каркас здания

Формула изобретения

Каркас здания, включающий рамы, состоящие из колонн и ригелей, выполненных в виде стропильных ферм, и горизонтальные связи, соединяющие крайние и центральные панели соседних ферм по нижним поясам, отличающийся тем, что верхние и нижние пояса ферм выполнены полигонального очертания, при этом связи, соединяющие крайние панели ферм, расположены в пределах крайних третей здания от его торцов и выполнены из полых профилей круглого или квадратного сечений, а связи, соединяющие центральные панели ферм, расположены в пределах средней трети здания и выполнены из равнополочных уголков, поперечное сечение колонн выполнено составным и состоит из прокатных профилей и прямоугольных пластин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении зданий с металлическим каркасом производственного, сельскохозяйственного и складского назначения.

Известно здание, несущий ригель которого выполнен в виде ферм с параллельными поясами, а связи по нижним поясам ферм соединяют крайние панели ферм и соседние фермы у торцов [1]. Недостатком такого решения является более высокая материалоемкость связей каркаса по нижним поясам ферм, а также высокая трудоемкость устройства монтажных узлов и, как следствие, увеличенная трудоемкость монтажа каркаса.

Известно также трехпролетное здание (RU 2010092, Е04В 1/24, 1994), пространственная жесткость которого обеспечивается системой связей и тяжей, образующих Y-образные элементы жесткости. Недостатком указанного решения является повышенная материалоемкость и трудоемкость монтажа.

Задача изобретения - упрощение конструкции ригелей и уменьшение числа связей по нижним поясам ферм без снижения прочностных характеристик каркаса.

Технический результат - снижение материалоемкости каркаса и трудоемкости его монтажа.

Поставленная задача решена тем, что в каркасе здания, включающем рамы, состоящие из колонн и ригелей, выполненных в виде стропильных ферм, и горизонтальные связи, соединяющие крайние и центральные панели соседних ферм по нижним поясам, верхние и нижние пояса ферм выполнены полигонального очертания, при этом связи, соединяющие крайние панели ферм, расположены в пределах крайних третей здания от его торцов и выполнены из полых профилей круглого или квадратного сечений, а связи, соединяющие центральные панели ферм, расположены в пределах средней трети здания и выполнены из равнополочных уголков, поперечное сечение колонн выполнено составным и состоит из прокатных профилей и прямоугольных пластин.

Проведенные расчеты каркаса на основе метода конечных элементов и структурно-параметрическая оптимизация на основе метода эволюционного моделирования позволяют находить новые рациональные проектные решения при соблюдении требований по прочности, жесткости и устойчивости рассматриваемых объектов. При этом удается снижать материалоемкость несущей системы на 10-20% за счет нахождения оптимального расположения элементов несущей системы, а также параметров их сечений. Снижение трудоемкости монтажа достигается уменьшением числа монтируемых элементов.

Конструкция поясняется схемами. На фиг.1 изображен боковой вид каркаса; на фиг.2 - поперечная рама каркаса, включающая решетчатый ригель рамы и стойки; на фиг.3 - составное сечение колонны; на фиг.4 - схема расположения связей по нижним поясам ферм.

Ригели 1 раскреплены из плоскости рам распорками 2 и связями 3, соединяющими крайние панели ферм и расположенными на расстоянии 1/3 длины каркаса от его торцов, а также связями 4, соединяющими центральные панели ферм. Ригели в виде ферм состоят из стоек 5, верхнего 6 и нижнего 7 поясов полигонального очертания и раскосов 8. Несущая колонна 9 состоит из двух прямоугольных пластин 10 и 11 различной толщины и двутавра 12.

Разработанный каркас выполняют из сталей и сплавов, применяемых в строительстве, и монтируют известными приемами.

Литература

1. Кутухтин Е.Г. Легкие конструкции одноэтажных промышленных зданий. Справочник проектировщика [текст] / Е.Г. Кутухтин, Спиридонов В.М., Хромец Ю.Н. - М.: Стройиздат, 1988. - С.32-42.