PL246964B1 - Węzeł budowlany doczołowy obustronny - Google Patents

Abstract

Węzeł budowlany charakteryzuje się tym, że do słupa (1) są zamocowane prostopadle dwa poziome pasy blachy współosiowe względem siebie oraz prostopadłe względem belek (2) a do każdego z tych pasów blachy, na ich końcach niepołączonych ze słupem (1), zamocowane są końce co najmniej dwóch kształtowników (9) o profilu otwartym. Drugi koniec co najmniej jednego kształtownika (9) jest zamocowany do jednej z belek (2), zaś drugi koniec co najmniej jednego pozostałego kształtownika (9) jest zamocowany do pozostałej belki (2).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest węzeł budowlany doczołowy obustronny do wykonywania połączeń typu belka-słup.

Węzły konstrukcji budowlanych są rodzajami połączeń zapewniających współpracę połączonych elementów w przenoszeniu działających na te konstrukcję obciążeń. Rozróżnia się węzły sztywne - gdy obrót elementów jest niemożliwy - oraz węzły przegubowe - gdy obrót elementów jest możliwy.

Z polskiego opisu zgłoszeniowego P.409029 znany jest węzeł stosowany w konstrukcjach dźwigarów blachownicowych, zawierający płyty doczołowe łączone śrubami, charakteryzujący się tym, że jego śruby, przenoszące obciążenie poprzeczne w węźle, usytuowane są w strefie ściskanej doczołowych blach.

Znane z powszechnego stosowania są węzły doczołowe obustronne nieużebrowane wykonane z kształtowników stalowych o dwuteowym przekroju poprzecznym.

Z polskiego opisu patentowego PL 226719 B znany jest węzeł konstrukcyjny połączenia słuprygiel, do zastosowania w konstrukcjach osłonowo-wypełniających ścian fasadowych. Do połączenia słup-rygiel węzeł wykorzystuje łącznik ceowy mocowany rozłącznie za pomocą wkrętów do słupów i umieszczany na końcu wewnętrznej przelotowej komory rygla. W zamkniętych na obwodzie, przelotowych komorach rygla osadzone są suwliwie profile wzmacniające zaopatrzone w przelotowe otwory dla suwliwie osadzonych trzpieni, które umieszczone są w przelotowych otworach słupa. Profile wzmacniające są unieruchomione wewnątrz komór przez wkręty, natomiast trzpienie są unieruchomione przez wkręty dociskowe.

W znanych doczołowych obustronnych węzłach nieużebrowanych występują problemy związane z przenoszeniem obciążeń działających na daną konstrukcję, w sytuacjach związanych z degradacją nośności części konstrukcji, takich jak wyłączenie słupa z przenoszenia obciążeń wskutek pożaru czy wybuchu (eng. Robustness). Ponadto stosowanie rozwiązań zwiększających nośność węzła często jednocześnie ogranicza jego odkształcalność.

Węzeł budowlany doczołowy obustronny, w którym belki stalowe są połączone prostopadle ze słupem, przy czym każda belka na swoim końcu połączonym ze słupem ma blachę czołową i jest połączona z tym słupem śrubowo za pośrednictwem tej blachy czołowej oraz ułożona jest współosiowo względem pozostałej belki, według wynalazku charakteryzuje się tym, że do słupa są zamocowane prostopadle dwa poziome pasy blachy współosiowe względem siebie oraz prostopadłe względem belek a do każdego z tych pasów blachy, na ich końcach niepołączonych ze słupem, zamocowane są końce co najmniej dwóch kształtowników o profilu otwartym, przy czym drugi koniec co najmniej jednego kształtownika jest zamocowany do jednej z belek, zaś drugi koniec co najmniej jednego pozostałego kształtownika jest zamocowany do pozostałej belki.

Korzystnie do każdego pasa blachy zamocowane są cztery kształtowniki, przy czym dwa kształtowniki zamocowane są na jednym swoim końcu do górnej powierzchni pasa blachy, a na drugim końcu każdy z tych dwóch kształtowników jest zamocowany do innej belki, zaś dwa pozostałe kształtowniki są zamocowane na swoim jednym końcu do dolnej powierzchni tego pasa blachy a na drugim końcu każdy z tych dwóch pozostałych kształtowników jest zamocowany do innej belki.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeżeli każdy z pasów blachy węzła budowlanego jest wzmocniony żebrem wzmacniającym umiejscowionym na jego osi.

Następne korzyści uzyskiwane są, jeżeli żebro wzmacniające jego pasa blachy jest w postaci pionowego odcinka blachy przyspawanego na osi tego pasa blachy pomiędzy powierzchnią słupa, do której zamocowany jest pas blachy a miejscem zamocowania kształtowników do tego pasa blachy, a ponadto ten pionowy odcinek blachy jest przyspawany na jednym ze swoich końców do powierzchni słupa.

Kolejne korzyści uzyskiwane są, jeśli kształtowniki węzła budowlanego są ceownikami.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeśli słup węzła budowlanego jest w postaci dwuteownika, a pasy blachy są zamocowane do jego środnika, zaś blacha czołowa każdej z belek jest zamocowana do przeciwległych półek tego teownika.

Następne korzyści uzyskiwane są, jeśli belki węzła budowlanego są w postaci dwuteowników zorientowanych swoimi stopkami poziomo, a zamocowanie końców kształtowników do każdej z belek jest na jej dolnej stopce.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na wzmocnienie węzła doczołowego obustronnego nieużebrowanego w fazie dużych odkształceń, w sytuacji wyjątkowej związanej z degradacją nośności konstrukcji np. w przypadku wyłączenia się słupa z przenoszenia obciążeń wskutek pożaru, czy też wybuchu. Zastosowanie dodatkowych elementów w postaci kształtowników zwiększa nośność oraz zdolność połączenia do obrotu bez jego zniszczenia, co jest pożądane w przypadku wytworzenia się wtórnego mechanizmu przenoszenia obciążeń, znanego jako model cięgnowy (ang. catenary action). Zastosowane elementy wzmacniające w postaci kształtowników nie ograniczają odkształcalności węzła w sytuacji trwałej, tj. w stanie eksploatacji.

Węzeł budowlany doczołowy obustronny, według wynalazku, w przykładzie wykonania został bliżej wyjaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia węzeł budowlany w widoku od strony zamocowania pasa blachy do słupa, fig. 2 - ten sam węzeł w widoku W1-W1 z fig. 1, fig. 3 - ten sam węzeł w widoku W2-W2 z fig. 1.

Węzeł budowlany doczołowy obustronny, według wynalazku w przykładzie wykonania łączy ze sobą stalowy słup 1 oraz dwie stalowe belki 2. Słup 1 jest w postaci dwuteownika a do jego półek 3 umiejscowionych po przeciwnych stronach środnika 4 zamocowane są, współosiowo względem siebie oraz prostopadle względem słupa 1, dwie stalowe belki 2 w postaci dwuteowników. Każda z belek 2 ma na swoim końcu zamocowanym do słupa 1, przyspawaną blachę czołową 5, która jest przykręcona ośmioma śrubami pierwszymi 6 do półki 3 słupa 1. Belki 2 zorientowane są poziomo swoimi stopkami. Blacha czołowa 5 każdej z belek 2 wychodzi poza obrys profilu tej belki 2 a dwie śruby pierwsze 6 są umiejscowione bezpośrednio powyżej górnej stopki 7 belki 2, dwie śruby pierwsze 6 są umiejscowione bezpośrednio pod górną stopką 7, dwie śruby pierwsze 6 umiejscowione są bezpośrednio powyżej dolnej stopki 7, zaś dwie śruby pierwsze 6 są umiejscowione bezpośrednio poniżej dolnej stopki 7. Do środnika 4 słupa 1 po jego przeciwnych stronach, na wysokości odpowiadającej wysokości położenia dolnej stopki 7, są przyspawane dwa współosiowe względem siebie poziome pasy blachy 8. Każdy poziomy pas blachy 8 jest na jednym końcu przyspawany do środnika 4 słupa 1, a na drugim ma zamocowane końce czterech kształtowników 9 w postaci ceowników, przy czym dwa kształtowniki 9 zamocowane są na jednym swoim końcu do górnej powierzchni pasa blachy 8, a na drugim końcu każdy z tych dwóch kształtowników 9 jest zamocowany do innej belki 2, zaś dwa pozostałe kształtowniki 9 są zamocowane na swoim jednym końcu do dolnej powierzchni tego pasa blachy 8 a na drugim końcu każdy z tych dwóch pozostałych kształtowników 9 jest zamocowany do innej belki 2. Kształtowniki 9 zamocowane są do belek 2 oraz pasów blachy 8 za pomocą śrub drugich 10. Każdy pas blachy 8 ma żebro wzmacniające 11 w postaci wycinka stalowej blachy pionowej przyspawane go na osi tego pasa blachy 8 pomiędzy miejscem zamocowania kształtowników 9 a powierzchnią słupa 1, do której zamocowany jest pas blachy 8. Odcinek pionowej blachy jest przyspawany na jednym swoim końcu do powierzchni środnika 4 słupa 1.

Wykaz oznaczeń

- słup

- belka 3 - półka 4 - środnik 5 - blacha czołowa 6 - śruba pierwsza 7 - stopka

- pas blachy (poziomy)

- kształtownik

- śruba druga

- żebro wzmacniające

Claims (7)

1. Węzeł budowlany doczołowy obustronny, w którym belki stalowe są połączone prostopadle ze słupem, przy czym każda belka na swoim końcu połączonym ze słupem ma blachę czołową i jest połączona z tym słupem śrubowo za pośrednictwem tej blachy czołowej oraz ułożona jest współosiowo względem pozostałej belki, znamienny tym, że do słupa (1) są zamocowane prostopadle dwa poziome pasy blachy (8) współosiowe względem siebie oraz prostopadłe względem belek (2) a do każdego z tych pasów blachy (8), na ich końcach niepołączonych ze słupem (1), zamocowane są końce co najmniej dwóch kształtowników (9) o profilu otwartym, przy czym drugi koniec co najmniej jednego kształtownika (9) jest zamocowany do jednej z belek (2), zaś drugi koniec co najmniej jednego pozostałego kształtownika (9) jest zamocowany do pozostałej belki (2).

2. Węzeł budowlany według zastrz. 1, znamienny tym, że do każdego pasa blachy (8) zamocowane są cztery kształtowniki (9), przy czym dwa kształtowniki (9) zamocowane są na jednym swoim końcu do górnej powierzchni pasa blachy (8), a na drugim końcu każdy z tych dwóch kształtowników (9) jest zamocowany do innej belki (2), zaś dwa pozostałe kształtowniki (9) są zamocowane na swoim jednym końcu do dolnej powierzchni tego pasa blachy (8) a na drugim końcu każdy z tych dwóch pozostałych kształtowników (9) jest zamocowany do innej belki (2).

3. Węzeł budowlany, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że każdy z jego pasów blachy (8) jest wzmocniony żebrem wzmacniającym (11) umiejscowionym na jego osi.

4. Węzeł budowlany, według zastrz. 3, znamienny tym, że żebro wzmacniające (11) jego pasa blachy (8) jest w postaci pionowego odcinka blachy przyspawanego na osi tego pasa blachy (8) pomiędzy powierzchnią słupa (1), do której zamocowany jest pas blachy (8) a miejscem zamocowania kształtowników (9) do tego pasa blachy (8), a ponadto ten pionowy odcinek blachy jest przyspawany na jednym ze swoich końców do powierzchni słupa (1).

5. Węzeł budowlany, według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że jego kształtowniki (9) są ceownikami.

6. Węzeł budowlany, według jednego z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że jego słup (1) jest w postaci dwuteownika, a pasy blachy (8) są zamocowane do jego środnika (4), zaś blacha czołowa (5) każdej z belek (2) jest zamocowana do przeciwległych półek (3) tego teownika.

7. Węzeł budowlany, według jednego z zastrz. od 1 do 6, znamienny tym, że jego belki (2) są w postaci dwuteowników zorientowanych swoimi stopkami (7) poziomo, a zamocowanie końców kształtowników (9) do każdej z belek (2) jest na jej dolnej stopce (7).