Узел соединения колонны двутаврового сечения с двутавровой балкой

Полезная модель относится к строительству, а именно к соединению колонны с балкой, и может быть использована в строительстве зданий и сооружений, при производстве и монтаже металлических каркасов многоэтажных зданий.
Известен узел сопряжения металлической колонны двутаврового сечения с двутавровыми балками (пат. РФ на полезную модель №47022: МПК 7 Е04В 5/10, оп. 10.08.2005), включающий колонну, балки, соединительные элементы, балки имеют ребра жесткости, опираются на опорный столик в виде сварного тавра, для фиксации балки при монтаже применяются уголки, приваренные к колонне, соединение осуществляется с помощью сварных швов
Недостатком данного узла соединения колонны двутаврового сечения с двутавровой балкой является значительный объем монтажной сварки, увеличивающий трудоемкость работ на монтаже, недостаточно обеспечена жесткость и надежность соединения.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является узел соединения колонны двутаврового сечения с двутавровой балкой (пат. РФ на полезную модель №83087, МПК Е04В 1/38, оп. 20.05.2009), включающий двутавровую колонну, двутавровую балку, две горизонтальные накладки, приваренные к верхнему и нижнему поясам балки и к полке колонны, два вертикальных фланца, приваренные к полке колонны и к горизонтальным накладкам, которые приварены к верхнему и нижнему поясам балки.
Недостатком известного технического решения является необходимость выполнения большого количества соединяющих листовые элементы с колоннами сварных швов. Это приводит к появлению многочисленных концентраторов напряжений в растянутых элементах, что снижает надежность конструкции.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в разработке устройства, обеспечивающего повышение строительной готовности элементов металлического каркаса, снижение трудоемкости и затрат времени и материальных ресурсов при ее использовании, т.е. при монтаже элементов каркаса без использования монтажной сварки, и высокой заводской готовности элементов каркаса.
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении надежности конструкции каркаса в целом и его узлов в частности при одновременном снижении трудоемкости изготовления и монтажа и снижении металлоемкости за счет создания жесткого соединения узла сопряжения колонны и балки с помощью болтового соединения. Болтовое соединение более технологично - все детали изготавливаются и окрашиваются на заводе, на строительной площадке необходимо лишь установить и затянуть болты.
Это достигается тем, что узел соединения колонны двутаврового сечения с двутавровой балкой, включающий двутавровую колонну, двутавровую балку, горизонтальные соединительные накладки, согласно полезной модели, содержит сборную двутавровую колонну с предварительно приваренными в заводских условиях соединительными элементами; при этом один из элементов представляет соединительный узел колонны со стороны полки, состоящий из горизонтальной пластины, ребра, монтажной пластины; при этом другой элемент представляет соединительный узел колонны со стороны стенки, состоящий из горизонтальной пластины, ребра, монтажной пластины; при этом все элементы скреплены между собой на болтовом соединении с помощью высокопрочных болтов затянутых с определенным усилием.
Отличительная сущность предложенного технического решения заключается в следующем:
1. Соединение выполняется без монтажной сварки.
2. Соединение является жестким узлом.
3. Жесткость узла задается фрикционным соединением накладок поз. 11 с балкой и соединительными выпусками колонны.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:
на фиг. 1 представлен узел соединения колонны двутаврового сечения с двутавровой балкой, общий вид;
на фиг. 2 - фрагмент сборки соединительных элементов с колонной, общий вид;
на фиг. 3 - сборная колонна, общий вид;
на фиг. 4 - фрагмент сборки соединительных горизонтальных накладок с колонной, общий вид;
на фиг. 5 - фрагмент установки соединительных частей на колонну;
на фиг. 6 - фрагмент установки нижних соединительных пластин на колонну;
на фиг. 7 - фрагмент установки балок;
на фиг. 8 - фрагмент установки верхних соединительных пластин на колонну.
Позиции обозначают: колонна 1; соединительный узел 2; соединительный узел 3; горизонтальная пластина 4 соединительного узла 2; ребро 5 соединительного узла 2; монтажная пластина 6 соединительного узла 2; горизонтальная пластина 7 соединительного узла 3, ребро 8 соединительного узла 3, монтажная пластина 9 соединительного узла 3; соединительная горизонтальная накладка 10; балка 11; болт 12.
Устройство содержит колонну 1 с приваренными к ней в заводских условиях соединительными элементами 2, 3; балку 11 и соединительные горизонтальные накладки 10, которые обеспечивают жесткое соединение колонны 1 и балки 11 между собой. Соединение является фрикционным, и жесткость соединения обеспечена за счет силы трения между соединительными элементами 2 и 3, балкой 11 и соединительными горизонтальными накладками 10. Все элементы скреплены между собой болтовыми соединениями с помощью высокопрочных болтов 12. Соединительный элемент 2 представляет собой соединительный узел колонны 1 со стороны стенки, состоит из горизонтальной пластины 4; ребра 5, монтажной пластины 6. Соединительный элемент представляет собой соединительный узел колонны 1 со стороны полки, состоит из горизонтальной пластины 7, ребра 8, монтажной пластины 9.
Данный узел разработан специально для применения в металлических каркасах многоэтажных зданий. Каркасы собирают полностью на болтовых соединениях без применения монтажной сварки.
Полезная модель позволяет решить проблему строительства в районах, где отсутствует возможность присоединения к электросетям высокой мощности, отсутствуют строительные площадки специальных техпроцессов сварки, отсутствуют на стройплощадках специалисты высокой квалификации (сварщики), нет возможности проведения монтажа в любые погодные условия, сокращение сроков монтажа.
Некоторые отдельные существенные признаки группы изобретений известны, однако совокупность отличительных существенных признаков изобретений среди известных в науке и технике решений в объеме проведенного нами поиска не обнаружена.
Кроме этого, отличительные признаки изобретения выполняют новые функции, то есть обеспечивают получение нового технического результата.