[go: up one dir, main page]

RU2567797C1 - Complete delivered building - Google Patents

Complete delivered building Download PDF

Info

Publication number
RU2567797C1
RU2567797C1 RU2014137077/03A RU2014137077A RU2567797C1 RU 2567797 C1 RU2567797 C1 RU 2567797C1 RU 2014137077/03 A RU2014137077/03 A RU 2014137077/03A RU 2014137077 A RU2014137077 A RU 2014137077A RU 2567797 C1 RU2567797 C1 RU 2567797C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
building
elements
complete delivery
wall
frame
Prior art date
Application number
RU2014137077/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Сергеевич Рыбкин
Original Assignee
Иван Сергеевич Рыбкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иван Сергеевич Рыбкин filed Critical Иван Сергеевич Рыбкин
Priority to RU2014137077/03A priority Critical patent/RU2567797C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2567797C1 publication Critical patent/RU2567797C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: complete delivered building includes crossbars (or their parts) and stands (or their parts) of the framework, consisting of universal standard elements containing a variable and corrugated wall, or from the complex of universal standard elements one part of which, located on sections of intensive cross forces and/or torques, contains traditional or variable and corrugated wall, and another part of the elements located on the section with high intensity of bending moments and rather small intensity of cross forces and/or torques contains the flat wall. Stands and/or crossbars in the level, at least, of one of belts (most compressed) contain the rolling metal profile of the closed cross section, with filling of the cavity with the grout based on non-shrinking or expanding cement. Girders operate statically according to non-cutting design.
EFFECT: decrease of metal consumption of the building framework, reduction of nomenclature of bearing elements, improvement of technological effectiveness of production and installation of the building structures, building protection from progressing collapse at emergency impact.
12 cl, 11 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к строительству, в частности к каркасным зданиям рамного типа, предназначенным для размещения преимущественно складских, производственных, технологических и других помещений.The present invention relates to the construction, in particular to frame-type frame buildings designed to accommodate mainly warehouse, industrial, technological and other premises.

Здание комплектной поставки может быть как однопролетным, так и многопролетным с сохранением принципиальных конструктивных решений, описанных ниже.The building of a complete delivery can be either single-span or multi-span, while maintaining the fundamental design solutions described below.

Предлагаемое здание, как правило, предназначено для одноэтажного исполнения. Возможен многоэтажный вариант здания при соответствующем изменении конструкций и сохранении принципиальных технических решений представленных ниже. Возможно использование предлагаемого здания комплектной поставки в качестве надстройки над ранее смонтированными конструкциями. В таком случае фундаментом здания комплектной поставки являются нижерасположенные несущие конструкции, а изложенные ниже технические решения и принципы силовой работы сохраняются.The proposed building, as a rule, is intended for one-story execution. A multi-storey version of the building is possible with a corresponding change in designs and preservation of the fundamental technical solutions presented below. It is possible to use the proposed building of complete delivery as an add-on over previously mounted structures. In this case, the base of the complete delivery building is the underlying load-bearing structures, and the technical solutions and principles of power work described below are preserved.

Из уровня техники известны конструктивные решения рамных каркасных зданий комплектной поставки из металлических элементов. Ниже представлены основные типы данных зданий:The prior art structural solutions of frame frame buildings of complete delivery of metal elements. The following are the main types of building data:

- На основе конструкций типа «Молодечно», включающих в состав несущих изгибаемых элементов фермы с нисходящим опорным раскосом;- On the basis of constructions of the Molodechno type, which include trusses with a downward support brace as part of the bearing bending elements;

- На основе конструкций типа «Канск», включающих в состав несущих элементов прокатные и сварные металлические балки и колонны;- Based on structures of the Kansk type, which include rolled and welded metal beams and columns in the composition of the supporting elements;

- На основе конструкций типа «Кисловодск», включающих в состав несущих элементов покрытие из пространственных решетчатых конструкций;- Based on structures of the Kislovodsk type, including a coating of spatial lattice structures in the composition of the supporting elements;

- На основе конструкций типа «Орск», включающих в состав несущих элементов рамы коробчатого сечения, в т.ч. содержащие гнуто-сварные профили и имеющие перфорированные участки;- Based on "Orsk" -type constructions, including box-section frame supporting elements, including containing bent-welded profiles and having perforated sections;

- На основе конструкций типа «Москва», включающих в состав несущих элементов покрытие в виде складчатой решетчатой плиты регулярной структуры;- On the basis of constructions of the type “Moscow”, including a coating in the form of a folded grating plate of a regular structure in the composition of the bearing elements;

- Здания с применением в качестве конструкций покрытия ферм типа «Житомир»;- Buildings using “Zhytomyr” type trusses as structures;

- Зарубежные конструктивные решения рамных каркасных зданий, аналогичных по технической сущности перечисленным выше отечественным разработкам (Фирмы-разработчики: "Butler Manufacturing Corp." (США), "Mid-West" (США), "Robertson Building Systems" (Канада), "Metal-Botnia OY" (Финляндия), "Blankenburger Metallban GmbH" (Германия), "Stahl - und Raumzellenbau GmbH (STARA)" (Германия), "UMEL" (Югославия), "Edilsider" (Италия) и др.)- Foreign structural solutions of frame-frame buildings similar in technical essence to the domestic developments listed above (Developing firms: "Butler Manufacturing Corp." (USA), "Mid-West" (USA), "Robertson Building Systems" (Canada), " Metal-Botnia OY "(Finland)," Blankenburger Metallban GmbH "(Germany)," Stahl - und Raumzellenbau GmbH (STARA) "(Germany)," UMEL "(Yugoslavia)," Edilsider "(Italy), etc.)

Отмеченные здания возможно классифицировать по конструктивным решениям покрытия на два типа:Marked buildings can be classified according to the design solutions of the coating into two types:

1. С решетчатой конструкцией покрытия;1. With lattice coating design;

2. С сплошностенчатыми конструкциями покрытия, включая перфорированные рамы в зданиях системы «Орск-2».2. With continuous-stage coating structures, including perforated frames in the buildings of the Orsk-2 system.

Недостатками зданий первого типа являются многоэлементность покрытия, приводящая к удорожанию производства, усложнению контроля соединений элементов, эксплуатационного контроля коррозионного и усталостного износа.The disadvantages of the buildings of the first type are the multi-element coating, leading to higher production costs, more complex control of the connections of elements, operational control of corrosion and fatigue wear.

Недостатками зданий второго типа являются применение металлоемких элементов, вызванное требованиями обеспечения их устойчивости и прочности, а также удорожание изготовления в случае применения рам переменной жесткости из прокатных или сварных двутавров.The disadvantages of buildings of the second type are the use of metal-intensive elements, caused by the requirements of ensuring their stability and strength, as well as the cost of manufacturing in the case of using frames of variable stiffness from rolled or welded I-beams.

Общими недостатками зданий первого и второго типа являются: отсутствие взаимозаменяемости изгибаемых и сжато-изогнутых элементов каркаса, что негативно с точки зрения технологичности производства и монтажа конструкций здания, а также отсутствие конструктивных мероприятий по защите здания от прогрессирующего обрушения при возникновении аварийной ситуации.Common disadvantages of buildings of the first and second type are: the lack of interchangeability of bent and compressed-curved frame elements, which is negative from the point of view of manufacturability of production and installation of building structures, as well as the lack of structural measures to protect the building from progressive collapse in the event of an emergency.

Актуальность разработки технических решений, учитывающих отмеченные конструктивные мероприятия, обоснована требованиями по учету аварийной расчетной ситуации (аварийного воздействия), указаными в следующих нормативных документах, предписываемых к применению на обязательной основе Распоряжением Правительства РФ от 21.06.2010 № 1047-р «Об утверждении перечня национальных стандартов и сводов правил, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений":The relevance of developing technical solutions that take into account the noted design measures is justified by the requirements for accounting for emergency design situations (emergency impact), indicated in the following regulatory documents prescribed for use on a mandatory basis by Order of the Government of the Russian Federation dated June 21, 2010 No. 1047-r “On approval of the list of national standards and sets of rules, the application of which on a mandatory basis ensures compliance with the requirements of the Federal Law "Technical Regulation on danger of buildings and structures ":

- Федеральный закон от 30.12.2009 № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений (с изменениями на 2 июля 2013 года)».- Federal Law dated 30.12.2009 No. 384-ФЗ "Technical Regulations on the Safety of Buildings and Structures (as amended on July 2, 2013)."

- ГОСТ Ρ 54257-2010 «Надежность строительных конструкций и оснований.- GOST Ρ 54257-2010 “Reliability of building structures and foundations.

Основные положения и требования (с Изменением № 1)».Basic Provisions and Requirements (as Amended by No. 1). ”

Перечисленные нормативные акты актуальны на момент подачи заявки на настоящее изобретение.These regulations are relevant at the time of filing the application for the present invention.

Ближайшим аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения по технической сущности и достигаемому эффекту является здание типа «Алма-Ата». Здание данного типа содержит рамы, состоящие из двутавровой балки-ригеля с традиционно-гофрированной в поперечном направлении стенкой, которая может иметь отверстия для пропуска коммуникаций, и двутавровой стойки с продольно гофрированной стенкой [Металлические конструкции. В 3 т. Т. 2. Стальные конструкции зданий и сооружений. (Справочник проектировщика) / Под общ. ред. В.В. Кузнецова. - М.: АСВ, 1998. - 512 стр.].The closest analogue (prototype) of the invention according to the technical essence and the achieved effect is a building of the type "Alma-Ata". A building of this type contains frames consisting of an I-beam beam with a traditionally transversely corrugated wall, which may have openings for passing communications, and an I-pillar with a longitudinally corrugated wall [Metal structures. In 3 t. T. 2. Steel structures of buildings and structures. (Designer Handbook) / Under the general. ed. V.V. Kuznetsova. - M.: DIA, 1998. - 512 p.].

Недостатками прототипа является повышенная материалоемкость несущих элементов здания, отсутствие взаимозаменяемости элементов ригеля и стоек, что снижает технологичность производства и монтажа конструкций, отсутствие конструктивных мероприятий по защите здания от прогрессирующего обрушения при возникновении аварийной ситуации.The disadvantages of the prototype are the increased material consumption of the load-bearing elements of the building, the lack of interchangeability of the crossbar elements and struts, which reduces the manufacturability of the production and installation of structures, the absence of structural measures to protect the building from progressive collapse in the event of an emergency.

Технический результат от применения предлагаемого изобретения заключается в снижении металлоемкости каркаса здания, сокращении номенклатуры несущих элементов и повышении, тем самым, технологичности изготовления и монтажа конструкций здания, защите здания от прогрессирующего обрушения при аварийном воздействии. Указанный технический результат является решением актуальной задачи эффективного использования материала в несущих строительных конструкциях.The technical result from the application of the present invention is to reduce the metal consumption of the building frame, reducing the range of load-bearing elements and thereby increasing the manufacturability of the manufacture and installation of building structures, protecting the building from progressive collapse during an accident. The specified technical result is a solution to the urgent problem of the effective use of the material in load-bearing building structures.

Отмеченный технический результат достигается за счет того, что:The marked technical result is achieved due to the fact that:

- ригели (или их части) и стойки (или их части) каркаса состоят из универсальных типовых элементов, содержащих переменно-гофрированную стенку, либо из комплекса универсальных типовых элементов, одна часть из которых, расположенная на участках интенсивных поперечных сил и/или крутящих моментов, содержит традиционно или переменно-гофрированную стенку, а другая часть элементов, расположенных на участке с высокой интенсивностью изгибающих моментов и сравнительно малой интенсивностью поперечных сил и/или крутящих моментов, содержит плоскую стенку.- crossbars (or their parts) and racks (or their parts) of the frame consist of universal standard elements containing a variable-corrugated wall, or a complex of universal standard elements, one part of which is located on areas of intense transverse forces and / or torques , contains a traditionally or alternately corrugated wall, and the other part of the elements located in the area with a high intensity of bending moments and a relatively low intensity of transverse forces and / or torques, contains a flat Tenko.

- Универсальные типовые элементы могут применяться как для ригелей или их частей, так и для стоек или их частей, а в некоторых случаях и для подкрановых балок.- Universal standard elements can be used both for crossbars or their parts, and for racks or their parts, and in some cases for crane beams.

- Стойки и/или ригели в уровне по крайней мере одного из поясов (наиболее сжатого) содержат прокатный металлический профиль замкнутого поперечного сечения, с заполнением полости раствором на основе безусадочного или расширяющегося цемента. Данный профиль соединяется с поясом универсального типового элемента с помощью сварки, болтов или анкеров. Нагнетание раствора осуществляется через торцевые части профиля и отверстия в верхней его грани. Ригели раскрепляются из плоскости прогонами, статически работающими по неразрезной схеме. Неразрезная схема работы прогонов обоснована необходимостью развития в них глубоких пластических деформаций и работой прогонов как жестких вант (нитей) при отказе в силовой работе одной из рам каркаса вследствие аварийного воздействия. Традиционным предлагается считать гофрирование листовых заготовок гофрами с постоянным шагом, высотой и профилем. Переменным предлагается считать гофрирование листовых заготовок гофрами с изменяемым шагом и/или высотой, и/или профилем. Кроме того, переменно-гофрированной является стенка с чередованием гофрированных и гладких участков или гофрированных и гофрированных с иной жесткостью (с различным шагом и/или высотой, и/или профилем гофров) участков, или при комбинации гофрированных, гофрированных с иной жесткостью и гладких участков.- Racks and / or crossbars in the level of at least one of the belts (the most compressed) contain a rolled metal profile of a closed cross section, with filling the cavity with a solution based on non-shrink or expanding cement. This profile is connected to the belt of a universal type element by welding, bolts or anchors. The injection of the solution is carried out through the end parts of the profile and the holes in its upper face. Crossbars are unfastened from the plane by the runs, statically working according to the continuous scheme. The continuous operation pattern of the runs is justified by the need to develop deep plastic deformations in them and the work of the runs as rigid cables (threads) in case of failure in the power work of one of the frame frames due to emergency exposure. Corrugation of sheet blanks with corrugations with a constant pitch, height and profile is proposed to be considered traditional. It is proposed to consider corrugation of sheet blanks as corrugations with a variable pitch and / or height and / or profile. In addition, the wall is alternately corrugated with alternating corrugated and smooth sections or corrugated and corrugated with different stiffness (with different pitch and / or height and / or corrugation profile) sections, or with a combination of corrugated, corrugated with different stiffness and smooth sections .

Изменение параметров гофров (шага и/или высоты, и/или профиля) при переменном гофрировании стенки соответствует изменениям интенсивности поперечных сил, изгибающих и крутящих моментов в элементе: на участках относительно интенсивных поперечных сил и/или крутящих моментов шаг гофров минимальный, их высота - максимальная, профиль гофров обладает наибольшей жесткостью, а на участках относительно малых поперечных сил и/или крутящих моментов - обратная ситуация: шаг гофров - максимальный, высота гофров - минимальная, профиль гофров обладает наименьшей жесткостью.Changing the parameters of the corrugations (step and / or height, and / or profile) with variable corrugation of the wall corresponds to changes in the intensity of the transverse forces, bending and torques in the element: in areas of relatively intense transverse forces and / or torques, the step of the corrugations is minimal, their height is maximum, the profile of the corrugations has the greatest rigidity, and in the areas of relatively small transverse forces and / or torques, the opposite situation is observed: the step of the corrugations is maximum, the height of the corrugations is minimal, the profile of corrugations has imenshey stiffness.

Универсальные типовые элементы поставляются на строительную площадку и далее объединяются в несущий каркас здания комплектной поставки с помощью фланцевых, сварных и комбинированных соединений.Universal standard elements are delivered to the construction site and then combined into the supporting frame of the building of complete delivery using flanged, welded and combined joints.

Соединение стоек с фундаментом осуществляется с помощью анкерных фундаментных болтов либо с помощью сварных соединений с закладными деталями фундамента. Соединение стоек с фундаментом как в плоскости рам, так и из их плоскости, может быть шарнирным, жестким, или податливым в зависимости от принятой в проекте схемы статической работы.The racks are connected to the foundation using anchor foundation bolts or using welded joints with embedded parts of the foundation. The connection of the uprights to the foundation both in the plane of the frames and from their plane can be hinged, rigid, or flexible depending on the static work scheme adopted in the project.

Эффективными с конструктивной точки зрения и при соответствующем технико-экономическом обосновании являются следующие мероприятия:The following measures are effective from a constructive point of view and with the appropriate feasibility study:

- расположение прогонов таким образом, чтобы в ригеле рамы формировалась зона чистого изгиба, в пределах которой эффективно предусматривать плоский участок стенки ригеля;- the arrangement of the runs in such a way that a clean bending zone is formed in the frame crossbar, within which it is effective to provide a flat section of the crossbar wall;

- минимизировать количество ребер жесткости, располагая гофрированный участок стенки ригеля под опорой прогонов;- minimize the number of stiffeners, placing the corrugated section of the wall of the crossbar under the support of the runs;

- предусмотреть в нормальном относительно плоскости рам направлении под нижними поясами ригелей рам либо в уровне прогонов систему страховочных тросов, способную не допустить прогрессирующего обрушения при отказе в силовой работе одной или нескольких рам и недостаточной при этом несущей способности прогонов.- to provide in a direction normal to the plane of the frames under the lower girders of the frame beams or in the run level a safety cable system capable of preventing progressive collapse in case of failure in the power work of one or several frames and the load-bearing capacity of the runs insufficient.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:The invention is illustrated by drawings, on which:

на фиг. 1 - несущий каркас здания комплектной поставки;in FIG. 1 - supporting frame of the building of complete delivery;

на фиг. 2 - рама несущего каркаса здания на фиг. 1;in FIG. 2 - frame of the supporting frame of the building in FIG. one;

на фиг.3 - продольное сечение А-А на фиг. 2;figure 3 is a longitudinal section aa in fig. 2;

на фиг. 4 - рама несущего каркаса (вариант конструктивного решения с применением сталебетонных стоек и тандемного расположения типовых универсальных элементов ригеля);in FIG. 4 - the frame of the supporting frame (a variant of the constructive solution using steel concrete racks and the tandem arrangement of typical universal crossbar elements);

на фиг. 5 - сечения Б-Б и В-В на фиг. 4;in FIG. 5 - sections BB and BB in FIG. four;

на фиг. 6 - двухпролетная двухэтажная рама несущего каркаса (вариант конструктивного решения с организацией горизонтального верхнего пояса ригеля и с применением элементов с переменной высотой поперечного сечения);in FIG. 6 - a two-span two-story frame of the supporting frame (a design solution with the organization of a horizontal upper girder belt and using elements with a variable cross-sectional height);

на фиг. 7 - клиновидный элемент для применения в узлах сопряжения ригеля и стоек на фиг. 6;in FIG. 7 is a wedge-shaped element for use in the mating nodes of the crossbar and racks in FIG. 6;

на фиг. 8 - рама несущего каркаса (вариант конструктивного решения с применением традиционно-гофрированных и плоскостенчатых элементов);in FIG. 8 - frame of the supporting frame (a variant of the constructive solution using traditionally corrugated and plane-stepped elements);

на фиг. 9 - фрагмент рамы несущего каркаса с мостовыми кранами;in FIG. 9 - a fragment of the frame of the supporting frame with bridge cranes;

на фиг. 10 - сечение Г-Г на фиг. 9;in FIG. 10 is a section GG in FIG. 9;

на фиг. 11 - конструктивные решения (варианты) узла сопряжения ригеля и стойки.in FIG. 11 - structural solutions (options) node interface bolt and rack.

Здание комплектной поставки состоит из следующих основных частей: фундаменты, несущий каркас, конструктивные связи, прогоны, подвесное оборудование (как вариант), балки мостовых опорных кранов (как вариант), ворота, окна, свето-аэрационные фонари (как вариант), элементы заполнения стен, фахверки, кровельное покрытие.The building of the complete delivery consists of the following main parts: foundations, supporting frame, structural connections, girders, suspension equipment (as an option), beams of bridge overhead cranes (as an option), gates, windows, light-aeration lamps (as an option), filling elements walls, half-timbered houses, roofing.

В качестве фундаментов могут быть использованы железобетонные плиты, ленты, столбы.Reinforced concrete slabs, tapes, poles can be used as foundations.

Элементы заполнения стен могут быть представлены слоистыми конструкциями, например, сэндвич-панелями, содержащими металлическую наружную и внутреннюю обшивку, слой утеплителя, уплотнительные детали.Wall filling elements can be represented by layered structures, for example, sandwich panels containing metal outer and inner skin, a layer of insulation, sealing parts.

Фахверковые конструкции изготавливают, как правило, из металлических прокатных либо холоднодеформированных тонкостенных профилей, либо из деревянных элементов.Half-timbered constructions are made, as a rule, from metal rolling or cold-deformed thin-walled profiles, or from wooden elements.

Кровельное покрытие состоит из настила, слоя утеплителя, пароизоляции, гидроизоляционного ковра и представляет из себя известные из уровня техники решения. В качестве настила рекомендуется применять металлический лист, профилированный металлический настил, железобетонные плиты. Допустимы другие варианты настила, например, фанерные листы.The roof covering consists of a flooring, a layer of insulation, vapor barrier, a waterproofing carpet and is a solution known from the prior art. It is recommended to use a metal sheet, profiled metal flooring, reinforced concrete slabs as flooring. Other flooring options are acceptable, such as plywood sheets.

Несущий каркас состоит из конструктивных связей 1, прогонов, рам. Рамы состоят из ригелей 2 и стоек 3 соединенных между собой шарнирно, жестко, либо податливо, что определяется на этапе проектирования конструкций, основываясь на конкретные условия эксплуатации и техническое задание на проектирование.The supporting frame consists of structural connections 1, runs, frames. Frames consist of crossbars 2 and racks 3 interconnected articulated, rigidly or pliable, which is determined at the stage of designing structures, based on specific operating conditions and terms of reference for design.

Конструктивные связи 1, обеспечивающие пространственную работу несущего каркаса, выполняются, как правило, из металлических стержневых элементов или тросов и устраиваются горизонтально в плоскости покрытия, а также вертикально из плоскости рам. Прогоны, также как и связи 1, обеспечивают пространственную работу несущего каркаса, могут являться опорой для покрытия, выполняются, как правило, из металлических элементов и устраиваются горизонтально в плоскости покрытия. В случае устройства связей 1 из тросов, при монтаже они натягиваются, например, с помощью резьбовых муфт.Structural connections 1, providing spatial work of the supporting frame, are usually made of metal rod elements or cables and arranged horizontally in the plane of the coating, as well as vertically from the plane of the frames. Runs, as well as connections 1, provide spatial work of the supporting frame, can be a support for the coating, are usually made of metal elements and are arranged horizontally in the plane of the coating. In the case of connection device 1 of the cables, during installation they are tensioned, for example, using threaded couplings.

Ригели 2 и стойки 3 состоят из универсальных типовых элементов, содержащих пояса 4 и одну (в случае двутаврового сечения) или несколько (в случае коробчатого сечения) стенок 5 и изготавливаемых преимущественно из металлов. В качестве поясов 4 эффективно использовать металлические профили открытого и замкнутого типов (трубы, швеллеры, двутавры), а также металлические листы.Crossbars 2 and racks 3 consist of universal standard elements containing belts 4 and one (in the case of an I-section) or several (in the case of a box-shaped section) walls 5 and made mainly of metals. As belts 4 it is effective to use metal profiles of open and closed types (pipes, channels, I-beams), as well as metal sheets.

Гофры стенки 5 могут быть односторонними и двусторонними относительно срединной плоскости. Предпочтительно устройство двусторонних гофров по причине более равномерной передачи усилий с поясов 4 на стенку 5, большей крутильной жесткости, наибольшего соответствия теоретических расчетных предпосылок реальной картине сопряжения поясов 4 и стенки 5 и их силового сопротивления.The corrugations of the wall 5 can be one-sided and two-sided relative to the median plane. Preferably, the device of bilateral corrugations due to a more uniform transfer of forces from the belts 4 to the wall 5, greater torsional stiffness, the most consistent theoretical design assumptions with the real picture of the pairing of the belts 4 and the wall 5 and their power resistance.

Объемом изобретения предусмотрено применение различного профиля гофров: криволинейного или ломаного. Возможно изменение профиля гофров по длине стенки 5, например, трапецеидальный профиль - на приопорных (торцевых) участках стенки 5, а треугольный и/или волнистый профиль - в промежуточном, расположенном между приопорным и среднепролетным, участке. Предусмотрен вариант изобретения, в котором в той части конструкции, где не применяются универсальные типовые элементы, профиль гофров стенки 5 стоек 3 отличается от профиля гофров стенки 5 ригеля 2.The scope of the invention provides for the use of a different profile of corrugations: curved or broken. It is possible to change the profile of the corrugations along the length of the wall 5, for example, the trapezoidal profile in the support (end) sections of the wall 5, and the triangular and / or wavy profile in the intermediate, located between the support and mid-span sections. A variant of the invention is provided in which, in that part of the structure where universal standard elements are not used, the profile of the corrugations of the wall 5 of the uprights 3 differs from the profile of the corrugations of the wall 5 of the crossbar 2.

Объемом изобретения предусмотрен вариант несущего каркаса, в котором применяются гофры, как выходящие на обе кромки стенки 5 так и не выходящие, или гофры, выходящие только на одну кромку.The scope of the invention provides a variant of the supporting frame, in which corrugations are used, both going to both edges of the wall 5 and not going out, or corrugations going out to only one edge.

С целью повышения местной устойчивости стенки 5 рационально применение, по крайней мере на некоторых участках, преимущественно выштампованных и сонаправленных с гофрами ребер жесткости (по сути - дополнительных гофров). Дополнительные гофры могут не выходить на края стенки 5 или выходить хотя бы на один ее край. При применении технологии штамповки листовых деталей технологически эффективно применение односторонних и симметричных дополнительных гофров.In order to increase the local stability of wall 5, it is rational to use, at least in some areas, mainly stamped and aligned with corrugations stiffeners (in fact - additional corrugations). Additional corrugations may not go to the edges of the wall 5 or go at least to one of its edges. When applying the technology of stamping sheet parts, it is technologically effective to use one-sided and symmetrical additional corrugations.

Объемом изобретения предусмотрен вариант, в котором в ригеле 2 и/или стойках 3 на участках относительно малых поперечных сил и крутящих моментов при интенсивных изгибающих моментах стенка 5 представляет собой гладкий лист. Так, например, для ригеля 2 участком стенки 5 для рационального размещения гладкого листа может быть среднепролетная зона.The scope of the invention provides an option in which the wall 5 is a smooth sheet in the crossbar 2 and / or racks 3 in areas of relatively small transverse forces and torques at intense bending moments. So, for example, for the crossbar 2, the section of the wall 5 for the rational placement of a smooth sheet may be the mid-span zone.

Стенка 5 может иметь перфорацию 6, которую предпочтительно предусматривать в участке с преобладающим влиянием изгибающих моментов на несущую способность. Устройство перфорации 6 позволяет в ряде случаев дополнительно снизить расход металла на здание и осуществить пропуск коммуникаций через каркас.The wall 5 may have a perforation 6, which is preferably provided in the area with a predominant influence of bending moments on the bearing capacity. The perforation device 6 allows in some cases to further reduce the consumption of metal on the building and to pass communications through the frame.

Вариант изобретения: по крайней мере часть универсальных типовых элементов содержит стенку 5 с изменяемой толщиной.Variant of the invention: at least part of the universal standard elements contains a wall 5 with a variable thickness.

Здание комплектной поставки может иметь в составе несущего каркаса стойки 3 и ригели 2, содержащие поперечные и/или продольные ребра жесткости, поперечные диафрагмы жесткости, а также торцевые опорные ребра.The building of the complete delivery may have, as a part of the supporting frame, racks 3 and crossbars 2, containing transverse and / or longitudinal stiffeners, transverse diaphragms of stiffness, as well as end support ribs.

Установка данных элементов может быть обоснована не только конструктивными и расчетными требованиями, но и условиями примыкания/сопряжения других элементов и конструкций (связей 1, прогонов, фахверка и т.д.).The installation of these elements can be justified not only by the structural and design requirements, but also by the conditions of adjacency / conjugation of other elements and structures (ties 1, runs, half-timbered, etc.).

Поперечные ребра жесткости могут примыкать к стенке 5 и к поясам 4 или только к поясам 4. Возможен вариант здания, в котором ригели 2 и/или стойки 3 укреплены еще и раскосами. Относительно стенки 5 ребра жесткости и раскосы могут быть как односторонними, так и двусторонними. Двусторонний вариант эффективен и в случае усиления ригелей 2 и/или стоек 3, например, при увеличении эксплуатационной нагрузки или проведении реконструктивных работ.Transverse stiffeners can adjoin the wall 5 and to the belts 4 or only to the belts 4. A building option is possible, in which the crossbars 2 and / or racks 3 are also reinforced by braces. Regarding the wall 5, the stiffeners and braces can be either one-sided or two-sided. The two-sided option is also effective in the case of reinforcement of crossbars 2 and / or struts 3, for example, when increasing the operational load or carrying out reconstruction work.

Устройство ребер и диафрагм жесткости, торцевых (опорных) ребер и/или системы раскосов предотвращает потерю устойчивости стенки 5.The device ribs and diaphragms of rigidity, end (support) ribs and / or braces prevents loss of stability of the wall 5.

Пояса 4 по крайней мере части универсальных типовых элементов могут быть параллельными или не параллельными между собой, образуя, как правило, трапецеидальную форму.Belts 4 at least part of the universal type elements can be parallel or non-parallel to each other, forming, as a rule, a trapezoidal shape.

Универсальные типовые элементы могут содержать пояса 4 с различным поперечным сечением и/или выполненных из материалов с различными физико-механическими свойствами, также возможно изменение сечения поясов 4 по длине.Universal typical elements may contain belts 4 with different cross-sections and / or made of materials with different physical and mechanical properties, it is also possible to change the section of belts 4 in length.

Поперечное сечение ригеля 2 и/или стоек 3 может быть двутавровым, коробчатым (двойная стенка 5), двутаврово-коробчатым (по сути - коробчатое со свесами поясов 4).The cross section of the crossbar 2 and / or struts 3 can be I-beam, box-shaped (double wall 5), I-box-shaped (in fact - box-shaped with overhangs of belts 4).

Возможен вариант покрытия, в котором поперечное сечение ригеля 2 и стоек 3 на участках интенсивных поперечных сил и/или крутящих моментов - коробчатое (или двутаврово-коробчатое), а на участках интенсивных изгибающих моментов - двутавровое.A coating option is possible in which the cross section of the crossbar 2 and the struts 3 in the areas of intense transverse forces and / or torques is box-shaped (or I-beam), and in areas of intense bending moments - I-beam.

Элементы здания комплектной поставки изготавливаются, как правило, из металлов, преимущественно из сталей групп обычной или повышенной прочности. Стенка 5 соединяется с поясами 4 с помощью непрерывных, односторонних или двусторонних сварных швов, что требует учета показателей свариваемости и условий эксплуатации.Elements of the building of complete delivery are made, as a rule, of metals, mainly from steels of ordinary or high strength groups. The wall 5 is connected to the belts 4 using continuous, single or double-sided welds, which requires consideration of weldability and operating conditions.

Возможно металло-деревянное решение поясов 4, представляющее собой соединенные в единый несущий элемент деревянный брус и металлический профиль (гнутый или прокатный). Данное конструктивное решение позволяет соединять стенку 5 с поясами 4 с помощью ее вклейки в пазы, устраиваемые в деревянных брусьях. Соединение бруса с металлическим профилем может быть осуществлено с помощью клея, нагельных элементов или болтов (в т.ч. сквозных).A metal-wood solution of belts 4 is possible, which is a wooden beam connected to a single supporting element and a metal profile (bent or rolled). This design solution allows you to connect the wall 5 with the belts 4 by gluing it into the grooves arranged in wooden beams. The joining of the beam with a metal profile can be carried out using glue, screw elements or bolts (including through).

В случае изготовления элементов рамы из неметаллических материалов (пластики, композиционные материалы и др.) соединения элементов балки выполняются преимущественно с помощью клея.In the case of the manufacture of frame elements from non-metallic materials (plastics, composite materials, etc.), the joining of the beam elements is carried out mainly with glue.

Ригели 2 и/или стойки 3 каркаса могут быть предварительно напряжены с помощью тросов, натягиваемых электрическим, механическим или электромеханическим способом.The crossbars 2 and / or racks 3 of the frame can be prestressed using cables pulled by an electric, mechanical or electromechanical method.

Каркас (рамы) здания комплектной поставки может содержать предварительно напряженные затяжки, которые, как правило, следует размещать в уровне опорных частей стоек 3, под отметкой чистого пола помещений. Данные затяжки эффективно изготавливать из стальных тросов, либо из арматурных стержней. Напряжение затяжек осуществляется их натягиванием электрическим, механическим или электромеханическим способом.The frame (frames) of the complete delivery building may contain prestressed puffs, which, as a rule, should be placed at the level of the supporting parts of the racks 3, under the mark of the clean floor of the premises. These puffs can be effectively made from steel cables or from reinforcing bars. Puffs are tensioned by pulling them electrically, mechanically or electromechanically.

Скрытые полости (например, при коробчатом или двутаврово-коробчатом поперечном сечении ригелей 2 и стоек 3) по крайней мере части элементов каркаса могут быть заполнены твердеющим раствором на основе безусадочного цемента.Hidden cavities (for example, with a box-shaped or I-box-shaped cross-section of crossbars 2 and struts 3), at least part of the frame elements can be filled with a hardening mortar based on non-shrink cement.

Существенно важным обстоятельством устойчивости здания к прогрессирующему обрушению является обеспечение следующих конструктивных требований:An essential circumstance of the building's resistance to progressive collapse is to ensure the following design requirements:

- Материалы конструкций должны обладать пластическими свойствами, для возможности развития деформаций и диссипации напряжений с целью снижения динамического эффекта аварийного воздействия.- Materials of constructions must have plastic properties, for the possibility of the development of deformations and dissipation of stresses in order to reduce the dynamic effect of emergency action.

- Армирование железобетонного настила должно быть непрерывным, учитывающим образование растянутых зон при аварийном воздействии.- Reinforcement of reinforced concrete flooring should be continuous, taking into account the formation of stretched zones during emergency exposure.

- Соединения элементов каркаса должны быть рассчитаны на восприятие усилий от аварийного воздействия и выдерживать усилия, действующие при образовании ближайших (как минимум двух) пластических шарниров, умноженные на повышающий коэффициент 1.5. Величина данного коэффициента обоснована возможным статистическим разбросом фактической прочности элементов, возможными отклонениями фактических нагрузок от расчетной ситуации, динамическим эффектом действия нагрузок, сниженной диссипацией напряжений (например, по причине большей фактической жесткости по сравнению с расчетной), временным фактором нагружения.- The connections of the frame elements must be designed for the perception of forces from accidental impact and withstand the forces acting in the formation of the nearest (at least two) plastic joints, multiplied by an increase factor of 1.5. The value of this coefficient is justified by a possible statistical spread of the actual strength of the elements, possible deviations of the actual loads from the calculated situation, the dynamic effect of the loads, reduced stress dissipation (for example, due to greater actual stiffness compared to the calculated one), and a temporary loading factor.

Аварийная нагрузка представляется как воздействие от повреждения или от отказа в силовой работе несущего элемента (элементов) каркаса. Данное воздействие может быть вызвано техногенными или природными причинами. В качестве примера аварийного воздействия возможно рассматривать, например, выход из строя (разрушение) стойки 2 или образование под ней карстовой воронки в основании, что влечет за собой перераспределение усилий в каркасе. Для сохранения несущей способность остальной уцелевшей части конструкций каркаса необходимо использовать следующий подход по повышению адаптационной приспособляемости несущих элементов здания:Emergency load is represented as the impact of damage or failure in the power work of the supporting element (s) of the frame. This effect may be caused by industrial or natural causes. As an example of an accidental impact, it is possible to consider, for example, the failure (destruction) of the rack 2 or the formation of a karst funnel under it at the base, which entails the redistribution of forces in the frame. To preserve the bearing capacity of the remaining surviving part of the frame structures, it is necessary to use the following approach to increase the adaptability of the building's load-bearing elements:

1. Рассчитывать элементы каркаса с учетом усилий, возникающих при выходе из строя элементов здания, рассматривая на этапе проектирования сценарные варианты разрушения конструкций и аварийных воздействий.1. To calculate the elements of the frame, taking into account the forces arising from the failure of the building elements, considering at the design stage scenario options for the destruction of structures and emergency influences.

2. Применять описанный выше комплекс технических мероприятий, а также следующие конструктивные решения:2. Apply the set of technical measures described above, as well as the following design solutions:

- стойки 3 и/или ригели 2 в уровне по крайней мере одного из поясов (наиболее сжатого) содержат прокатный металлический профиль 7 замкнутого поперечного сечения, с заполнением полости раствором на основе безусадочного или расширяющегося цемента;- racks 3 and / or crossbars 2 in the level of at least one of the belts (the most compressed) contain a rolled metal profile 7 of closed cross section, with filling the cavity with a solution based on non-shrink or expanding cement;

- ригели 2 раскреплять из плоскости прогонами, статически работающими по неразрезной схеме;- to secure the crossbars 2 from the plane with girders statically working according to the continuous structure;

- при расчетном обосновании предусмотреть в нормальном относительно плоскости рам направлении под нижними поясами 4 ригелей 2 рам либо в уровне прогонов систему страховочных тросов, способную не допустить прогрессирующего обрушения при отказе в силовой работе одной или нескольких рам.- when calculating the rationale, provide for a direction under the lower belts of the 4 crossbars of the 2 frames in the normal direction relative to the plane of the frames or in the run level, a system of safety cables that can prevent progressive collapse in case of failure in the power work of one or several frames.

Таким образом, предусмотрен вариант изобретения, в котором покрытие содержит систему страховочных тросов.Thus, an embodiment of the invention is provided in which the coating comprises a safety cable system.

Целью конструктивных мероприятий по защите здания от прогрессирующего обрушения является сохранение несущей способности здания как минимум на время, достаточное для эвакуации находящихся в нем людей. При этом величина перемещений конструкций не регламентируется. В качестве внешних воздействий рассматриваются: аварийное воздействие наряду с нормативными значениями постоянных и длительных (наиболее вероятных) временных нагрузок. Расчет конструкций на аварийные воздействия производится при коэффициентах надежности, равных единице (нормативные значения соответствующих величин), что обосновано относительной редкостью наступления такого типа воздействий. Поскольку аварийные воздействия, в особенности техногенные, часто сопровождаются пожарами, рекомендуется металлические несущие конструкции здания обрабатывать огнезащитными составами и материалами.The purpose of constructive measures to protect the building from progressive collapse is to preserve the building's bearing capacity for at least enough time to evacuate people inside it. In this case, the amount of displacement of structures is not regulated. The following are considered as external influences: emergency impact along with the standard values of constant and long-term (most likely) temporary loads. Calculation of structures for accidental impacts is carried out at reliability factors equal to unity (standard values of the corresponding values), which is justified by the relative rarity of the onset of this type of impact. Since accidental impacts, especially man-caused ones, are often accompanied by fires, it is recommended that the metal supporting structures of the building be treated with flame retardants and materials.

Устройство профиля 7 замкнутого поперечного сечения с заполнением полости твердеющим раствором на основе безусадочного цемента обосновано следующими причинами:The device profile 7 closed cross section with filling the cavity with a hardening mortar based on non-shrink cement is justified by the following reasons:

- в стадии аварийного воздействия увеличенные усилия сжатия воспринимаются трубобетонным элементом, что является экономичным конструктивным решением за счет работы бетона на сжатие в стесненных условиях;- in the emergency phase, increased compression forces are perceived by the concrete element, which is an economical constructive solution due to the concrete working under compression in cramped conditions;

- в стадии нормальной эксплуатации повышается надежность конструкции, учитывая недостаточную изученность взаимовлияния гибкой стенки 5 и сжатого пояса 4 с учетом наличия начальных несовершенств геометрической формы, неоднородности материала, других факторов и процессов, носящих случайный (вероятностный) характер;- in the stage of normal operation, the reliability of the structure increases, given the insufficient study of the interaction of the flexible wall 5 and the compressed belt 4, taking into account the presence of initial imperfections in the geometric shape, heterogeneity of the material, other factors and processes that are random (probabilistic) in nature;

- повышение огнестойкости конструкций (прежде всего стоек 3) за счет наличия сжатого бетона;- increase the fire resistance of structures (primarily racks 3) due to the presence of compressed concrete;

- снижение металлоемкости конструкций здания комплектной поставки за счет восприятия бетоном сжимающих усилий.- reducing the metal consumption of the structures of the building complete supply due to the perception of concrete compressive forces.

Здание комплектной поставки работает следующим образом:The building of the complete delivery works as follows:

При воздействии снеговой и ветровой нагрузок на здание его обшивка передает соответствующие нагрузки на несущий каркас.When exposed to snow and wind loads on the building, its cladding transfers the corresponding loads to the supporting frame.

Ригель 2 испытывает поперечный изгиб. Стойки 3 испытывают сжатие с изгибом (внецентренное сжатие). Изгибающие моменты (соответствующие пары сил) в ригеле 2 и в стойках 3 воспринимаются практически полностью поясами 4 и профилем 7 (при его наличии), а также частично гладкими участками стенки 5 (причем, преимущественно теми частями плоского участка стенки 5, которые примыкают к поясам 4). Вертикальные усилия - в стойках 3 практически полностью воспринимаются поясами 4 и профилем 7 (при его наличии), так как гофрированные участки стенки 5 обладают малой жесткостью поперек гофров. Поперечные силы, в том числе от распорных усилий, воспринимаются в основном гофрированными участками стенки 5 и ребрами жесткости (если они предусмотрены). Крутящие моменты воспринимаются поясами 4, профилем 7 (при его наличии) и гофрированными участками стенки 5. Сложное напряженно-деформированное состояние возникает при жестком и упруго-податливом сопряжении элементов в карнизном узле и в узле сопряжения стоек 3 с фундаментом. В данных узлах интенсивность и направление усилий наиболее чувствительны к внешним воздействиям. Гладкие тонкостенные участки стенки 5 могут работать в закритической (т.е. после потери местной устойчивости) стадии. Это с одной стороны является положительным обстоятельством, т.к. материал продолжает работу в упруго - пластической стадии, но с другой стороны переход в закритическую стадию может сопровождаться громким хлопком, что по психологическим требованиям допустимо не для всех помещений. Для устранения такого ограничения необходимо, чтобы тонкостенные участки стенки 5 переходили в закритическую стадию работы еще при действии постоянных нагрузок, как это предусмотрено в известных из уровня техники балках и рамах с гибкой стенкой (Проектирование металлических конструкций: Спец. курс. Учеб. пособие для вузов / В.В. Бирюлев, И.И. Кошин, И.И. Крылов, А.В. Сильвестров. - Л.: Стройиздат, 1990 - 432 с: ил. С. 20. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 2. Конструкции зданий: Учеб. для строит. вузов / В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; под ред. В.В. Горева - 3-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2004 - 528 с, стр. 208-209). Горизонтальная реакция от стоек 3 воспринимается конструкциями фундамента или затяжкой (в случае ее устройства). Участки стенки 5 с гофрами относительно малой жесткости (т.е. с большим шагом и/или меньшей высотой) эффективнее включаются в работу соответствующего элемента на изгиб, чем участки стенки 5 с гофрами относительно большей жесткости. Опорная реакция от ригеля 2 передается на стойки 3 и далее - на фундаменты. Гофрированные участки стенки 5 увеличивают устойчивость сжатых поясов ригеля 2 и стоек 3, т.к. сжатые пояса 4 опираются на условную полосу шириной, равной высоте гофра.The crossbar 2 experiences a lateral bend. Racks 3 experience compression with bending (eccentric compression). Bending moments (corresponding pairs of forces) in the crossbar 2 and in the struts 3 are almost completely perceived by the belts 4 and the profile 7 (if any), as well as partially smooth sections of the wall 5 (and, mainly, those parts of the flat section of the wall 5 that are adjacent to the belts four). Vertical forces - in the racks 3 are almost completely perceived by the belts 4 and the profile 7 (if any), since the corrugated sections of the wall 5 have low stiffness across the corrugations. Transverse forces, including from spacer forces, are perceived mainly by corrugated sections of the wall 5 and stiffeners (if provided). Torques are perceived by belts 4, profile 7 (if any) and corrugated sections of wall 5. A complex stress-strain state occurs when the elements are rigidly and resiliently mated in the cornice assembly and in the assembly of the struts 3 with the foundation. In these nodes, the intensity and direction of efforts are most sensitive to external influences. Smooth thin-walled sections of the wall 5 can work in a supercritical (i.e., after loss of local stability) stage. On the one hand, this is a positive circumstance, since the material continues to work in the elastic-plastic stage, but on the other hand, the transition to the supercritical stage may be accompanied by a loud bang, which, according to psychological requirements, is not permissible for all rooms. To eliminate this restriction, it is necessary that thin-walled sections of wall 5 go into the supercritical stage of operation even under constant loads, as provided for in beams and frames with a flexible wall known from the prior art (Design of metal structures: Special course. Textbook for universities / V.V. Biryulev, I.I. Koshin, I.I. Krylov, A.V. Silvestrov. - L .: Stroyizdat, 1990 - 432 p., Ill. S. 20. Metal structures. 3 t. 2. Building constructions: Textbook for construction universities / VV Gorev, B.Yu. Uvarov, VV Filippov et al .; edited by VV Go eva - 3rd ed., Sr. -. M .: Higher HQ, 2004 -.. with 528, pp 208-209).. The horizontal reaction from the struts 3 is perceived by the foundation structures or by tightening (in the case of its construction). The sections of the wall 5 with corrugations of relatively low stiffness (i.e., with a large pitch and / or lower height) are more effectively included in the work of the corresponding element in bending than the sections of the wall 5 with corrugations of relatively greater stiffness. The support reaction from the crossbar 2 is transmitted to the posts 3 and then to the foundations. Corrugated sections of the wall 5 increase the stability of the compressed belts of the crossbar 2 and racks 3, because the compressed belts 4 rest on a conditional strip with a width equal to the height of the corrugation.

При наличии поверх рам сплошного металлического листа (в том числе профилированного настила) или железобетонной плиты, возможно отказаться от устройства прогонов и связей или, по крайней мере, существенно сократить их число. В данном варианте металлический/железобетонный настил работает на изгиб, обеспечивает устойчивость сжатого пояса ригеля 2, частично воспринимает усилие сжатия в верхнем поясе 4 ригеля 2.If there is a solid metal sheet (including profiled flooring) or reinforced concrete slab over the frames, it is possible to abandon the device of runs and ties or, at least, significantly reduce their number. In this embodiment, the metal / reinforced concrete flooring bends, provides stability to the compressed belt of the crossbar 2, partially perceives the compression force in the upper zone 4 of the crossbar 2.

Связи 1, работая, на сжатие/растяжение, обеспечивают пространственную устойчивость каркаса, связывая рамы в единый пространственный блок. Прогоны, являясь опорой для покрытия и увеличивая устойчивость сжатого пояса 4 и профиля 7 (при его наличии) ригеля 2, испытывают изгиб с сжатием/растяжением, а также кручение (особенно при скатной кровле). При выполнении прогонов в виде балок с переменно-гофрированной стенкой, их силовая работа соответствует описанной выше для ригеля 2 рамы каркаса.Link 1, working on compression / tension, provide spatial stability of the frame, linking the frame into a single spatial unit. Runs, being a support for the coating and increasing the stability of the compressed belt 4 and profile 7 (if any) of the crossbar 2, experience bending with compression / tension, as well as torsion (especially with a pitched roof). When performing runs in the form of beams with a variable-corrugated wall, their power work corresponds to the frame frame 2 described above for the crossbar.

В конструктивной работе здания комплектной поставки справедливым является следующий принцип силового сопротивления: чем больше погонная жесткость элемента, тем в большей степени он сопротивляется силовому воздействию, совпадающему по пространственной ориентации с отмеченной жесткостью, а распределение между элементами конструкции усилий от силового воздействия соответствует соотношению их погонных жесткостей. Описанные особенности работы сохраняются и при комбинации несимметричной горизонтальной и вертикальной нагрузок.In the constructive work of the building of complete supply, the following principle of force resistance is valid: the greater the linear stiffness of the element, the more it resists the force impact, which coincides in spatial orientation with the marked stiffness, and the distribution between the structural members of the forces from the force effect corresponds to the ratio of their linear stiffness . The described operating features are preserved even with a combination of asymmetric horizontal and vertical loads.

Температурные климатические воздействия вызывают дополнительные усилия сжатия либо растяжения в элементах каркаса: в связях 1, поясах 4, а также в прогонах. Величина и характерные особенности данных усилий зависит от температуры замыкания несущего каркаса или его элементов в статически неопределимую конструкцию, а также от температуры окружающей среды и эксплуатационной температуры помещений здания. Усилия от температурно-климатических воздействий определяются расчетом в соответствии с предписаниями нормативных документов с учетом известных из уровня техники конструктивных требований по протяженности температурных отсеков здания.Temperature climatic effects cause additional compressive or tensile forces in the frame elements: in bonds 1, belts 4, as well as in runs. The magnitude and characteristic features of these efforts depend on the temperature of the closure of the supporting frame or its elements in a statically indeterminate structure, as well as on the ambient temperature and the operating temperature of the building. Efforts from temperature and climatic influences are determined by calculation in accordance with the requirements of regulatory documents, taking into account the structural requirements known from the prior art for the length of the temperature compartments of a building.

Нагрузка от кранов, прежде всего опорных мостовых, вызывает дополнительное внецентренное сжатие стоек 2 и дополнительные усилия в связях, устраиваемых в плоскости стоек 2. При этом усилия распределяются по элементам каркаса по описанному выше принципу в соответствии с погонными жесткостями элементов. Торможение кранов вызывает изгиб стоек 2 из плоскости рам и соответственно усилия растяжения, воспринимаемые преимущественно прогонами, связями 1 по покрытию и из плоскости рам.The load from the cranes, primarily the supporting bridge, causes additional eccentric compression of the struts 2 and additional forces in the bonds arranged in the plane of the struts 2. In this case, the forces are distributed among the frame elements according to the principle described above in accordance with the linear stiffness of the elements. Braking of the cranes causes the racks 2 to bend from the plane of the frames and, accordingly, tensile forces, perceived mainly by girders, bonds 1 along the coating and from the plane of the frames.

Нагрузка от подвесного оборудования вызывает дополнительные усилия в каркасе подобные усилиям от снеговой нагрузки.The load from the pendant equipment causes additional forces in the frame similar to the forces from the snow load.

Аварийная нагрузка, вызванная, например, отказом силовой работы стойки 3, вызывает догружение стоек 3 соседних рам вертикальной силой. При этом несущая способность стоек 3 обеспечивается в том числе благодаря заполненному бетоном профилю 7 (при его наличии). Прогоны над ригелем 2 поврежденной рамы работают по принципу жестких вант (нитей) на усилия растяжения, благодаря неразрезной схеме статической работы, допускающей развитие глубоких пластических деформаций (пластических шарниров) из-за увеличенной нагрузки. Возникающий при этом распор воспринимается сохранившимися конструкциями каркаса здания, объединенными в пространственный блок связями 1 и прогонами. В случае устройства металлического / железобетонного настила поверх ригеля 1, он работает с мембранным эффектом на растяжение, по причине образования пластических шарниров.The emergency load caused, for example, by the failure of the power work of the rack 3, causes the loading of the racks 3 of the adjacent frames by vertical force. In this case, the bearing capacity of the uprights 3 is provided, inter alia, due to the profile 7 filled with concrete (if any). Runs over the crossbar 2 of the damaged frame work on the principle of rigid cables (threads) for tensile forces, thanks to the continuous structure of static work, allowing the development of deep plastic deformations (plastic joints) due to the increased load. The spacer arising at the same time is perceived by the surviving building frame structures, combined in a spatial block by bonds 1 and girders. In the case of a metal / reinforced concrete flooring over the crossbar 1, it works with a membrane tensile effect due to the formation of plastic hinges.

Традиционное или переменное гофрирование возможно осуществить с помощью технологии штамповки - прессования заготовок между двумя матрицами, прокатки на профилирующих станах, гибки профилегибочными машинами, а также комбинированием данных способов. Предпочтение следует отдавать производству с максимальной степенью автоматизации, приносящей наибольший экономический эффект. Следует учитывать, что устройство ребер жесткости, торцевых опорных ребер, раскосов и стоек существенно осложняет, а в ряде случаев нарушает полную автоматизацию производственных линий по выпуску составных конструкций.Conventional or variable corrugation can be carried out using stamping technology - pressing blanks between two dies, rolling on profiling mills, bending with roll forming machines, and also combining these methods. Preference should be given to production with the highest degree of automation, bringing the greatest economic effect. It should be borne in mind that the device of stiffeners, end support ribs, braces and racks significantly complicates, and in some cases violates the complete automation of production lines for the production of composite structures.

Предлагаемое изобретение может использоваться в различных снеговых, ветровых и сейсмических районах.The present invention can be used in various snow, wind and seismic areas.

Конструктивные параметры конкретного здания комплектной поставки (генеральные размеры, сечения элементов, конструктивные материалы, формы профиля гофров, их шаг, высота и т.д.) назначаются, исходя из условий использования здания, комплексного задания на его проектирование, результатов расчетов несущей способности и эксплуатационных качеств. Для проведения данных расчетов рекомендуется использование численных методов теории упругости, в частности, метода конечных элементов (МКЭ) в компьютерной реализации.The design parameters of a specific building of complete delivery (general dimensions, section of elements, structural materials, corrugation profile shapes, pitch, height, etc.) are assigned based on the building’s conditions of use, a comprehensive task for its design, calculation results of bearing capacity and operational qualities. To carry out these calculations, it is recommended to use numerical methods of the theory of elasticity, in particular, the finite element method (FEM) in a computer implementation.

Особенностью расчетов является учет того обстоятельства, что потеря устойчивости некоторых элементов (прежде всего стенки 5) ригеля 2 и стоек 3, а также прогонов с традиционно или переменно-гофрированной стенкой весьма вероятна в упругой стадии работы материала. Возможно, что потеря несущей способности конструкции вызывается потерей местной устойчивости ее элементов и происходит при напряжениях в элементах ниже придела текучести или даже ниже предела пропорциональности упруго-пластического материала. Расчет рекомендуется проводить в пространственной постановке с учетом фактической жесткости как элементов несущего каркаса здания, так и узлов их сопряжения.A feature of the calculations is to take into account the fact that the loss of stability of some elements (primarily wall 5) of the crossbar 2 and struts 3, as well as runs with a traditionally or alternately corrugated wall, is very likely in the elastic stage of the material. It is possible that the loss of the bearing capacity of the structure is caused by the loss of local stability of its elements and occurs at stresses in the elements below the yield stress or even below the proportionality limit of the elastic-plastic material. The calculation is recommended to be carried out in a spatial setting, taking into account the actual stiffness of both the elements of the supporting frame of the building and the nodes of their interface.

Рекомендуется при расчетах устойчивости конструкций здания анализировать не только первую форму потери устойчивости, но и последующие. Во многих (но не во всех) случаях расчеты на нормальные эксплуатационные воздействия допустимо проводить в предположении упругой работы материала. Расчеты на аварийное воздействие следует проводить с учетом пластических свойств материала конструкции, перераспределения усилий и динамического эффекта (нелинейный динамический расчет).When calculating the stability of building structures, it is recommended to analyze not only the first form of buckling, but also the subsequent ones. In many (but not all) cases, it is permissible to carry out calculations for normal operating influences under the assumption of elastic work of the material. Calculations for emergency exposure should be carried out taking into account the plastic properties of the material of the structure, redistribution of forces and dynamic effect (non-linear dynamic calculation).

При проведении компьютерных расчетов методом конечных элементов рекомендуется использовать при моделировании конструкций несущего каркаса здания комплектной поставки оболочечные конечные элементы с учетом геометрической и физической нелинейностей работы. При этом существенно важным критерием адекватности расчетной модели служит ее максимальное сходство с натурной конструкцией как по геометрическим характеристикам, так и по жесткостным параметрам.When carrying out computer calculations by the finite element method, it is recommended to use shell finite elements taking into account the geometric and physical non-linearities of the work when modeling the structures of the supporting frame of the building of complete delivery. Moreover, an essential criterion for the adequacy of the calculation model is its maximum similarity with the full-scale design both in geometric characteristics and in stiffness parameters.

Claims (12)

1. Здание комплектной поставки, отличающееся тем, что ригели (или их части) и стойки (или их части) каркаса состоят из универсальных типовых элементов, содержащих переменно-гофрированную стенку, либо из комплекса универсальных типовых элементов, одна часть из которых, расположенная на участках интенсивных поперечных сил и/или крутящих моментов, содержит традиционно или переменно-гофрированную стенку, а другая часть элементов, расположенных на участке с высокой интенсивностью изгибающих моментов и сравнительно малой интенсивностью поперечных сил и/или крутящих моментов, содержит плоскую стенку, кроме того, стойки и/или ригели в уровне по крайней мере одного из поясов (наиболее сжатого) содержат прокатный металлический профиль замкнутого поперечного сечения, с заполнением полости раствором на основе безусадочного или расширяющегося цемента, а ригели раскрепляются из плоскости прогонами, статически работающими по неразрезной схеме.1. Complete delivery building, characterized in that the crossbars (or their parts) and the racks (or their parts) of the frame consist of universal standard elements containing a variable-corrugated wall, or a complex of universal standard elements, one part of which is located on areas of intense transverse forces and / or torques, contains a traditionally or alternately corrugated wall, and the other part of the elements located on the site with a high intensity of bending moments and a relatively low intensity across forces and / or torques, contains a flat wall, in addition, racks and / or crossbars in the level of at least one of the zones (the most compressed) contain a rolled metal profile of a closed cross section, with filling the cavity with a solution based on non-shrink or expanding cement , and the crossbars are unfastened from the plane by girders statically working according to the continuous scheme. 2. Здание комплектной поставки по п. 1, отличающееся тем, что профиль гофров стенки изменяется по длине универсального типового элемента.2. The building of complete delivery according to claim 1, characterized in that the profile of the corrugations of the wall varies along the length of the universal type element. 3. Здание комплектной поставки по п. 1 или 2, отличающееся тем, что по крайней мере часть универсальных типовых элементов содержит пояса с различным поперечным сечением и/или выполненные из материалов с различными физико-механическими свойствами.3. The building of complete delivery according to claim 1 or 2, characterized in that at least part of the universal standard elements contains belts with different cross sections and / or made of materials with different physical and mechanical properties. 4. Здание комплектной поставки по п. 3, отличающееся тем, что покрытие содержит систему страховочных тросов.4. The building of complete delivery according to claim 3, characterized in that the coating contains a system of safety cables. 5. Здание комплектной поставки по п. 4, отличающееся тем, что пояса по крайней мере части универсальных типовых элементов не параллельны между собой.5. The building of complete delivery according to claim 4, characterized in that the belts at least part of the universal standard elements are not parallel to each other. 6. Здание комплектной поставки по п. 5, отличающееся тем, что в стенке по крайней мере части универсальных типовых элементов предусмотрена перфорация.6. The building of complete delivery according to claim 5, characterized in that perforation is provided in the wall of at least part of the universal standard elements. 7. Здание комплектной поставки по п. 6, отличающееся тем, что по крайней мере часть универсальных типовых элементов содержит стенку с изменяемой толщиной.7. The building of complete delivery according to claim 6, characterized in that at least part of the universal standard elements contains a wall with a variable thickness. 8. Здание комплектной поставки по п. 7, отличающееся тем, что по крайней мере часть универсальных типовых элементов выполнена с коробчатым или двутаврово-коробчатым поперечным сечением.8. The building of complete delivery according to claim 7, characterized in that at least a portion of the universal standard elements are made with a box-shaped or I-beam-box cross-section. 9. Здание комплектной поставки по п. 8, отличающееся тем, что ригели и/или стойки каркаса предварительно напряжены.9. The building of complete delivery according to claim 8, characterized in that the crossbars and / or the frame racks are prestressed. 10. Здание комплектной поставки по п. 9, отличающееся тем, что каркас содержит предварительно напряженные затяжки.10. The building of the complete delivery according to claim 9, characterized in that the frame contains prestressed puffs. 11. Здание комплектной поставки по п. 10, отличающееся тем, что скрытые полости по крайней мере части элементов каркаса заполнены твердеющим раствором на основе безусадочного цемента.11. The building of complete delivery according to claim 10, characterized in that the hidden cavities of at least part of the frame elements are filled with a hardening mortar based on non-shrink cement. 12. Здание комплектной поставки по п. 12, отличающееся тем, что элементы каркаса содержат торцевые опорные и/или поперечные, и/или продольные ребра и/или диафрагмы жесткости. 12. The building of complete delivery according to p. 12, characterized in that the frame elements comprise end support and / or transverse and / or longitudinal ribs and / or diaphragms of rigidity.
RU2014137077/03A 2014-09-15 2014-09-15 Complete delivered building RU2567797C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014137077/03A RU2567797C1 (en) 2014-09-15 2014-09-15 Complete delivered building

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014137077/03A RU2567797C1 (en) 2014-09-15 2014-09-15 Complete delivered building

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2567797C1 true RU2567797C1 (en) 2015-11-10

Family

ID=54537182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014137077/03A RU2567797C1 (en) 2014-09-15 2014-09-15 Complete delivered building

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2567797C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2621224C1 (en) * 2016-03-09 2017-06-01 Николай Павлович Селиванов Transport structure
RU2702032C1 (en) * 2019-01-10 2019-10-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" ФГБОУ ВО ПГУПС Hangar
RU196497U1 (en) * 2019-10-24 2020-03-03 Вячеслав Александрович Гринько Perforated truss beam
RU2767006C1 (en) * 2021-04-13 2022-03-16 Сергей Александрович Макеев Metal frame of building or structure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU51838A1 (en) * 1936-12-17 1937-11-30 В.И. Горнов Building element
GB1068761A (en) * 1963-02-22 1967-05-17 William Henry Willatts Improvements in or relating to beams and building structures or components
FR2470829A1 (en) * 1979-11-29 1981-06-12 Plannja Ab BEAM, ESPECIALLY WITH BINDINGS OR MOLDINGS
RU91583U1 (en) * 2009-01-21 2010-02-20 Иван Сергеевич Рыбкин VARIABLE CORFORED WALL
RU114981U1 (en) * 2010-11-25 2012-04-20 Иван Сергеевич Рыбкин FRAME VARIABLE CONSTRUCTION

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU51838A1 (en) * 1936-12-17 1937-11-30 В.И. Горнов Building element
GB1068761A (en) * 1963-02-22 1967-05-17 William Henry Willatts Improvements in or relating to beams and building structures or components
FR2470829A1 (en) * 1979-11-29 1981-06-12 Plannja Ab BEAM, ESPECIALLY WITH BINDINGS OR MOLDINGS
RU91583U1 (en) * 2009-01-21 2010-02-20 Иван Сергеевич Рыбкин VARIABLE CORFORED WALL
RU114981U1 (en) * 2010-11-25 2012-04-20 Иван Сергеевич Рыбкин FRAME VARIABLE CONSTRUCTION

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУЗНЕЦОВ В.В. Металлические конструкции. В 3 т. Т.2. Стальные конструкции зданий и сооружений. (Справочник проектировщика), М. Изд-во АСВ, 1998, с.223.ЕНДЖИЕВСКИЙ Л.В. и др. Каркасы зданий из легких металлических конструкций и их элементы. Москва. АСВ, 1998, с.152-158.Компания "Deltatek OY", Janti, Fin. Сборно-монолитный каркас "Delta". Проспект компании. 1998 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2621224C1 (en) * 2016-03-09 2017-06-01 Николай Павлович Селиванов Transport structure
RU2702032C1 (en) * 2019-01-10 2019-10-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" ФГБОУ ВО ПГУПС Hangar
RU196497U1 (en) * 2019-10-24 2020-03-03 Вячеслав Александрович Гринько Perforated truss beam
RU2767006C1 (en) * 2021-04-13 2022-03-16 Сергей Александрович Макеев Metal frame of building or structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huber et al. Structural robustness and timber buildings–a review
Berman et al. Experimental and analytical investigation of tubular links for eccentrically braced frames
Kim et al. Response modification factors of chevron-braced frames
Amiri et al. Assessment of dynamic increase factor for progressive collapse analysis of RC structures
Parra-Montesinos et al. Towards deformation-based capacity design of RCS beam–column connections
Formisano et al. Numerical and experimental behaviour of a full-scale RC structure upgraded with steel and aluminium shear panels
Choi et al. An analytical study on rotational capacity of beam-column joints in unit modular frames
Yin et al. Experimental study on hysteretic behaviour of tubular N-joints
RU2567797C1 (en) Complete delivered building
Wang et al. Experimental testing and analytical modeling of CFS shear walls filled with LPM
Zheng et al. Lateral loading behavior of glulam frame-midply hybrid lateral systems
Terracciano et al. Seismic design and performance of low energy dissipative CFS strap-braced stud walls
Alemdar et al. Progressive collapse of a steel structure under expected snow loads
Kyriakopoulos et al. Experimental and numerical investigation of the flexural behavior of shallow floor composite beams
Altunişik et al. Lateral buckling failure of steel cantilever roof of a tribune due to snow loads
Yanez et al. Composite steel joist analysis using experimental stiffness factor from push-out tests
Al-Dwaik et al. Analytical case study of seismic performance of retrofit strategies for reinforced concrete frames: steel bracing with shear links versus column jacketing
Li et al. Seismic design and testing of the bottom vertical boundary elements in steel plate shear walls. Part 2: experimental studies
Ghannam et al. Effect of post tensioning on strengthening different types of steel frames
Abou-Elfath et al. Seismic performance of steel frames designed using different allowable story drift limits
RU82731U1 (en) DEVICE FOR REINFORCING REINFORCED CONCRETE PANELS OF overlapping
RU2388882C1 (en) Device for reinforcing reinforced-concrete floor panels
Maraveas et al. Assessment and restoration of the first Greek power plant–registered monument of industrial heritage
Fedorova et al. Industrial constructive system of civil buildings of increased survivability
Gosowski et al. Analysis of longitudinal skylights structure made of rectangular tubes in industrial hall

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170916