. В указанном зазоре установлены стальные связи (3) сдвига. Стальные связи (3) сдвига имеют уголковое равнополочное сечение. Стальные связи (3) сдвига расположены перпендикулярно оси колонны. Стальные связи (3) сдвига закреплены на одной коробчатой стальной оболочке своим углом, а на другой коробчатой стальной оболочке концами при помощи сварки с проплавлением металла. Коробчатые стальные оболочки (1 и 2) на своих гранях имеют отверстия (4), имеющие постоянный шаг для установки стальных связей (3) сдвига.
Заявленная колонна в поперечном сечении имеет прямоугольник, в частности, квадрат. Внешняя и внутренняя стальные оболочки в поперечном сечении имеют прямоугольную форму, в частности квадрат. Такое выполнение обеспечивает большую жесткость, позволяя конструкции выдержать большие нагрузки.
Такое конструктивное решение стальной 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 стальной колонны выполняется оптимизацией величины шага стальных связей сдвига и их жесткости.
Несущая способность конструкции стальной 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 стальной колонны приведенной выше конструкции обеспечивает увеличение жесткости конструкции.