Предварительно напряженная каркасная вантовая сборная арочная конструкция

Использование: в строительстве, в широкопролетной арочной быстровозводимой, облегченной, не требующей фундаментной стяжки, конструкции, и может найти применение для спортивных, складских и аналогичных сооружений, требующих большого свободного объёма.

Задача: снижение металлоёмкости, трудоёмкости изготовления и сборки при выполнении арочных конструкций.

Сущность: в предварительно напряженной каркасной вантовой сборной арочной конструкции жесткие криволинейные стержни образуют опорный каркас покрытия крыши, поверхность которой выполнена в виде цилиндрической или параболической выпуклой оболочки, кроме того, конструкция снабжена дополнительными перекрестными стяжными вантами, соединяющими жесткие криволинейные стержни по типу тетивы у лука с распорками для каждого из жестких криволинейных стержней в секции.

Предлагаемая полезная модель относится к строительству и может быть использована в широкопролетной арочной быстровозводимой, облегченной, не требующей фундаментной стяжки, конструкции.

Предлагаемая арочная конструкция может найти применение для спортивных, складских и других сооружений, требующих большого свободного объема.

Известна складная сетчатая оболочка [1], включающая оборудованными шарнирно соединенными стержнями шестиугольные ячейки, узлы сопряжения стержней, каждый из которых соединены между собой вантами по направлению меньших диагоналей и имеют узловые детали.

Оболочка снабжена дополнительными вантами, а узловые детали -цилиндрами с пружинами сжатия и шайбами.

Каждая дополнительная ванта установлена вдоль каждого из стержней ячейки с его внутренней и наружной стороны и прикреплена одним из концов к узловой детали, а другим -к шайбе, установленной с возможностью перемещения вдоль цилиндра, прикрепленного к узловой детали вдоль ее оси.

Каждая пружина сжатия размещена между узловой деталью и шайбой.

Известная складная сетчатая оболочка предназначена только для использования в висячих конструкциях, в арочных сооружениях ее использовать невозможно.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является предварительно напряженный вант[2], включающий криволинейный жесткий и гибкий стержни.

Для снижения металлоемкости гибкий стержень расположен по оси жесткого стержня и выполнен с предварительным напряжением.

Недостаток конструкции, принятой за прототип, заключается в том, что в ней использована классическая схема применения вант для подвески на них висячих конструкций, покрытий или их элементов, что не позволяет выполнять арочные конструкции.

Основной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления и сборки при выполнении арочных конструкций.

Поставленная задача решается с помощью предварительно напряженной каркасной вантовой сборной арочной конструкции, которая, как и прототип, включает жесткие криволинейные стержни.

В отличие от прототипа жесткие криволинейные стержни образуют опорный каркас покрытия крыши, поверхность которой выполнена в виде цилиндрической или параболической выпуклой оболочки. Кроме того, она снабжена дополнительными перекрестными стяжными вантами, соединяющими жесткие криволинейные стержни по типу тетивы у лука с распорками для каждого из жестких криволинейных стержней в секции.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается' в том, что, благодаря тому, что криволинейные стержни образуют опорный каркас покрытия крыши, поверхность которой выполнена в виде цилиндрической или параболической выпуклой оболочки, и снабжена дополнительными перекрестными стяжными вантами, соединяющими жесткие криволинейные стержни по типу тетивы у лука с распорками для каждого из жестких криволинейных стержней в секции, достигается следующее:

- обеспечение высокой деформационной жесткости, прочности и повышенной несущей способности образованной оболочки без

применения традиционных ферм, достигается снижение металлоемкости более, чем в 3 раза для любых размеров пролетов;

- обеспечение изготовления на машиностроительных и других металлообрабатывающих предприятиях по типовым технологиям в виде серии;

- обеспечение мобильной транспортировки в виде малых пакетов деталей;

- удобное складирование деталей на малых площадках, применение легкого подъемно-транспортного оборудования;

- монтаж, сборка на площадке без стяжного фундамента с применением легких мало заглубленных опор, монтаж металлоконструкций без применения подъемно-транспортного оборудования;

- мобильная разборка и переустановка на другую площадку. На чертеже представлен общий вид предварительно напряженной каркасной вантовой сборной арочной конструкции.

Предварительно напряженная каркасная вантовая сборная арочная конструкция, включающая жесткие криволинейные стержни 1, образующие опорный каркас покрытия крыши, поверхность которой выполнена в виде цилиндрической или параболической выпуклой оболочки, снабжена дополнительными перекрестными стяжными вантами 2, соединяющими жесткие криволинейные стержни 1 по типу тетивы у лука с распорками 3 для каждого из жестких криволинейных стержней в секции.

Работа устройства осуществляется следующим образом:

криволинейные стержни 1 собираются на болтовых соединениях, распорки 3 устанавливаются шарнирно.

Каждая стяжная ванта 2 в своем составе имеет стяжной винтовой талреп (на чертеже не показан). Стяжные ванты 2 крепятся к концам криволинейных стержней 1 посредством стандартных коушей и рымов.

В составе сооружения криволинейные стержни 1 воспринимают снеговую, ветровую нагрузки, вызывающие появление изгибающих моментов в пределах его длины.

Стяжные ванты 2 создают при этом усилия, стягивающие концы стержней 1, направленные вдоль них.

При этом распорка 3 позволяет направить отрезки стяжной ванты 2 и соответствующее усилие так, что возникают изгибающие моменты направления, противоположного моментам, действующим в криволинейном стержне 1.

Таким образом, стяжная ванта 2 является устройством, компенсирующим изгибающие моменты на всем пролете сооружения, что в результате приводит к разгрузке опорных сечений по моментам.

Последнее позволяет применять подобные конструкции на легких каркасных стенах произвольной высоты или иных опорах.

Применение предлагаемой полезной модели позволяет снизить металлоемкость, трудоемкость изготовления и сборки при выполнении арочных конструкций.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. СССР, авторское свидетельство №912860, МПК: Е 04 В 7/14, 1982 г.

2. СССР, авторское свидетельство №903510, МПК: Е 04 В 7/14, 1982 г. -прототип.

Предварительно напряженная каркасная вантовая сборная арочная конструкция, включающая жесткие криволинейные стержни, отличающаяся тем, что жесткие криволинейные стержни образуют опорный каркас покрытия крыши, поверхность которой выполнена в виде цилиндрической или параболической выпуклой оболочки, и снабжена дополнительными перекрестными стяжными вантами, соединяющими жесткие криволинейные стержни по типу тетивы у лука с распорками для каждого из жестких криволинейных стержней в секции.