ДИАФРАГМА КАРКАСНОГО СЕЙСМОСТОЙКОГО МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к диафрагмам каркасных сейсмостойких многоэтажных зданий, и может быть использована для возведения каркасных зданий воспринимающих сейсмические и ветровые нагрузки.
Из уровня техники известны различные варианты диафрагм каркасных зданий.
Из документа NZ 556288 A известна конструкция диафрагмы каркасного здания, которая включает в себя внутренние продольные элементы жесткости, соединенные между собой элементами соединения.
Недостатком данной диафрагмы при воздействии горизонтальных нагрузок является преобладающее влияние изгибающих моментов, определяющих прочность и жесткость каркаса.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является документ UA 78965 C2, из которого известна диафрагма жесткости, которая выполнена из железобетона.
Недостатком наиболее близкого аналога является низкая жесткость и прочность конструкции.
Таким образом, техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель является повышение жесткости и прочности диафрагмы, а соответственно и увеличение сейсмостойкости самого здания в целом.
Заявленный технический результат полностью достигается совокупностью признаков независимого пункта заявленной формулы полезной модели.
Предлагаемая конструкция диафрагмы изменяет ее режим работы: изгибающие моменты практически исключаются из силовых факторов определяющих прочность и жесткость конструкции. Диафрагма работает в основном на поперечные, продольные и сдвигающие усилия, то есть, преимущественно на сжатие-растяжение.
Конструкция диафрагмы представляет собой вертикальный составной несущий стеновой элемент с горизонтальными зазорами в уровне перекрытий и вертикальными зазорами в месте примыкания к колоннам каркаса и установленными в них жесткими стальными связями сдвига.
Диафрагма каркасного многоэтажного здания выполнена железобетонной и включает составные по высоте и в плане трехэлементные несущие стеновые секции, разделенные поэтажно, в уровне перекрытий и, по боковым граням, примыкающим к колоннам каркаса с зазорами.
Железобетонная диафрагма каркасного здания выполнена составной по высоте из по меньшей мере двух секций. Каждая секция представляет собой железобетонную плиту, которая по периметру оснащена закладными деталями (вертикальными и горизонтальными) из листового проката. Верхняя горизонтальная закладная деталь, ниже расположенной секции, соединяется с зазором с нижней горизонтальной закладной деталью, выше расположенной секции. В указанном зазоре установлены и закреплены при помощи сварки с проплавлением металла стальные связи сдвига, имеющие уголковое равнополочное сечение.
Стальные связи сдвига в каждом зазоре установлены параллельно друг другу. Разделение диафрагмы на секции выполнено поэтажно в уровне перекрытий. Закладные детали оснащены системой отверстий с одинаковым шагом, которые используются для установки стальных связей сдвига. Диафрагма соединяется своей вертикальной закладной деталью с закладной деталью колонны через стальные связи сдвига.
Далее более подробно заявленная полезная модель поясняется чертежами, на которых:
На фиг. 1 - изображен общий вид диафрагмы;
На фиг. 2- разрез 1-1 на фиг. 1;
На фиг. 3 - разрез 2-2 на фиг. 1;
На фиг. 4 - узел «А» на фиг. 1;
На фиг. 5 - узел «Б» на фиг. 1;
На фиг. 6 - узел «Д» на фиг. 2;
На фиг. 7 - узел «В» на фиг. 1;
На фиг. 8 - узел «Г» на фиг. 1;
На фиг. 9 - элементы конструкции из листового проката с отверстиями;
На фиг. 10 - стальная связь сдвига отдельно;
На фиг. 11 - узел «Е» на фиг. 3.
Железобетонная диафрагма каркасного многоэтажного здания включает составные по высоте и в плане трехэлементные несущие стеновые секции (1), разделенные поэтажно, в уровне перекрытий и, по боковым граням, примыкающим к колоннам каркаса (3) с зазорами. Каждая секция (1) железобетонной диафрагмы оснащена по периметру закладными деталями (2) из листового проката. Верхняя грань каждой секции (1) диафрагмы связана через закладную деталь (2) с нижней гранью вышерасположенной секции (1) диафрагмы через ее нижнюю закладную деталь (2) посредством жестких стальных связей сдвига (5) уголкового сечения. Закладные детали (2) секций (1) диафрагмы и закладные детали (4) примыкающих колонн (3), оснащены системой регулярных отверстий (6) для установки связей сдвига (5). Сплачивание секций (1) диафрагмы между собой и с примыкающими колоннами (3) каркаса выполняется на сварке с проплавлением металла.
Стальные связи сдвига между соседними секциями установлены параллельно друг другу и с постоянным одинаковым шагом.
Между закладными деталями каждой колонны и вертикальной закладной деталью примыкающей к колонне секции диафрагмы установлены параллельно друг другу и с постоянным одинаковым шагом стальные связи сдвига при помощи сварки с проплавлением металла.
Такое выполнение обеспечивает большую жесткость, позволяя конструкции выдержать большие нагрузки.
Такое конструктивное решение железобетонной диафрагмы многоэтажного каркасного здания 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 накапливаются по высоте диафрагмы.
Регулирование предельных состояний диафрагмы выполняется оптимизацией величины зазора между секциями диафрагмы и между диафрагмой и колоннами каркаса, а также жесткости и шага стальных связей сдвига.
Несущая способность железобетонной диафрагмы определяется максимальными краевыми напряжениями и максимальными касательными напряжениями в стальных связях сдвига.
Оптимальная жесткость стальных связей сдвига будет такой, при которой несущая способность диафрагмы окажется одинаковой по этим двум критериям.
Таким образом, выполнение железобетонной диафрагмы приведенной выше конструкции обеспечивает увеличение жесткости здания.