Металлическая ферма

Авторы патента:

E04C3/04 - из металла (E04C 3/29 имеет преимущество; как арматура E04C 5/06; изготовление B21)

Владельцы патента RU 2553810:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" (RU)

Предложенное техническое решение относится к области строительства и предназначено для применения в качестве несущих конструкций покрытий зданий и сооружений. Металлическая ферма включает верхние пояса из парных уголков, нижний пояс из одиночного уголка и пространственно расположенные раскосы также из одиночных уголков, прикрепленных к поясам при помощи листовых фасонок, причем парные уголки верхних поясов состыкованы между собой посредством листовых фасонок, жестко прикрепленных к их перьям, с образованием составных зетовых (Z-образных) сечений. Технический результат - увеличение несущей способности сжатоизогнутых верхних поясов, снижение трудоемкости их изготовления. 3 ил., 1 табл.

Предложенное техническое решение относится к области строительства и предназначено для применения в качестве несущих конструкций покрытий зданий и сооружений, имеющих в плане прямоугольную сетку колонн размером, например, 12×18 или 12×24 м.

Известно пространственное стержневое складчатое покрытие, включающее настил, длинноразмерные верхние и нижние пояса, а также систему раскосов с углом наклона между гранями, равным удвоенному углу наклона проекции раскосов на плоскость, перпендикулярную к поясам. Сжатоизогнутые верхние пояса выполнены двутавровыми, растянутые нижние пояса и пространственно расположенные раскосы - уголковыми [Трофимов В.И., Дмитриев И.Н., Косогов A.M., Алпатов М.Д. Пространственное стержневое складчатое покрытие. - Авторское свидетельство №488899, 25.10.1975. - Бюл. №39]. Благодаря жесткому прикреплению настила к верхним поясам структуры, объединяются функции прогонов и поясов, повышается устойчивость покрытия, экономится металл и можно использовать подвесные краны грузоподъемностью до 5 тонн. Все перечисленное с успехом реализовано в типовых конструкциях системы «ЦНИИСК» [Структурные конструкции покрытий одноэтажных производственных зданий пролетом 18 и 24 м из прокатных профилей типа «ЦНИИСК» / Серия 1.460-6/81. - Чертежи КМ, 1981] и ее более поздней модификации «Москва» [Стальные конструкции покрытий одноэтажных производственных зданий из прокатных профилей с разреженной решеткой пролетом 18 и 24 м типа «Москва» / Шифр 774 KM. - Чертежи KM, 1988].

Однако верхние прогоннопоясные элементы, выполненные из двутавровых балок, относятся к дорогостоящим фасонным профилям стального проката, что повышает сметную стоимость несущих конструкций.

Наиболее близкое техническое решение (прототип) представляет собой металлическую ферму с верхними поясами коробчатого сечения, которые изготовлены из парных уголков, состыкованных между собой перьями с выполненными в них прорезями для пропуска листовых фасонок. Через эти фасонки к верхним поясам прикреплена раскосная решетка. Нижние пояса и пространственно расположенные раскосы выполнены из одиночных уголков [Аванесов С.И., Чихачев Т.В., Балоян А.В., Абовян А.Г. Металлическая ферма. - Авторское свидетельство №1544921, 23.02.1990. - Бюл. №7].

Недостатком прототипа в случае беспрогонного покрытия, когда объединяются функции прогонов и поясов, является явно недостаточная высота коробчатого сечения сжато изогнутых верхних поясов, что ограничивает их несущую способность и сопровождается увеличением расхода конструкционного материала. Кроме того, продольные прорези, необходимые для пропуска листовых фасонок, оказывают негативное влияние на трудоемкость изготовления несущих конструкций.

Задача предложенного технического решения заключается в увеличении несущей способности сжатоизогнутых верхних поясов и снижении трудоемкости их изготовления.

Для достижения технического результата в металлической ферме, включающей верхние пояса из парных уголков, нижний пояс из одиночных уголков и пространственно расположенные раскосы также из одиночных уголков, прикрепленных к поясам при помощи листовых фасонок, парные уголки верхних поясов состыкованы между собой посредством листовых фасонок, жестко прикрепленных к их перьям, с образованием составных зетовых (Z-образных) сечений.

Предложенная металлическая ферма имеет достаточно универсальное техническое решение. Ее можно использовать в качестве самостоятельной несущей конструкции покрытий (перекрытий) зданий или сооружений. Не менее эффективно ее применение в составе структурных конструкций покрытий одноэтажных производственных зданий пролетом 18 и 24 м. В этом случае появляется возможность существенно повысить степень унификации несущих конструкций за счет замены сжатоизгибаемых двутавров верхних поясов стержневыми элементами составного зетового (Z-образного) сечения из парных уголков, включая в первую очередь уголковые профили, из которых изготовлены нижние пояса и раскосы пространственной решетки. Перспектива дальнейшего повышения технико-экономических характеристик несущих конструкций открывается с переходом на гнутые уголковые профили, особенно тонкостенные оцинкованные, имеющие в последнее время большой спрос.

Предложенное техническое решение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 показан вид сбоку металлической фермы; на фиг.2 - поперечный разрез металлической фермы; на фиг.3 - аксонометрия фрагмента верхнего пояса из парных уголков с фасонкой.

Верхние пояса 1 металлической фермы выполнены составного зетового (Z-образного) сечения, скомпонованного из парных уголковых профилей 2 (прокатных или гнутых), объединенных при помощи листовых фасонок 3, которые одновременно выполняют функции прокладок сжатых стержневых элементов. Для обеспечения совместной работы уголковых профилей 2 расстояние между листовыми фасонками 3 должно быть не более 40i, где i - радиус инерции одного уголка относительно оси, параллельной фасонке [Металлические конструкции: Учебник для вузов / Под ред. Ю.И. Кудишина. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - С.287].

Нижние пояса 4 и раскосы 5 пространственной решетки металлической фермы изготовлены из одиночных уголков (также прокатных или гнутых). К верхним поясам 1 фермы раскосы 5 прикреплены при помощи листовых фасонок 2, а к нижним поясам 4 - аналогичных фасонок 6.

Верхний пояс 1 металлической фермы развит по вертикали, за счет чего обладает необходимой и достаточной несущей способностью на сжатие и местный изгиб. При этом в горизонтальном направлении он закреплен жестким диском, образованным из соответствующим образом соединенных элементов настила.

Для сравнения предложенного (нового) технического решения с известным в качестве базового объекта принят сортамент уголковых профилей, использованных в структурных конструкциях системы «ЦНИИСК», «Москва». Геометрические характеристики сечений зетовых (Z-образных) поясов предложенной фермы и коробчатых поясов металлической фермы прототипа, а также их соотношения приведены в таблице. Как видно, предложенное решение сопровождается увеличением в силовой (вертикальной) плоскости приведенных характеристик в 2…4 раза.

Кроме того, из сравнения приведенных вариантов также легко заметить, что отсутствие в предложенном решении вырезов для пропуска листовых фасонок, наличие которых характерно для прототипа, обеспечивает дополнительный положительный эффект в виде снижения трудоемкости изготовления несущих конструкций.

Металлическая ферма, включающая верхние пояса из парных уголков, нижний пояс из одиночного уголка и пространственно расположенные раскосы также из одиночных уголков, прикрепленных к поясам при помощи листовых фасонок, отличающаяся тем, что парные уголки верхних поясов состыкованы между собой посредством листовых фасонок, жестко прикрепленных к их перьям, с образованием составных зетовых (Z-образных) сечений.

Похожие патенты:

Полисистемная ферма // 2528311

Изобретение относится к строительству, в частности к металлостроительному производству стальных балочных безраскосных полисистемных ферм покрытий промышленных и гражданских зданий, сооружений и пролетных строений автомобильных и железнодорожных мостов.

Шпангоут переменной жесткости // 2519301

Изобретение относится к несущим конструкциям объектов. Шпангоут переменной жесткости содержит наружный пояс, внутренний пояс и стенку.

Каркасный т-образный профиль с одним ребром, изготовленный из сплошной полосы // 2481442

Изобретение относится к области строительства, в частности к каркасному Т-образному профилю. .

Улучшенная балка // 2340744

Изобретение относится к области строительства, а именно к швеллерной балке с полыми полками, расположенными вдоль противоположных краев балочной стенки и проходящими от этой стенки в одном направлении.

Сборная балка // 2309229

Изобретение относится к области строительства, в частности к сборным балкам. .

Система профильных балок прежде всего для сооружения ярмарочных и выставочных павильонов // 2295011

Изобретение относится к сооружениям для ярмарочных и выставочных павильонов, состоящим из многоугольных в поперечном сечении полых профильных балок. .

Подкраново-подстропильная балка // 2235674

Изобретение относится к подкрановым конструкциям с интенсивным тяжелым режимом эксплуатации. .

Балка // 2232125

Изобретение относится к металлическим конструкциям. .

Покрытие из трехгранных ферм // 2188287

Изобретение относится к области строительства, а более конкретно к несущим металлическим конструкциям покрытия производственных и общественных зданий. .

Тонкостенная металлическая балка // 2137891

Изобретение относится к области строительства, а именно к металлическим балкам, которые могут использоваться как несущие конструкции, а также в качестве опалубочных элементов.

Длинномерная продольная конструкция со стыковым соединением секций (варианты) // 2589807

Изобретение относится к длинномерным металлоконструкциям. Длинномерная продольная секционная конструкция (ДПСК) состоит из двух продольных элементов, имеющих каждый, по меньшей мере, одну пару стыкуемых секций, объединенных с соответствующими секциями соседнего продольного элемента с помощью обоймы. Обойма состоит из набора связей, включающего одну пару внутренних установочной связей (ВУС), образующих при соединении стыковочный узел, две наружные силовые связи (HCC) (8), пары регулируемых сердечников (12) и пары упорных вкладышей (13). Между стыковочным узлом обоймы и НСС (8) образованы продольные полости, в каждой из которых размещены оконечности пары стыкуемых секций, отделенных друг от друга дистанционной упорной пластиной (ДУП), установленной на вертикальных пластинах соответствующей ВУС и/или НСС (8). Боковые стороны ДУП являются опорными для сопрягающихся с ними торцов оконечностей, являющуюся продолжением вертикального элемента стыкуемой секции. Второй вариант ДПСК включает более двух продольных элементов, а обойма имеет более одной пары внутренних связей, каждая из которых образует при соединении друг с другом стыковочный узел. Изобретение улучшает эксплуатационные качества ДПСК. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 16 ил.

Фланцевое соединение растянутых элементов двутаврового сечения // 2599755

Изобретение относится к области строительства, в частности к монтажным соединениям растянутых элементов металлических конструкций двутаврового профиля. Фланцевое соединение растянутых элементов двутаврового поперечного сечения включает соединяемые несущие элементы, фланцы, расположенные в торцевой части элементов, ребра жесткости, прикрепленные одной стороной к фланцу, а другой - к несущему элементу, и высокопрочные болты, соединяющие фланцы между собой. При этом фланец имеет двутавровую форму поперечного сечения, состоит из двух полок и стенки, причем внутренние грани полок примыкают к стенке под углом. Технический результат состоит в снижении материалоемкости фланцевого соединения растянутых элементов двутаврового профиля. 3 ил.

Раскосная решетка стержневых конструкций с дополнительными раскосами y-образной или ψ-образной формы // 2633024

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства и может быть использовано в стержневых конструкциях покрытий (перекрытий) зданий и сооружений различного назначения. Техническим результатом предлагаемого решения является укорочение дополнительных стержней раскосной решетки, упрощение их узловых соединений с нижним поясом, основными раскосами и стойками, а также сокращение трудозатрат и расхода конструкционного материала. Указанный технический результат достигается тем, что раскосная решетка стержневых конструкций помимо верхнего (сжатого или сжато-изгибаемого) и нижнего (растянутого) поясов, основных раскосов и стоек снабжена также дополнительными раскосами. Верхние узловые соединения таких раскосов делят панели верхнего пояса на составные части, а нижние узловые соединения тех же раскосов совмещены с узловыми соединениями нижнего пояса и стержней решетки (основными раскосами и стойками). Дополнительные раскосы имеют Y-образную или Ψ-образную форму. 6 ил., 1 табл.

Стальная ферма повышенной живучести // 2643378

Изобретение относится к строительным конструкциям, в частности к стальным фермам. Технический результат - предупреждение обрушения фермы в случае локального разрушения одного из стержней или средних узлов нижнего пояса при возможном аварийном воздействии. Ферма состоит из верхнего и нижнего поясов, соединенных между собой решеткой. Отличительной особенностью конструкции является наличие дополнительного горизонтального стержня, захватов, расположенных на крайних раскосах фермы, коротышей в узлах нижнего пояса и кронштейнов, оборудованных пружинами. Дополнительный стержень содержит упоры, приваренные попарно - по одной паре напротив каждого из коротышей, и легкие хомуты. С помощью пружин сжатия он прижимается к захватам и ограничивается облегченными хомутами по смещениям из плоскости фермы. 7 ил.

Угловая двухлучевая обойма для стыкового соединения секций длинномерной продольной секционной конструкции (дпск), профильная дпск со стыковым соединением секций и временные пути перемещения крупногабаритных и тяжеловесных грузов // 2647556

Настоящее изобретение относится к машиностроению, а именно к длинномерной продольной секционной конструкции (далее - ДПСК) и устройству для стыкового соединения секций ДПСК - угловой двухлучевой обойме (УДО). Единый технический результат состоит в возможности создания профильных участков ДПСК и достигается за счет того, что в ДПСК, состоящей из двух и более параллельно расположенных продольных элементов, имеющих каждый, по меньшей мере, одну пару стыкуемых секций, последние соединены между собой и объединены с соответствующими стыкуемыми секциями соседнего продольного элемента, образуя пару смежных секций ДПСК, с помощью УДО, состоящей из набора связей, включающего выполненные в форме тавра внутренние связи, каждая пара из которых образует стыковочный узел, и две наружные силовые связи (НСС), выполненные, каждая, в виде швеллера и снабженные маячковыми накладками, где в средней части пластины ребра ВУС и пластины ребра НСС со стороны, обращенной к оконечностям пары стыкуемых секций соответствующего продольного элемента ДПСК, размещаемым в продольных полостях обоймы, образующихся при ее сборе между стыковочным узлом и НСС или между соседними стыковочными узлами и крайними стыковочными узлами и НСС, установлены разделяющие указанные оконечности друг от друга дистанционные упорные пластины, а также из элементов крепления обоймы в виде пары регулируемых сердечников и пары упорных вкладышей, НСС и ВУС изогнуты каждая в средней части, в плоскости расположения пластины ребра на угол изгиба (α), являющийся углом отклонения полки/полок связи от горизонтали, а каждая внутренняя запирающая связь в стыковочном узле обоймы составлена (составная ВЗС) из двух являющихся зеркальным отражением друг друга отдельных частей, торцевые кромки каждой из которых, отстоящие в стыковочном узле обоймы друг от друга на величину зазора, срезаны под углом (α/2) к вертикали с вершиной угла на свободной кромке пластины ребра, где (0<α</=90°). Конструкции ДПСК, для соединения смежных секции которых применены, в том числе УДО, использованы в качестве направляющих путей повторяющих профиль берегового откоса временных путей перемещения крупногабаритных и тяжеловесных грузов. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 16 ил.