узел соединения стойки фахверка с торцевым ригелем покрытия металлического быстровозводимого каркасного здания

Формула изобретения

1. Узел соединения стойки фахверка с ригелем покрытия, характеризующийся тем, что стойка фахверка снабжена фланцем, состоящим из горизонтальной пластины, жестко соединенной с верхним торцом стойки и вертикальной пластиной, расположенной вдоль продольной оси стойки, а ригель в зоне сопряжения со стойкой снабжен боковым крепежным элементом, прикрепленным на болтах к его ребру, и вертикальной пластиной, жестко прикрепленной к его нижнему поясу и шарнирно соединенной с вертикальной пластиной фланца, при этом в одной из вертикальных пластин фланца или ригеля выполнены вертикально ориентированные большей осью овальные отверстия, а в другой - круглые отверстия, через которые пропущены болты.

2. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что длина l овального отверстия равна не менее (f+d), где f - величина прогиба торцевого ригеля, a d - диаметр болта, пропущенного через овальное и круглое отверстия.

3. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что отверстия в вертикальных пластинах фланца стойки и ригеля расположены в один горизонтальный ряд, при этом вертикально ориентированные большие оси овальных отверстий и центральные вертикальные оси круглых отверстий совпадают, а ширина овальных отверстий равна диаметру круглых отверстий.

4. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что боковой крепежный элемент выполнен в виде прямоугольной пластины, расположенной параллельно стенке ригеля и выступающей за полки ригеля, при этом прямоугольная пластина подкреплена ребром жесткости, расположенным вдоль центральной ее оси со стороны ригеля, и соединена с ребром последнего на болтах, а ее наружная грань расположена в одной вертикальной плоскости с наружной гранью стойки.

5. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что горизонтальная пластина фланца стойки не выступает за наружные грани ее полок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для соединения стойки фахверка с торцевым ригелем покрытия металлических быстровозводимых, преимущественно одноэтажных каркасных зданий, различного назначения.

Известен узел соединения стойки фахверка с несущей конструкции покрытия, выполненной в виде фермы, включающий листовой шарнир, образованный двумя гибами, один из которых прикреплен к горизонтальной пластине, присоединенной на сварке к торцу стойки, а другой - к горизонтальному ребру двутаврового профиля нижнего пояса фермы (Справочник проектировщика. Металлические конструкции. Под ред. Н.П. Мельникова, Москва, Стройизат, 1980, с.285, рис.15.40).

В известном узле соединения образование значительного прогиба несущей конструкции покрытия под действием внешней нагрузки снижает несущую способность соединения.

Известен также узел соединения стойки фахверка с фермой, включающий соединительный элемент в виде листа с продольной прорезью, прикрепленный к оголовку стойки и расположенный между фасонками, соединенными с ребром нижнего пояса фермы двутаврового сечения, при этом узел снабжен болтовым стержнем, с помощью которого фасонки прикреплены к листу стойки фахверка с возможностью перемещения в прорези (SU 1008378, кл. E04В 1/38, 1983).

Недостатком известного решения является высокая металлоемкость соединения из-за необходимости выполнения стойки фахверка с оголовком, высота которого равна высоте фермы, а также трудоемкость изготовления и монтажа множества соединительных элементов, входящих в состав узла.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков известных узлов соединения.

Данная задача решается за счет того, что:

узел соединения стойки фахверка с ригелем покрытия включает стойку фахверка, снабженную фланцем, состоящим из горизонтальной пластины, жестко соединенной с верхним торцом стойки, и вертикальной пластиной, расположенной вдоль продольной оси стойки, а ригель в зоне сопряжения со стойкой снабжен боковым крепежным элементом, прикрепленным на болтах к его ребру, и вертикальной пластиной, жестко прикрепленной к его нижнему поясу и шарнирно соединенной с вертикальной пластиной фланца, при этом в одной из вертикальных пластин фланца или ригеля выполнены вертикально ориентированные большей осью овальные отверстия, а в другой - круглые отверстия, через которые пропущены болты; длина l овального отверстия равна не менее (f+d), где f - величина прогиба торцевого ригеля, а d - диаметр болта, пропущенного через овальное и круглое отверстия; отверстия в вертикальных пластинах фланца стойки и ригеля расположены в один горизонтальный ряд, при этом вертикально ориентированные большие оси овальных отверстий и центральные вертикальные оси круглых отверстий совпадают, а ширина овальных отверстий равна диаметру круглых отверстий; боковой крепежный элемент выполнен в виде прямоугольной пластины, расположенной параллельно стенке ригеля и выступающей за полки ригеля, при этом прямоугольная пластина подкреплена ребром жесткости, расположенным вдоль центральной ее оси со стороны ригеля, и соединена с ребром последнего на болтах, а ее наружная грань расположена в одной вертикальной плоскости с наружной гранью стойки; горизонтальная пластина фланца стойки не выступает за наружные грани ее полок.

Существенные признаки изобретения обеспечивают достижение технического результата, который заключается в снижении материалоемкости узла соединения с одновременным повышением надежности его работы.

Изобретение поясняется чертежами, где:

На фиг.1 и 2 изображены узлы соединения стойки фахверка с торцевым ригелем покрытия с различной высотой бокового крепежного элемента (вид в перспективе);

На фиг.3 - узел соединения стойки фахверка с торцевым ригелем покрытия (вид спереди);

На фиг.4 - разрез 1-1 на фиг.3.

Узел соединения элементов каркаса металлического быстровозводимого здания включает стойку фахверка 1, фланцем, состоящим из горизонтальной пластины 2, жестко прикрепленной сварными швами к торцу стойки, и вертикальной пластины 3, расположенной вдоль центральной продольной оси стойки, под прямым углом к пластине 2. Стойка фахверка 1 может быть изготовлена из любого прокатного или гнутого профиля в виде швеллеров, уголков, иметь полую замкнутую форму, но, преимущественно, как показано на чертежах, из двутаврового в сечении профиля. Фланец может быть предварительно соединен с торцом стойки сварным швом в заводских условиях. Стойка фахверка соединена с торцевым ригелем 4, который также имеет преимущественно двутавровый профиль.

Торцевой ригель 4 покрытия в зоне сопряжения со стойкой фахверка 1 снабжен вертикальной пластиной 5, прикрепленной к его нижнему поясу. В одной из пластин: вертикальной пластине 5 ригеля или в вертикальной пластине 3 фланца выполнены овальные отверстия 6, большей осью, ориентированные в вертикальном направлении, а в другой пластине - круглые отверстия. При этом отверстия в вертикальных пластинах фланца и ригеля расположены в одном горизонтальном ряду и вертикально ориентированные большие оси овальных отверстий и центральные вертикальные оси круглых отверстий совпадают, а ширина овальных отверстий равна диаметру круглых отверстий.

Для исключения передачи вертикальной нагрузки с ригеля на стойку фахверка необходимо, чтобы длина 1 овального отверстия (размер вдоль большой оси) была не менее суммарной величины прогиба f ригеля и диаметра болта d, пропущенного через совмещенные отверстия, т.е. l (f+d).

Приведенный размер длины овального отверстия обеспечивает надежность соединения стойки фахверка как во время монтажа ригеля при нарастании величины его прогиба, так и при возможных знакопеременных нагрузках на ригель за счет воздействия на покрытие эксплуатационной нагрузки, а также при замене кровельного покрытия. При прогибе ригеля от изменения величины вертикальной нагрузки его вертикальная пластина 5 перемещается относительно вертикальной пластины 3 фланца фахверка, не передавая нагрузку на стойку фахверка.

Шарнирное соединение ригеля 4 со стойкой 1 осуществляется посредством крепежных элементов в виде болтов 10, установленных в овальных 6 и круглых отверстиях.

Ограждающие конструкции здания крепятся как к стойке фахверка 1, так и к ригелю 4, для чего последний снабжен боковым крепежным элементом, выполненным в виде прямоугольной пластины 7, расположенной параллельно стенке ригеля. Прямоугольная пластина 7 предназначена для крепления к ней ограждающей стеновой конструкции и выступает за полки ригеля 4. При этом наружная грань пластины 7 и наружная грань стойки фахверка расположены в одной вертикальной плоскости. При изготовлении стойки фахверка двутаврового профиля ее наружной гранью являются наружные грани ее полок.

Прямоугольная пластина 7 подкреплена ребром жесткости 8, расположенным вдоль центральной ее оси со стороны ригеля, и соединена с ребром 9 последнего на болтах 11. Ребра ригеля 9, преимущественно, располагаются между его полками по обе стороны стенки и вдоль нейтральной оси узла.

Горизонтальная пластина 2 фланца не должна выступать за наружные грани полок колонны 1.

В зависимости от высоты ограждающих стеновых конструкций пластина 7 равна высоте ригеля или превышает его высоту, выступая за его верхнюю полку.

При использовании изобретения значительно снижается металлоемкость конструкции за счет уменьшения высоты стойки фахверка (исключение оголовка стойки) и крепление ограждающих конструкций непосредственно к стойке фахверка и к ригелю.