МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КАРКАС ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к металлическим каркасам многопролетных многоэтажных зданий.
Известен металлический каркас здания колонны и балки, прикрепленные к колоннам одним концом шарнирно, а другим - жестко (авторское свидетельство СССР №619007. кл. E04B 1/14, 1977). Недостатком такого каркаса является наличие жестких узлов, что влечет за собой возникновение значительных изгибающих моментов в колоннах и ригелях и, следовательно увеличение металлоемкости здания.
Известен металлический каркас здания, включающий колонны двутаврового сечения, соединенные с ним балки и перекрытия (В.К. Файбишенко «Металлические конструкции», 1984 г., стр.73, 74, рис.50). Недостатком известного решения является высокая металлоемкость конструкций металлического каркаса, обусловленная значительными усилиями в балках, что приводит к удорожанию здания в целом.
Известен металлический каркас здания, включающий колонны двутаврового сечения, имеющие на уровне перекрытий опорные выступы, расположенные с наружной стороны полок двутавров колонн. Балки выполнены составными из двух металлических элементов и опираются на опорные выступы колонны, перекрытие расположено на балках (патент РФ №2183708, кл. E04B 1/24, E04B 1/38, 2000). Недостатком известного решения является сложность монтажа, а это приводит к увеличению трудозатрат при сооружении каркаса здания.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип является металлический каркас здания, включающий металлические колонны, имеющие двутавровое сечение, соединенные с ними опорные элементы для установки на них плит перекрытий. Опорные элементы для плит перекрытия выполнены в виде металлического уголка Г-образного профиля и крепятся непосредственно к колонне крепежом (патент на полезную модель №125591, кл. E04B 1/40, 2012 г.).
Существенным недостатком известного решения, принятого за прототип является высокая металлоемкость конструкций металлического каркаса, обусловленная значительными усилиями в опорных элементах для плит перекрытия, что приводит к удорожанию здания в целом.
Предлагаемая полезная модель позволяет повысить несущую способность и надежность конструкции металлического каркаса при одновременном снижении металлоемкости и упрощении монтажа, так как материалы, используемые при монтаже конструкции требуют минимальной доработки на строительной площадке.
Поставленная цель достигается тем, что в металлическиом каркасе здания, включающем металлические колонны, имеющие двутавровое сечение с опорными пластинами и соединенные с колоннами опорные элементы для установки на них плит перекрытий, опорный элемент для плит перекрытия представлен ригелем, выполненным в виде разнополочной двутавровой балки с уширенной нижней полкой и с отверстиям в стенке двутавровой балки ригеля, а соединительный элемент колонны с ригелем выполнен в виде пластины, с отверстиями под крепежные элементы с ригелем и прикрепленной к внутренней полке двутавров колонны сварным швом на уровне этажей, при этом отверстия в стенке двутавровой балки ригеля выполнены соосными отверстиям пластины для его крепления к ней, а к верхней полке ригеля для жесткой фиксации прикреплен сварным швом металлический уголок его вертикальной полкой, а горизонтальная полка уголка соединена с плитой перекрытия посредством анкерного крепления. Полость между торцами плиты и ригелем заполнена монолитным железобетоном
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:
- на фиг.1 - металлический каркас здания, фрагмент плана;
- на фиг.2 - соединение колонны с опорным элементом, разрез по 1-1 на фиг.1;
- на фиг.3 - соединение колонны с опорным элементом, разрез по 2-2 на фиг.2;
- на фиг.4 - установка колонн на фундамент
Металлический каркас здания, включает металлические колонны 1 двутаврового сечения к которым крепятся опорные элементы 2 на которых установлены плиты перекрытия 3. Опорный элемент 2 представлен ригелем, выполненным в виде разнополочной двутавровой балки с уширенной нижней полкой и с отверстиями 4 в стенке двутавровой балки ригеля под крепежные элементы 5 с пластиной 6, которые выполнены соосными отверстиям 7 пластины 6. Соединительный элемент колонны 1 с ригелем 2 выполнен в виде пластины 6, с отверстиями 7 под крепежные элементы 5 ригеля 2. Пластина 6 прикреплена к внутренней полке 8 двутавров колонны 1 сварным швом 9 на уровне этажей. К верхней полке ригеля 2 прикреплен сварным швом 10 металлический уголок 11, его верхней полкой 12, а горизонтальная полка 13 соединена с плитой перекрытия 3 посредством анкерного крепления 14. Полость между торцами плиты 3 и ригелем 2 заполнена бетоном 15.
Монтаж металлического каркаса здания начинается с предварительной сборки рамы металлического каркаса на земле путем монтажа ригеля 2 посредством крепежных элементов 5 к пластине 6, затем собранную раму металлического каркаса через траверсу 16 подъемным краном (на фиг.4 не показан), устанавливают на анкерные выпуски 17 фундамента 18, под каждую колонну 1. при этом анкерные выпуски 17 имеют различную высоту, начиная от крайнего, каждый последующий выполнен с высотой ниже на толщину опорной пластины 19, затем на уширенную нижнюю полку ригеля 2 укладывают плиту перекрытия 3, далее к верхней полке ригеля 2 приваривают уголок 11 его вертикальной полкой 12, а горизонтальную полку 13 уголка 11 соединяют с плитой перекрытия 3 посредством анкерного крепления 18, далее полость между торцами плиты перекрытия 3 и ригелем 2 заполняют бетоном 15.
Техническим результатом, достигаемым при реализации предлагаемой полезной модели является снижении металлоемкости и упрощении монтажа, сокращение сроков возведения каркаса здания, использование материалов высокой заводской готовности, не требующих дополнительных технологических операций на строительной площадке.