ИССЛЕДОВАНИЕ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ УЗЛА КРЕПЛЕНИЯ УГЛОВЫХ СТОЕК БЛОК-КОНТЕЙНЕРА
, научный руководитель, канд. техн. наук, доцент
Вологодский Государственный Технический университет
г. Вологда
Спрос на мобильные блок-контейнеры значительно увеличился в настоящее время в связи с возможностями их эффективного использования при изготовлении модульных зданий и сооружений. В то же время существенно повысились требования к техническим и эксплуатационным характеристикам блок-контейнеров, срокам монтажа, в значительной степени зависящим от рациональности их конструкции. С этой целью был проведен инженерный анализ напряженно-деформированного состояния каркаса блок-контейнера в составе модульного сооружения. Для расчета рассматривалось трехэтажное сооружение, состоящее из мобильных блок-контейнеров с шагом основных несущих элементов 2,5м и 3м, протяженностью 51м и высотой каждого этажа 3м. Расчетная схема сооружения приведена на рис.1.
Рис. 1 – Расчетная схема сооружения
Статический расчет напряженно-деформированного состояния каркаса сооружения был выполнен методом конечных элементов в программе SCAD 11, в результате чего были выявлены максимальные напряжения, возникающие в процессе эксплуатации. Анализ напряженного состояния основных конструктивных элементов каркаса показал, что самыми нагруженными являются внутренняя стойка первого этажа и продольные балки панелей перекрытия первого этажа. Причем максимальные напряжения возникают в соединениях каркаса межэтажной панели с угловыми стойками. Инженерный анализ известных конструкций соединений выявил недостатки данных конструктивных решений, на основании чего был сделан вывод о необходимости разработки новой конструкции соединения, так как ни одно из рассмотренных решений не обеспечивало требуемых надежности и устойчивости сборно-разборных сооружений из блок-контейнеров. Поэтому было предложено новое соединение каркаса межэтажной панели со стойками (рис.2 и рис.3) с установкой полого трубчатого элемента между косынками каркаса панели.
Рис. 2 - Узел крепления в сборе Рис. 3 - Узел крепления в разобранном состоянии
Описание конструкции узла: каркас межэтажной панели состоит из гнутого профиля 1, соединенного сваркой по углам с фитингами, изготовленными из профиля уголковой формы 2. Внутри фитингов установлены две косынки треугольной формы 3, в центре которых расположено отверстие 4, между косынками соосно отверстиям установлен трубчатый элемент 5. Для крепления стоек на косынках каркаса через отверстия 4 и трубчатый элемент 5 пропущена шпилька 6 с резьбовыми соединениями, концы которой выступают в направлении присоединяемых стоек. Стойка для крепления межэтажной панели состоит из профиля уголковой формы 7, на концах которого с внутренней стороны приварен уголок 8 так, что часть его выступает за пределы профиля 7. К выступам уголка 8 приварена треугольной формы косынка 9 с отверстием 10. К косынке 9 приварена резьбовая втулка 11, для крепления шпильки 6. Высота соединительного выступа уголка 8 с косынкой 9 равна высоте между краем фитинга каркаса панели и установленной в нем косынке.
Определение рациональных значений параметров элементов соединения каркаса межэтажной панели со стойками осуществлялось на основании критерия равнопрочности деталей соединения путем проведения имитационных экспериментов с расчетом напряженно-деформированного состояния конструкции в автоматизированной системе инженерного анализа Cosmos Works при различных условиях эксплуатации.
В результате выполненных исследований и разработок найдена конструкция стыковочного соединения каркаса межэтажной панели со стойками, обеспечивающая необходимую прочность и жесткость крепления строительных конструкций, высокую технологичность изготовления и сборки, что обеспечивает надежное пакетирование панелей и в короткие сроки производить монтаж модульных зданий и сооружений.
