Каркас быстровозводимого сооружения и способ его монтажа

Изобретение относится к строительству, в частности к несущим каркасам быстровозводимых зданий и сооружений. Каркас включает шарнирно соединенные элементы арочно-рамной конструкции в виде поясов с раскосами, образующие ячейки четырехзвенных механизмов, опорные шарниры и центральный шарнир, расположенный выше опорных шарниров. Ячейки четырехзвенных механизмов образованы элементами поясов и восходящих раскосов, причем смежные ячейки объединены в кинематическую цепь таким образом, что имеют общие элементы в виде восходящих раскосов, а нисходящие раскосы расположены по диагоналям четырехзвенных ячеек. Предложен способ монтажа каркаса. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 24 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и касается быстровозводимых зданий и сооружений различного назначения.

Известна конструкция каркаса рамы подкосно-ригельного типа с использованием четырехзвенных механизмов (см., например, патент РФ №2449093 от 12.04.2010).

К недостаткам известного решения следует отнести ограниченность применения при увеличении пролета, т.к. при этом необходимо увеличение длины элементов и, как следствие, утяжеление конструкции.

Для конструкции в виде пантографа характерно увеличение числа элементов и также утяжеление конструкции. Кроме того, в этом случае затруднительно опирать на землю часть промежуточных узлов каркаса, что усложняет монтаж.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где схематически изображено:

- на фиг. 1 - вид конструкции в проектном положении;

- на фиг. 2-7, 8-15 - стадии монтажа предложенной конструкции;

- на фиг. 16 - схема конструкции каркаса в виде пространственного блока в проектном положении;

- на фиг. 17 - то же, со смонтированными панелями;

- на фиг. 18-23 представлен пример конструктивного решения арочного каркаса, а также стадии монтажа этой конструкции, выполненной из парных элементов с узловыми фасонками;

- на фиг. 24 представлен фрагмент конструкции, выполненной из парных элементов с узловыми фасонками;

- на фиг. 25 показано сечение узла по фасонке,

- на фиг. 26 изображено сечение в месте расположения соединительной детали, объединяющей парные элементы.

На указанных чертежах каркас быстровозводимого сооружения включает элементы поясов: верхнего пояса 1, нижнего пояса 2, раскосы 3. Элементы выполнены с поворотными шарнирами 4.

Конструкция имеет опорные шарниры 6 и центральный шарнир 5.

Элементы поясов 1 и 2 с раскосами 3 образуют ячейки четырехзвенных механизмов АВЕС, BDFE, DAHF (фиг. 1), объединенные в кинематическую цепь. Как видно из приведенных схем, восходящие раскосы 3 являются общими элементами для смежных ячеек.

После установки каркаса в проектное положение монтируются нисходящие раскосы 7. Этим достигается неизменяемость смонтированной конструкции.

Предложенная конструкция может иметь различные варианты исполнения. На фиг. 18-25 представлена конструкция, выполненная из парных элементов с узловыми фасонками. Парные элементы 11 могут изготавливаться из уголков или швеллеров, узловые фасонки 12 - из листового проката.

Крепление элементов в узлах к фасонкам выполняется на болтах 13. Для обеспечения угловой подвижности в узле при установке каркаса в проектное положение устанавливают не все болты, а по одному на элемент, и лишь после трансформации ячейки производится установка и закрепление всех болтов.

Как и в традиционных конструкциях, для обеспечения совместной работы парных элементов предусмотрены прокладки 14 с болтами 13.

Каркас может быть выполнен в виде пространственного блока, включающего по крайней мере две рамы, соединенные распорками 8 и диагональными связями 9.

Монтаж предложенной конструкции выполняется следующим образом. Элементы каркаса доставляют на строительную площадку. Стержни поясов и восходящих раскосов собирают в узлах, закрепляют шарнирно к опорам. При монтаже укрупненных блоков устанавливают распорки 8 и связи 9. Затем с помощью лебедок или полиспастов, тросы которых прикрепляют к узлам четырехзвенных механизмов, стягивают узлы так, что диагонали, ориентированные в направлении нисходящих раскосов, укорачивают свою длину. Это приводит каркас в проектное положение. Затем с помощью установки нисходящих раскосов 7 производится окончательная фиксация конструкции.

Трансформацию четырехзвенных механизмов осуществляют поочередно по направлению к опорам, начиная с ячеек, примыкающих к центральному шарниру.

Сборка каркаса может производиться поочередным присоединением к смонтированной части каркаса по одному элементу верхнего пояса и восходящего раскоса.

Характерной особенностью предложенной конструкции является возможность производить монтажные работы в основном на земле, отпадает необходимость работ на высоте, что повышает безопасность строительства.

В случае необходимости в процессе предварительной сборки к каркасу можно присоединять элементы кровельного ограждения, например панели 10. Это повышает эффективность монтажа.

Кроме описанного способа предложенные каркасы могут монтироваться традиционно с помощью крана - одним подъемом после предварительной сборки на площадке.

Конструкции предложенного типа могут выполняться из разнообразных материалов: металла, дерева, пластмасс и т.п.

1. Каркас быстровозводимого сооружения, включающий шарнирно соединенные элементы арочно-рамной конструкции в виде поясов с раскосами, образующие ячейки четырехзвенных механизмов, опорные шарниры и центральный шарнир, расположенный выше опорных шарниров, отличающийся тем, что ячейки четырехзвенных механизмов образованы элементами поясов и восходящих раскосов, причем смежные ячейки объединены в кинематическую цепь таким образом, что имеют общие элементы в виде восходящих раскосов, а нисходящие раскосы расположены по диагоналям четырехзвенных ячеек.

2. Каркас по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с поясами из парных элементов с узловыми фасонками.

3. Каркас по пп. 1, 2, отличающийся тем, что выполнен в виде пространственного блока, который включает по крайней мере две рамы, соединенные связями.

4. Способ монтажа каркаса быстровозводимого сооружения, включающий раскладку элементов на площадке, соединение элементов в узлах, в т.ч. прикрепление к опорам, подъем каркаса в проектное положение за счет сближения противоположных узлов ячеек четырехзвенного механизма, отличающийся тем, что противоположные узлы сближают до укорочения диагонали ячейки четырехзвенного механизма до проектной величины, с последующей установкой вдоль диагонали нисходящего раскоса, при этом сближение противоположных узлов производят поочередно, начиная с ячеек, примыкающих к центральному шарниру.

5. Способ монтажа каркаса быстровозводимого сооружения по п. 4, отличающийся тем, что сборку каркаса производят поочередным присоединением к смонтированной части каркаса по одному элементу верхнего пояса и восходящего раскоса.

6. Способ монтажа каркаса быстровозводимого сооружения по п. 5, отличающийся тем, что установку панелей ограждения производят поочередно по мере подъема смонтированной части каркаса.