металлический каркас здания и способ его возведения

Формула изобретения

1. Металлический каркас здания, включающий металлические колонны, имеющие двутавровое сечение, соединенные с ними опорные элементы для установки на них плит перекрытий, плиты перекрытия, отличающийся тем, что опорный элемент для плит перекрытия выполнен в виде металлического уголка Г-образного профиля с отверстиями на вертикальной полке, соосными отверстиям, выполненным на внутренней полке двутавров колонны на уровне этажей под крепежные элементы для крепления уголка к колонне, а плита перекрытия имеет вырез под ее установку на горизонтальную полку уголка, форма и размеры выреза соответствуют геометрическим размерам горизонтальной полки уголка, а в пространстве между колоннами установлены многослойные строительные панели, прикрепленные к наружной полке двутавров колонны посредством уголков.

2. Способ возведения металлического каркаса здания, включающий установку металлических колонн, имеющих двутавровое сечение, опорных элементов, укладку на них плит перекрытия, отличающийся тем, что до установки колонн на внутренних полках двутавров колонн на уровне этажей выполняют сквозные отверстия для крепления опорного элемента, выполненного в виде металлического уголка Г-образного профиля с отверстиями на вертикальной полке, соосными отверстиям на колонне, для его крепления к ней, далее на подготовленный фундамент устанавливают колонны в вертикальное положение, затем устанавливают уголки в рабочее положение и закрепляют их посредством крепежных элементов и приваривают к колонне горизонтальным и/или вертикальным швами, далее на горизонтальную полку уголка укладывают плиты перекрытия с вырезом под их установку на уголок, форма и размеры которых соответствуют геометрическим размерам горизонтальной полки уголка, а щели между плитами и уголком заполняют цементным раствором, далее между колоннами устанавливают многослойные строительные панели, которые прикрепляют к наружной полке двутавров колонны посредством уголков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, а именно к металлическим каркасам многопролетных многоэтажных зданий.

Известен металлический каркас здания колонны и балки, прикрепленные к колоннам одним концом шарнирно, а другим - жестко (авторское свидетельство СССР № 619007, кл. Е04В 1/14, 1977). Недостатком такого каркаса является наличие жестких узлов, что влечет за собой возникновение значительных изгибающих моментов в колоннах и ригелях и, следовательно увеличение металлоемкости здания.

Известен металлический каркас здания, включающий колонны двутаврового сечения, соединенные с ним балки и перекрытия (В.К. Файбишенко «Металлические конструкции), 1984 г., с.73, 74, рис.50). Недостатком известного решения является высокая металлоемкость конструкций металлического каркаса, обусловленная значительными усилиями в балках, что приводит к удорожанию здания в целом.

Наиболее близким аналогом как устройства, так и способа является металлический каркас здания, включающий колонны двутаврового сечения, имеющие на уровне перекрытий опорные выступы, расположенные с наружной стороны полок двутавров колонн. Балки выполнены составными из двух металлических элементов и опираются на опорные выступы колонны, перекрытие расположено на балках, а способ монтажа металлического коркаса, включающий установку металлических колонн, имеющих двутавровое сечение, опорных элементов - балок, которые крепят посредством шарниров к колонне, далее металлические элементы, образующие опорный элемент - балку навешиваются на опорные выступы, затем полость между металлическими элементами балки заполняют монолитным железобетоном, образующим внутренний элемент балки, далее осуществляют укладку на них плит перекрытия (патент РФ № 2183708, кл. Е04В 1/24, Е04В 1/38, 2000).

Существенным недостатком известного решения, принятого за прототип, является сложность монтажа, а это приводит к увеличению трудозатрат при сооружении каркаса здания.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого изобретения, является повышение надежности конструкции каркаса в целом и его узлов в частности при одновременном снижении трудоемкости изготовления и монтажа, так как материалы, используемые при монтаже конструкций, требуют минимальной доработки на строительной площадке.

Поставленная цель достигается тем, что в металлическом каркасе здания, включающем металлические колонны, имеющие двутавровое сечение, соединенные с ними опорные элементы для установки на них плит перекрытия и плиты перекрытия согласно изобретению опорный элемент для плит перекрытия выполнен в виде металлического уголка Г-образного профиля с отверстиями на вертикальной полке, соосными отверстиям, которые выполнены на внутренней полке двутавров колонны на уровне этажей под крепежные элементы для крепления уголка к колонне, а плита перекрытия имеет вырез под ее установку на горизонтальную полку уголка к колонне, а плита перекрытия имеет вырез под ее установку на горизонтальную полку уголка, форма и размер выреза соответствуют геометрическим размерам горизонтальной полке уголка, а в пространстве между колоннами установлены многослойные строительные панели, закрепленные посредством уголков, установленных на наружной полке двутавров колонны.

Поставленная цель достигается также за счет того, что до установки металлических колонн на внутренних полках двутавров колонн на уровне этажей выполняют сквозные отверстия соосными отверстиям, выполненным на вертикальной полке уголка для его крепления к колонне в местах его примыкания к ней, далее на подготовленный фундамент устанавливают колонны в вертикальное положение, затем устанавливают уголки, выполняющие роль опорного элемента, в рабочее положение и закрепляют их посредством крепежных элементов и дополнительно приваривают к колонне горизонтальным и/или вертикальным швами, далее на горизонтальную полку уголка укладывают плиты перекрытия с вырезом под их установку на уголок, затем щели между плитами и уголком заполняют цементным раствором, создавая тем самым диск жесткости, а между металлическими колоннами устанавливают многослойную строительную панель, которую закрепляют посредством уголков, устанавливаемых на наружной полке двутавров колонны.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:

- на фиг.1 - металлический каркас здания, фрагмент плана;

- на фиг.2 - соединение колонны с опорным элементом, разрез по 1-1 на фиг.;

- на фиг.3 - соединение многослойной строительной плиты с колонной, узел A на фиг.1;

- на фиг.4 - узел опирания плиты перекрытия на опорный элемент - уголок, аксонометрия.

Металлический каркас здания включает металлические колонны 1 двутаврового сечения, к которым крепятся опорные элементы 2, на которых установлены плиты перекрытия 3. Опорный элемент 2 выполнен в виде уголка 4, имеющего Г-образный профиль. На вертикальной полке 5 уголка 4 выполнены отверстия 6, соосные отверстиям 7 на внутренней полке двутавров колонны 1 под крепежные элементы для крепления уголка 4 к колонне 1. Плита перекрытия выполнена с вырезом 8 для ее установки на нижнюю полку 9 уголка 4. Форма и размеры выреза 8 соответствуют геометрическим размерам горизонтальной полки 9 уголка 4. В пространстве между колоннами 1 установлены многослойные строительные панели 11, закрепленные посредством уголков 10, установленных на наружной полке двутавров колонны.

Монтаж металлического каркаса здания начинается с установки колонн 1, на внутренних полках двутавров которых до их установки на уровне этажей были выполнены сквозные отверстия 7, соосные отверстиям 6, расположенным на вертикальной полке 5 уголка 4 для его крепления к колонне. Затем устанавливают уголки 4, выполняющие роль опорного элемента, в рабочее положение и закрепляют их посредством крепежного элемета и приваривают к колонне 1 горизонтальным и/или вертикальным швом, далее на горизонтальную полку 9 уголка 4 укладывают плиту перекрытия 3 с вырезом 8 под их установку на горизонтальную полку 9 уголка 4. Форма и размеры выреза 8 соответствуют геометрическим размерам горизонтальной полки 9 уголка 4. После монтажа плит перекрытия 3 щели между плитами перекрытия 3 и металлическим уголком 4 заполняют цементным раствором, создавая диск жесткости. Между колоннами 1 устанавливают многослойную строительную панель 11, которую крепят к наружной полке двутавров колонны 1 посредством уголков 10.

Техническим результатом, достигаемым при реализации предлагаемого изобретения, является сокращение сроков возведения каркаса здания, использование материалов высокой заводской готовности, не требующих дополнительных технологических операций.