Секция сборно-разборного здания
Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям облегченных стальных рам сборно-разборных зданий.
Задачей полезной модели является снижение количества болтов в карнизном и коньковом узлах секции, повышение надежности конструкции секции и технологичности ее монтажа и демонтажа.
Указанная задача достигается за счет того, что в карнизных и коньковых узлах секции с обеих сторон продольных ребер щитов устанавливаются промежуточные элементы из уголков с отверстиями для болтовых соединений.
Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям облегченных стальных рам сборно-разборных зданий.
Известны секции сборно-разборных зданий [патент RU 72997 U1, МПК Е04В 1/343 и патент 2024698, МПК Е04В 1/343]. Недостатками несущих стальных рам этих секций являются большое количество крепежных болтов в карнизном и коньковом узлах и повышенные трудоемкость и сложность их установки в проектное положение.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой конструкции является выбранное в качестве прототипа конструктивное решение секции сборно-разборного универсального здания [арочное здание «Супер» фирмы «Муотолевю» (Финляндия)], содержащее две складывающиеся полусекции, каждая из которых образована шарнирно соединенными стеновыми и кровельными щитами, состоящими из системы продольных и поперечных ребер с ограждающими обшивками, подкосами и затяжками.
Недостатком прототипа следует считать следующее:
1) большое количество болтов в карнизном и коньковом узлах соединения щитов (панелей) секции вследствие их близкого расположения (малых межцентровых расстояний) друг относительно друга;
2) труднодоступность болтовых соединений вследствие того, что они закрыты, что увеличивает сложность контроля качества затяжки болтов, а в процессе эксплуатации делает такой контроль невозможным;
3) повышенная трудоемкость и сложность установки болтов из-за отсутствия технологических люфтов вследствие приварки гаек к продольным ребрам щитов;
4) необходимость использования специального инструмента для затяжки болтов, приспособленного под головку с винтовым шлицем, что снижает степень унификации монтажной оснастки;
5) необходимость использования дополнительных болтов, обеспечивающих крепление секций между собой в карнизном и коньковом узлах секции, что приводит к увеличению количества болтов.
Задачей полезной модели является снижение количества болтов в карнизном и коньковом узлах секции, повышение надежности конструкции секции и технологичности ее монтажа и демонтажа.
Указанная задача достигается за счет того, что в карнизных и коньковых узлах секции с обеих сторон продольных ребер щитов устанавливаются промежуточные элементы из уголков с отверстиями для болтовых соединений.
Полезная модель поясняется чертежами 1-6. На фиг.1 дано аксонометрическое изображение секции сборно-разборного здания; на фиг.2 изображен поперечный разрез по стеновому и кровельному щиту; на фиг.3 изображен карнизный узел секции; на фиг.4 изображен коньковый узел секции; на фиг 5 изображен поперечный разрез по карнизному и коньковому узлу; на фиг.6 изображена монтажная последовательность постановки секции в проектное положение. Доказательная часть достижения технического результата поясняется чертежами 7-10. На фиг.7 и 8 изображены карнизные узлы секций прототипа и полезной модели соответственно, с геометрическими характеристиками для расчета болтов; на фиг.9 и 10 изображены коньковые узлы секций прототипа и полезной модели соответственно, с геометрическими характеристиками для расчета болтов.
Секция сборно-разборного здания (фиг.1) состоит из двух стеновых 1 и двух кровельных щитов 2, затяжек 3 и подкосов 4. Конструкция щитов дана на фиг.2. Продольные ребра щитов 5 и 6, соединяются между собой поперечными ребрами 7. К поперечным ребрам крепятся наружная 8 и внутренняя 9 ограждающие обшивки из профилированных стальных листов, между которыми укладывается утеплитель 10. На фиг.3, 4 и 5 даны узлы соединения стеновых и кровельных щитов. К продольным ребрам кровельных щитов крепятся в заводских условиях при помощи сварки фасонки 11 и 12, причем в коньковом узле (фиг.4 и 5) фасонка 12 крепится только к одному щиту, а к другому щиту привариваются промежуточные элементы из коротких уголков 13, которые соединяются с фасонкой 12 путем совмещения отверстий и установки болтов. При этом болты 14 - с потайной головкой - устанавливаемые до монтажа секций, а болты 15 - обычные - устанавливаемые в проектное положение после монтажа секции, соединяют смежные секции между собой через совмещаемые отверстия. В карнизном узле (фиг.3 и 5) промежуточные элементы 16 прикрепляются сваркой к продольным ребрам стеновых щитов 5 и соединяются болтами с фасонкой 11. В этом узле болт 17 - с потайной головкой, устанавливаемый на заводе и обеспечивающий шарнирное соединение стенового и кровельного щитов на период монтажа и демонтажа, а болты 18 - обычные, соединяющие смежные секции между собой.
В стадии эксплуатации жесткость конструкции обеспечивается с помощью промежуточных элементов 13 и 16, защемляющих, после установки болтов, продольные ребра щитов 5 и 6, обеспечивая жесткость узлов. Это объясняется тем, что болтовые соединения, связанные фасонками 11 и 12 и промежуточными элементами 13 и 16, создают реактивные пары сил, тем самым противодействуя изгибающим моментам в узлах от нагрузки, действующей на секцию.
При этом вынос болтовых соединений за пределы сечения продольных ребер щитов позволяет заменить часть болтов с потайными головками обычными болтами, соединяющими смежные секции между собой, это приводит к уменьшению количества болтов. Кроме того, вынос болтовых соединений за пределы сечения продольных ребер приводит к увеличению межцентровых расстояний в болтовом поле, в результате чего уменьшается величина усилий на болты от изгибающего момента, действующего в узле. Как показавают статические расчеты, величина этих усилий составляет около 90%, а остальные 10% приходятся на усилия, возникающие от действия поперечных и продольных сил.
При применении продольных ребер щитов из С-образных профилей 250×100×30 в прототипе (фиг.7, 9):
а1=a2=250-2·50=150 мм;
b1=b2=60 мм.
Межцентровые расстояния равны:
;
;
;
e4=0,5·a3 =7,5 см.
Усилия на болты соответственно равны:
;
.
В заявляемом решении (фиг.8, 10):
a2=a2=h2+2·c 2=250+2·4=330 мм;
b2=b 4=60 мм;
;
.
То есть Nb=Nb1=0,015·М; 
.
Таким образом, в карнизном узле количество расчетных болтов уменьшается в 2 раза, а в коньковом узле - в 1,5 раза.
Установка в карнизных и коньковых узлах с обеих сторон продольных ребер щитов промежуточных элементов из уголков с отверстиями для болтовых соединений позволяет получить следующие технические результаты:
1) увеличиваются межцентровые расстояния в болтовом поле карнизного и конькового узлов, вследствие чего уменьшаются действующие на болты усилия от изгибающих моментов в узлах, что позволяет уменьшить количество болтов;
2) облегчается доступ к болтам, что позволяет повысить технологичность монтажа и демонтажа здания;
3) обеспечивается возможность образования технологических люфтов между диаметром стержня болта и диаметром отверстия, что также позволит повысить технологичность монтажа и демонтажа здания;
4) болтовые соединения открыты для визуального осмотра, что позволяет более надежно контролировать качество натяжения болтов в процессе монтажа здания и во время его эксплуатации и тем самым повысить надежность конструкций здания;
5) данные болты, кроме соединения стенового и кровельного щитов, выполняют также функцию соединения секций здания между собой, что также позволяет уменьшить общее количество болтов за счет исключения специальных болтов для соединения секций;
6) при указанной на изображениях схеме установки промежуточных элементов один из болтов выполняет также функцию шарнирного болта, обеспечивающего трансформацию (раскладывание и складывание) секции посредством поворота стеновых щитов вокруг данного болта, что также позволяет исключить необходимость установки отдельного шарнирного болта и, таким образом, уменьшить количество болтов.
Секция сборно-разборного здания, содержащая две складывающиеся полусекции, каждая из которых образована шарнирно соединенными в карнизных и коньковых узлах стеновыми и кровельными щитами, состоящих из системы продольных и поперечных ребер с ограждающими обшивками, подкосами и затяжками, отличающаяся тем, что в карнизных и коньковых узлах секции установлены промежуточные элементы из уголков, прикрепленные к продольным ребрам стеновых и кровельных щитов и имеющих отверстия для болтовых соединений.
