Металлическая рамная конструкция

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при возведении металлических каркасов производственных, общественных, и гражданских зданий, например, складов, АЭС и др. Технический результат заключается в повышении эффективности работы металлической рамной конструкции, улучшении рационального использования внутреннего рабочего объема помещения здания и создании дополнительных крытых площадей. Металлическая рамная конструкция, включающая вертикальные стойки и ригель с консолями, согласно полезной модели, выполнена, по меньшей мере из двух соединенных между собой модулей 1, каждый из которых выполнен в виде стойки 2 с крестообразной вершиной, образованной взаимно перпендикулярными консолями 3, причем, консоли соседних модулей связаны между собой посредством шарнирных соединений 4 с образованием ригеля 5. Расположение стоек модулей может быть в одной плоскости или пространственным, при котором образуется пространственный рамный каркас. Новым является так же то, что модули 1 соединены между собой с образованием, по меньшей мере, одной секции пространственного рамного каркаса, в котором ригели 5 рам образованы шарнирно соединенными смежными консолями 3 четырех модулей и расположены по периметру в виде прямоугольника. 7 ил.

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при возведении металлических каркасов производственных, общественных и гражданских зданий, например, складов, АЭС и др.

Известна металлическая рама, содержащая стойки и ригель с навесными стеновыми панелями, предназначенными для уменьшения изгибающих моментов в ригеле. (Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов /Е.И. Беленя, В.А. Балдин, Г.С. Веденикови др.; Под общ. ред. Е.И. Беленя. -6-е изд., перераб. и доп. - М.; Стройиздат, 1986. - 560 с., ил. - Стр.407. рис.17.9)

Недостатком известной конструкции является низкая ее эффективность из-за необходимости введения дополнительных связей или диафрагм жесткости в каждом ряду вертикальных опор для обеспечения пространственной жесткости системы, что уменьшает возможность использования рабочего пространство.

В качестве прототипа принята металлическая рама, включающая опорные стойки и ригель с короткими консолями расположенными в продолжении ригеля. (Архитектурные конструкции /З.А. Казбек-Казиев, В.В. Беспалов, Ю.А. Дыховичный и др.; Под ред. З.А. Казбек-Казиева: Учеб. Для вузов по спец. «Архитектура. - М.: Высш. шк., 1989. - 342 с.: ил. - Стр.134. puc.XII.14).

Недостатком прототипа является низкая эффективность конструкции из-за необходимости установки связей в рядах опорных стоек для обеспечения пространственной жесткости, что приводит к ограничению рационального использования внутреннего пространства, а так же из-за выполнения консолей короткими, недостаточными для устройства дополнительных крытых площадей.

Задачей полезной модели является повышение эффективности работы металлической рамной конструкции, улучшение рационального использования

внутреннего рабочего объема помещения здания и создание дополнительных крытых площадей.

Для достижения технического результата металлическая рамная конструкция, включающая вертикальные стойки и ригель с консолями, согласно полезной модели, выполнена, по меньшей мере, из двух соединенных между собой модулей, каждый из которых выполнен в виде стойки с крестообразной вершиной, образованной взаимно перпендикулярными консолями, причем, консоли соседних модулей попарно шарнирно связаны между собой с образованием ригеля.

Кроме того металлическая рамная конструкция выполнена либо с расположением стоек модулей в одной плоскости, либо с пространственным их расположением, образующим пространственный рамный каркас.

Новым является также и то, что модули соединены между собой с образованием, по меньшей мере одной секции пространственного рамного каркаса, в которой ригели рам образованы шарнирно соединенными смежными консолями четырех модулей и расположены по периметру в виде прямоугольника.

На фиг.1 изображена схема пространственной рамной конструкции, общий вид; на фиг.2 - расположение стоек модулей в одной плоскости, вид сверху; на фиг.3 - разветвленное незамкнутое расположение стоек модулей, вид сверху; на фиг.4 - схема пространственной рамной конструкции, вид сверху; на фиг.5 - фрагмент схемы рамной конструкции с расположением стоек в одной плоскости; на фиг.6 - объемная схема одной секции пространственного рамного каркаса; на фиг.7 -эпюры изгибающих моментов.

Металлическая рамная конструкция может быть выполнена из двух и более соединенных между собой модулей 1, установленных на фундаменте. Каждый модуль содержит стойку 2, круглого или прямоугольного составного сечения, в верхней части стойки 2 установлены и закреплены, например, сваркой четыре взаимно перпендикулярные консоли 3, выполненные из перфорированного сварного двутавра. Консоли 3 соседних модулей с длиной,

соответствующей половине пролета рамы, соединенные между собой шарниром 4, образуют ригель 5. Расположение модулей 1 может быть в одной плоскости или пространственным.

В зависимости от схемы расположения стоек модулей могут создаваться:

плоские (фиг.2), разветвлено незамкнутые пространственные (фиг.3) и замкнутые (фиг.4), например, прямоугольные в плане пространственные рамные каркасы.

Пространственный рамный каркас обладает пространственной жесткостью за счет рамной схемы работы в продольном и поперечном направлениях с минимальными изгибающими моментами в стойках за счет работы консолей, которые взаимно уравновешивают модуль, и как следствие каркас, в обоих направлениях, что видно из эпюр моментов, приведенных на фиг.7.

Изготовление рам и монтаж каркаса может производится как из модулей заводской готовности, так и из отправочных элементов путем укрупненной сборки на месте монтажа.

Перекрытие может быть осуществлено, например, предварительно напряженным профилированным настилом или железобетонной оболочкой.

Особенностью заявленной металлической рамной конструкции является то, что в ней реализуется пространственная схема работы каркаса с использованием в обоих направлениях консолей с выносами, соответствующими половинам пролетов рамы и разгружающими в связи с этим стойки, что влияет на уменьшение моментов в них и позволяет сохранить размеры фундамента как под центральносжатой стойкой, а также более полно использовать внутреннее пространство и создавать дополнительные крытые пространства. В целом выполнение конструкции модульного типа позволяет производить рациональный монтаж при наименьших затратах.

Указанные особенности свидетельствуют о высокой эффективности заявляемой металлической рамной конструкции.

1. Металлическая рамная конструкция, включающая вертикальные стойки и ригель с консолями, отличающаяся тем, что она выполнена, по меньшей мере, из двух соединенных между собой модулей, каждый из которых выполнен в виде стойки с крестообразной вершиной, образованной взаимно перпендикулярными консолями, причем консоли соседних модулей шарнирно связаны между собой с образованием ригеля.

2. Металлическая рамная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с расположением стоек модулей в одной плоскости.

3. Металлическая рамная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что выполнена с пространственным расположением стоек модулей, при котором образуется пространственный рамный каркас.

4. Металлическая рамная конструкция по п.3, отличающаяся тем, что модули соединены между собой с образованием, по меньшей мере одной секции пространственного рамного каркаса, в которой ригели рам образованы шарнирно соединенными смежными консолями четырех модулей и расположены по периметру в виде прямоугольника.