пространственная сборно-разборная рама

Формула изобретения

Пространственная сборно-разборная рама, состоящая из ригелей с консолями, стоек и подкосов, объединенных в рамную конструкцию, отличающаяся тем, что каждые ригель и стойка выполнены из клееных ребристых плит П-образного поперечного сечения, состоящих из двух продольных ребер и полки, ориентированной внутрь рамы и жестко соединенной с ребрами, сопряженных между собой с возможностью сборки, разборки и поворота относительно друг друга, при этом стойка и ригель внутри рамы образуют тупой угол, а вертикальные подкосы крепятся к полкам плит ригелей и к ребрам плит стоек в пределах длины консоли, причем полки плит стоек в опорной зоне снабжены вставками в форме прямоугольного треугольника, одна из сторон которого равна высоте продольного ребра плиты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении однопролетных зданий павильонного типа, мансардных этажей, складов, спортивных баз, армейских магазинов, столовых и тому подобных объектов.

Известна конструкция плоской клееной рамы из прямолинейных элементов с ригелем, имеющим консоли и опирающимся на стойки и подкосы (Ю.В.Слицкоухов, В.Д.Буданов, М.М.Ганиев и др. Конструкции из дерева и пластмасс. - М.: Стройиздат, 1986 с.269, рис.6.33 г, д).

Данное конструктивное решение рамы имеет следующие существенные недостатки:

1. Большая трудоемкость монтажа, определяемая необходимостью поштучной установки на несущие рамы элементов ограждений в виде плит покрытий, стеновых панелей или прогонов, щитов и утеплителей.

2. Утяжеление рам, работающих под увеличенными нагрузками от веса ограждений, перекрывающих пролеты 3-6 м, равные шагу рам. Для отапливаемых помещений эта нагрузка обычно оказывается в пределах 1800-3600 Н на погонный метр длины ригеля.

3. Необходимость постановки связей, обеспечивающих пространственную жесткость каркаса здания.

4. Повышенная сложность изготовления массивных ригелей рам, имеющих, как правило, переменное по длине сечение.

5. Стеснение помещений выступающими в них массивными ригелями рам, несущими уложенные по ним ограждающие конструкции покрытия.

6. Необходимость возведения отдельно стоящих фундаментов под рамы, работающих на восприятие больших сосредоточенных усилий распора.

Техническим результатом, полученным от использования изобретения, является снижение трудоемкости изготовления и монтажа, сокращение расхода материалов на здание в целом, в том числе на фундаменты.

Задача решается за счет того, что в пространственной сборно-разборной раме, состоящей из ригелей с консолями, стоек и подкосов, объединенных в рамную конструкцию, каждые ригель и стойка выполнены из клееных ребристых плит П-образного поперечного сечения, состоящих из двух продольных ребер и полки, ориентированной внутрь рамы и жестко соединенной с ребрами, сопряженных между собой с возможностью сборки, разборки и поворота относительно друг друга, при этом стойка и ригель внутри рамы образуют тупой угол, а вертикальные подкосы крепятся к полкам плит ригелей и к ребрам плит стоек в пределах длины консоли, причем полки плит стоек в опорной зоне снабжены вставками в форме прямоугольного треугольника, одна из сторон которого равна высоте продольного ребра плиты.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид рамы с поперечным и фрагментом продольного разрезами, на фиг.2 - ригель и стойка, сложенные в пакет для перевозки (подкосы сняты), на фиг.3 - узел примыкания подкоса к стойке (узел А), на фиг.4 - конструкция подкоса, на фиг.5 - узел сопряжения стойки с ригелем (узел Б).

Пространственная сборно-разборная рама включает в себя два ригеля 1, две стойки 2 и четыре подкоса 3, при этом каждые ригель 1 и стойка 2 выполнены из клееных ребристых плит П-образного поперечного сечения, состоящих из двух продольных ребер 4 и полки 5, ориентированной внутрь рамы и жестко соединенной с продольными ребрами 4. Возможность сборки, разборки и поворота относительно друг друга элементов рамы обеспечивают, например, натяжные резьбовые устройства 6, расположенные на нижних концах подкосов 3, и накладные шарниры 7 в узлах сопряжения ригелей 1 и стоек 2. Полки 5 клееных ребристых плит стоек 2 в опорной зоне снабжены вставками 8 в форме прямоугольного треугольника. В отапливаемых зданиях в пределах высоты продольных ребер 4 на полках 5 размещается утеплитель 9.

Сборку пространственной рамы производят в следующем порядке:

- снимают транспортировочные крепления с пакетов, состоящих из ригеля 1 и стойки 2;

- в середине пролета здания выставляют временные монтажные опоры, высота которых равна высоте рамы в коньке;

- при помощи типовой такелажной оснастки поднимают ригель 1 и стойку 2, при этом за счет накладного шарнира 7 происходит поворот стойки 2 относительно ригеля 1;

- устанавливают конец пролетной части ригеля 1 на временную опору, а опорную часть стойки 2 на заранее выполненные фундаменты так, чтобы ригель 1 и стойка 2 образовали внутри рамы тупой угол;

- к полкам 5 плит ригелей 1 и к ребрам 4 плит стоек 2 при помощи натяжного резьбового устройства 6 и соединительных болтов крепят вертикальные подкосы 3;

- устанавливают в опорных и коньковом узлах рамы соединительные элементы (болты, винты-глухари и т.п.);

- при помощи натяжных резьбовых устройств 6 производят рихтовку проектного положения элементов рамы (по отметке конька), обеспечивая при этом плотность контакта опорных плоскостей продольных ребер 4, полки 5 и вставки 8 плит стоек 2 с плоскостью фундаментов;

- выполняют окончательную затяжку в соединительных элементах во всех узлах рамы.

Монтаж пространственной сборно-разборной рамы осуществляется без использования каких-либо дополнительных монтажных распорок, оттяжек и т.п. При необходимости, за счет разъемности соединений, рама может быть разобрана и вновь смонтирована на новом месте строительства.

Пространственная сборно-разборная рама работает следующим образом. При действии вертикальной и горизонтальной нагрузок происходит поперечный изгиб и сжатие ригелей 1 и стоек 2, при этом возникающие напряжения воспринимаются продольными ребрами 4 и полками 5 клееных ребристых плит ригелей 1 и стоек 2 за счет жесткого соединения продольных ребер 4 и полок 5. Включение полки 5 в общую работу плит ригелей 1 и стоек 2 приводит к увеличению на 20...30% геометрических характеристик поперечного сечения плиты и, таким образом, позволяет снизить расход клееной древесины на конструкцию, в частности, за счет отказа от дополнительных несущих массивных элементов. Кроме этого, за счет совмещения в плитах рамы несущих и ограждающих функций сокращается трудоемкость изготовления монтажа конструкции. Например, при монтаже плоской рамы, взятой за аналог, пролетом 12 м и высотой 6 м требуется 18 подъемов краном (2 полурамы, 8 стеновых плит и 8 плит покрытия размером 1,5×6,0 м), а при монтаже предлагаемой пространственной рамы - 8 подъемов (8 полурам шириной 1,5 м каждая).

Вертикальные подкосы 3, примыкающие к полкам 5 плит ригелей 1 и к продольным ребрам 4 плит стоек 2 в пределах длины консолей за счет тупого угла между ригелем 1 и стойкой 2 внутри рамы, образуют со стороны консольного участка рамы жесткий треугольник, который обеспечивает геометрическую неизменяемость рамы в поперечном направлении. Вследствие того, что ширина плит ригелей 1 и стоек 2 составляет не менее 1/10-1/12 от пролета рам, отпадает необходимость в связях, обеспечивающих пространственную неизменяемость конструкции в продольном направлении.

Плиты стоек 2 опираются на фундамент всей площадью продольных ребер 4, полки 5 и вставки 8, за счет чего распор рам воспринимается ленточными фундаментами по всей их длине, а не дискретно, как в прототипе, поэтому конструкция фундаментов может быть облегчена и совмещена с их цокольной частью. Кроме этого, предусмотренная вставка 8 полки 5 плиты стоек 2 в опорной зоне позволяет в 2-3,5 раза уменьшить равномерно распределенное давление на фундаменты, за счет чего достигается дополнительное снижение расхода материалов на них и появляется возможность применения для фундаментов менее прочных материалов. При размере одной из сторон поперечного сечения вставки 8 в форме прямоугольного треугольника в плоскости опорной зоны плиты стоек 2, равной высоте продольного ребра 4 плиты стоек 2, достигается максимальная площадь опирания плиты стоек 2 на фундамент и, как следствие, минимальное значение равномерно распределенного давления на него, при этом вставка 8 не выступает за габарит стоек 2, что позволяет легко монтировать наружные отделочные конструкции непосредственного по верхней грани продольных ребер 4. Также за счет опирания плит стоек 2 всей площадью поперечного сечения с учетом вставки 8 на фундаменты обеспечивается полное включение полки 5 в общую работу плит, что приводит к дополнительному увеличению геометрических характеристик поперечного сечения плит в сравнении с плитами, опирающимися на опоры только ребрами (смотри п.4.25 СНиП П-25-80 «Деревянные конструкции»).

После установки рам вплотную друг к другу образуются гладкие потолки и стены, поскольку поверхности плит ригелей 1 и стоек 2, обращенные в помещение, заранее обработаны и отделаны на заводе. После монтажа рам требуется лишь косметическая доработка стен и потолков.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция пространственной сборно-разборной рамы позволяет снизить трудоемкость монтажа в 2...3 раза, облегчить вес здания на 15...20%, отказаться от постановки связей, обеспечивающих пространственную жесткость здания, снизить трудоемкость изготовления конструкций на 20...305, увеличить габарит помещений 4...7%, сократить расход материалов на здание в целом, в том числе на фундаменты на 20...35%.