Узел крепления связи каркаса сейсмостойкого здания

Полезная модель относится к области строительства, в частности к узлам соединения связей с элементами колонн и покрытия каркаса сейсмостойкого здания.
Из уровня техники известно решение узла соединения при помощи вертикальной фасонки (см. Металлические конструкции. в 3т. Т.2. Коснтрукции зданий: Учеб. для строит. вузов / В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под общ. ред. В.В. Горев. – М.: Высш. шк., 1999. – 528 с., стр. 121-126). Связи крепят на болтах нормальной точности, на высокопрочных болтах, или на болтах нормальной точности с последующей обваркой.
Наиболее близким техническим решением является каркас сейсмостойкого здания, включающий колонны и ригели, образующие ячейки, в которых размещены наклонные связи в виде двутавровой балки. Последняя установлена стенкой в горизонтальной плоскости. Наклонные связи расположены в двух вертикальных смещенных относительно друг друга плоскостях и прикреплены к балке. Точка пересечения осей наклонных связей находится на горизонтальной плоскости, которая проходит по оси стенки балки. Двутавровая балка установлена стенкой в горизонтальной плоскости, а верхние и нижние наклонные связи расположены в двух смещенных относительно друг друга вертикальных параллельных плоскостях и прикреплены к балке с размещением точки пересечения осей наклонных связей на горизонтальной плоскости, проходящей по оси стенки балки (см. патент RU 2018607 С1, E04H9/02, опубл. 30.08.1994).
Недостатком таких каркасов является большой расход металла на распорку из двутаврового профиля, сечение которого выбрано из конструктивных соображений. Кроме того, смещение плоскостей связей относительно друг друга и колонн каркаса приводит к появлению дополнительных изгибающих моментов от усилий передаваемых по двум смещенным параллельным плоскостям. Появление изгибающих моментов требует увеличения несущей способности элементов и как следствие увеличение расхода стали и трудоемкости строительства.
Задачи заявляемой полезной модели:
- повышение несущей способности каркаса при сейсмическом воздействии;
- снижение веса конструкции и трудоемкости при монтаже.
Указанные задачи достигаются следующим:
1. Элементы связи соединяются с колонной с помощью энергопоглощающей фасонки, выполненной из гнутого тонкостенного профиля.
2. Энергопоглощающая фасонка связи смещена от оси элемента, что приводит к ее упругому изгибу от усилий при сейсмической нагрузке.
3. Учитывается жесткость тонкостенного элемента энергопоглощающей фасонки в пределах упругой работы материала для исключения остаточных деформаций при действии усилий от сейсмической нагрузки.
Сущность полезной модели заключается в том, что узел крепления связи каркаса сейсмостойкого здания включает элементы каркаса, связи, фасонки из гнутого тонкостенного стального элемента, при этом энергопоглощающая фасонка установлена со смещением относительно оси связи.
Технический результат полезной модели заключается в том, что установка энергопоглощающей фасонки из гнутого тонкостенного стального элемента со смещением относительное оси связи повышает податливость соединения, за счет упругого изгиба фасонки, поглощаются усилия и уменьшаются напряжения, при действии нагрузок от сейсмического воздействия.
Полезная модель поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1 – схема расположения узла крепления связи каркаса;
на фиг. 2 – узел А;
на фиг. 3 – вид 1-1.
К элементу каркаса 1, имеющую фасонку 2, прикрепляется элемент связи 3. Крепление фасонки 2 к колонне 1 предусматривается с помощью заводских сварных швов 5. Крепление энергопоглощающей фасонки 4 связи 3 к фасонке 2 предусматривается с помощью монтажной сварки 6. Крепление энергопоглощающей фасонки 4 предусматривается через заглушку 7 элемента связи 3 из замкнутого гнуто-сварного профиля.
Передача усилий от элемента связи 3 к колонне 1 происходит через энергопоглощающую фасонку 4, прикрепленную со смещением относительно оси связи 3. Работа узла заключается в следующем: энергопоглощающая фасонка 4 воспринимает усилия от элемента связи 3. При этом упруго деформируясь, за счет податливости снижает внутренние усилия, передающиеся на колонну 1. Работа в упругой области не приводит к появлению остаточных деформаций и обеспечивает достаточную надежность узла крепления связи 3 с колонной 1.
При воздействии горизонтальной сейсмической нагрузки в местах соединения связи 3 с колонной 1 возникают упругие деформации в энергопоглощающей фасонке 4, за счет чего поглощается значительная часть колебаний, что повышает сейсмоустойчивость здания.
Конструкция каркаса проста в изготовлении, позволяет снизить расход стали, обеспечивает высокую сейсмическую устойчивость, а также легко заменяется новой, что позволяет быстро восстановить несущую способность каркаса в полном объеме.
Данный узел наиболее рационально использовать в производственных, спортивных зданиях, складских помещениях.