Треугольная решетка стержневых конструкций с дополнительными стойками и полураскосами



Треугольная решетка стержневых конструкций с дополнительными стойками и полураскосами
Треугольная решетка стержневых конструкций с дополнительными стойками и полураскосами
Треугольная решетка стержневых конструкций с дополнительными стойками и полураскосами
Треугольная решетка стержневых конструкций с дополнительными стойками и полураскосами
Треугольная решетка стержневых конструкций с дополнительными стойками и полураскосами
Треугольная решетка стержневых конструкций с дополнительными стойками и полураскосами

 


Владельцы патента RU 2573889:

Марутян Александр Суренович (RU)

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в стержневых конструкциях покрытий (перекрытий) зданий и сооружений различного назначения. Техническим результатом изобретения является сокращение трудозатрат и расхода конструкционного материала. Треугольная решетка стержневых конструкций, включающая верхний сжатый и нижний растянутый пояса, раскосы и стойки, снабжена также дополнительными полураскосами. Каждый из этих полураскосов одним концом соединен с верхним поясом, а другим концом - со стойкой. Причем соединительные узлы полураскосов делят все панели верхнего пояса и все стойки решетки на две части. 3 ил., 2 табл.

 

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства и может быть использовано в стержневых конструкциях покрытий (перекрытий) зданий и сооружений различного назначения.

Известны стержневые конструкции (фермы), поддерживающие прогоны кровельного ограждения или балки настила, к треугольной решетке которых часто добавляют дополнительные стойки, позволяющие при необходимости сокращать расстояния между узлами. Эти стойки получаются сравнительно легкими, так как работают только на местную нагрузку и не участвуют в передаче на опору поперечной силы. Они целесообразны также для уменьшения расчетной длины сжатого пояса [1. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы конструкций: Учеб. для строит. вузов / Под ред. В.В. Горева. - М.: Высш. шк., 2004. - С. 419-421, рис. 7.5, в, г; 2. Металлические конструкции: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / Под ред. Ю.И. Кудишина. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - С. 263, 268-269, рис. 9.6, в, г]. Недостатком такого технического решения является наличие длинных сжатых стержневых элементов поясов и решетки, что сопровождается дополнительным расходом конструкционного материала для обеспечения их устойчивости.

Известны также стержневые конструкции (фермы) с параллельными поясами, треугольная решетка которых снабжена дополнительными стойками и полустойками. Каждая из этих полустоек одним концом прикреплена к раскосу, а другим концом - к нижнему поясу, что способствует снижению расхода конструкционного материала за счет уменьшения расчетной длины раскосных стержней решетки [Беккер Г.Н. Ферма с параллельными поясами. - Авторское свидетельство №781293, 23.11.1980, бюл. №43]. Недостаток этого технического решения заключается в том, что дополнительные полустойки (в отличие от дополнительных стоек) не работают на местную нагрузку и выполняют функции связевых элементов только в плоскости решетки, не влияя на расчетную длину раскосных стержней из плоскости решетки.

Наиболее близким техническим решением (принятым за прототип) к предлагаемой треугольной решетке с дополнительными стойками и полураскосами является шпренгельная решетка, включающая в свой состав раскосы и дополнительные стойки, а также полураскосы и полустойки. Такую решетку используют при внеузловом приложении к верхнему поясу сосредоточенных нагрузок или при необходимости уменьшения расчетной длины сжатого пояса. Она более трудоемка, чем треугольная решетка, однако в результате исключения работы сжатого пояса на изгиб и сокращения его расчетной длины обеспечивает снижение расхода конструкционного материала [1. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы конструкций: Учеб. для строит. вузов / Под ред. В.В. Горева. - М.: Высш. шк., 2004. - С. 420-421, рис. 7.6, д; 2. Металлические конструкции: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / Под ред. Ю.И. Кудишина. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - С. 264, 269, рис. 9.7, д]. Недостатком принятого прототипа (шпренгельной решетки) является значительное количество отличающихся друг от друга стержневых элементов, их повышенная общая численность, что, являясь причиной существенной многодельности, вызывает дополнительные трудозатраты и расход конструкционного материала.

Техническим результатом предлагаемого решения является уменьшение количества отличающихся друг от друга стержневых элементов решетки и их общей численности, а также сокращение дополнительных трудозатрат и расхода конструкционного материала.

Указанный технический результат достигается тем, что треугольная решетка стержневых конструкций помимо верхнего сжатого и нижнего растянутого поясов, раскосов и дополнительных стоек, снабжена также дополнительными полураскосами. Каждый из этих полураскосов одним концом соединен с верхним поясом, а другим концом - со стойкой. Причем соединительные узлы полураскосов делят все панели верхнего пояса и все стойки решетки на две части.

Предлагаемое техническое решение достаточно универсально. В нем дополнительные полураскосы имеют двойное функциональное назначение. Работая на местную нагрузку, они догружают сравнительно легкие стойки решетки и с ними вместе не участвуют в передаче на опору поперечной силы. Вместе с тем, как связевые элементы они уменьшают расчетную длину сжатого пояса. Аналогичная эффективность применительно к прототипу (шпренгельной решетке) достижима в результате совместной работы дополнительных полураскосов и полустоек. Здесь очевидно, что в предложенной решетке одновременно сокращаются как число отличающихся друг от друга стержневых элементов, так и общее их количество. Универсальность такого решения обеспечивает его применение в беспрогонных покрытиях. Оно рационально не только в стержневых конструкциях с параллельными поясами или трапециевидного очертания, но и в треугольных фермах. Последнее обстоятельство особенно заметно в треугольных фермах системы Полонсо, а также, по терминологии академика В.Г. Шухова, в рациональных фермах 2-го класса [Шухов В.Г. Строительная механика. Избранные труды. - М.: Наука, 1977. - С. 71-82, рис. 6, 8].

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема треугольной решетки стержневой конструкции с параллельными поясами, дополнительными стойками и полураскосами; на фиг. 2 - схема стержневой конструкции, аналогичной фермам системы Полонсо; на фиг. 3 - схема стержневой конструкции, аналогичной рациональным фермам 2-го класса.

Предлагаемая треугольная решетка стержневых конструкций включает верхний сжатый пояс 1, нижний растянутый пояс 2, раскосы 3, дополнительные стойки 4 и полураскосы 5. Одним своим концом дополнительные полураскосы 5 соединены с панелями верхнего пояса 1, а другим концом - с дополнительными стойками 4. Соединительные узлы полураскосов 5 делят каждую из панелей верхнего пояса 1 и каждую из стоек 4 на две части.

Для определения общего количества стержневых элементов решетки в предложенном техническом решении и его прототипе целесообразно использовать табличную форму расчета (таблица 1), откуда видно, что уменьшение числа элементов составляет:

35/25=1,4 раза - в стержневой конструкции с параллельными поясами;

12/8=1,5 раза - в стержневой конструкции, аналогичной фермам системы Полонсо;

28/20=1,4 раза - в стержневой конструкции, аналогичной рациональным фермам 2-го класса.

Кроме того, для сравнения предлагаемого (нового) технического решения с известными в качестве базового объекта принята стержневая конструкция (ферма) беспрогонного покрытия из замкнутых гнуто-сварных профилей (труб) прямоугольного сечения по ГОСТ Р 54157-2010 «Сортамент труб стальных профильных для металлоконструкций», где решетка принималась:

1. треугольной; 2. треугольной с дополнительными стойками; 3. шпренгельной - известные решения;

4. треугольной с дополнительными стойками и полураскосами - предложенное решение (таблица 2).

При этом общие для всех вариантов исходные данные составили:

1. пролет фермы l=20 м, высота h=2 м (h/l=1/10), угол наклона раскосов α=45°;

2. расчетная нагрузка q=1280 кгс/м;

3. расчетное сопротивление конструкционного материала Ry=2100 кгс/см2;

4. узловые соединения стержней решетки и поясов выполнены бесфасоночными, с учетом недопущения продавливания или выдергивания (0,6≤b/B, где b - ширина сечения стержня решетки, B - ширина сечения пояса);

5. минимальная толщина стенок стержней решетки и поясов tmin=3 мм.

Как видно из таблицы 2, в предлагаемом (новом) техническом решении расход конструкционного материала (стали) сокращен на 2,8…11,1%.

Треугольная решетка стержневых конструкций с верхним сжатым и нижним растянутым поясами, раскосами и дополнительными стойками, отличающаяся тем, что снабжена дополнительными полураскосами, каждый из которых одним концом соединен с верхним поясом, а другим концом - со стойкой, причем соединительные узлы полураскосов делят все панели верхнего пояса и все стойки решетки на две части.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении длинномерных конструкций, в частности перфорированной балки. Технический результат заключается в снижении концентрации напряжений в стенке перфорированных балок, что приводит к повышению надежности и долговечности конструкций.

Изобретение относится к области строительства, в частности к многосекционной строительной конструкции для перекрытия зданий, создания навесов, а также для размещения антенных и радиопередающих установок.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении длинномерных конструкций, в частности перфорированной балки. Технический результат - повышение надежности и долговечности перфорированной балки за счет снижения концентрации напряжений в ее стенке.

Изобретение относится к строительству, а именно к металлическим легким, преимущественно сборно-разборным конструкциям покрытий зданий и сооружений. Предложена металлическая треугольная ферма, включающая выполненные из гнутых металлических профилей верхний и нижний пояса, а также раскосы, соединенные при помощи разъемных крепежных элементов.

Изобретение относится к строительству, а именно к длинномерным строительным металлическим решетчатым конструкциям из труб, и может быть использовано при изготовлении ферм, прогонов, колонн, арок, рам и других несущих конструкций.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для перекрытия зданий и сооружений, создания навесов, а также для размещения антенных и радиопередающих установок на определенной высоте над землей.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при монтаже шпренгельных ферм в покрытиях зданий и сооружений различного назначения. Техническая задача изобретения - уменьшение расходов на транспортировку шпренгельной фермы на строительную площадку и упрощение ее монтажа.

Изобретение относится к строительству, а именно к длинномерным строительным металлическим решетчатым конструкциям с трубчатыми поясами и может быть использовано при изготовлении ферм, прогонов, колонн, арок, рам и других несущих конструкций.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу изготовления облегченной арочной балки. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к решетчатой конструкции. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к металлическим фермам. Технический результат заключается в повышении прочностных и эксплуатационных характеристик фермы. Конструкция фермы состоит из нескольких рядом расположенных ферм, выполненных из горячекатаной или холодногнутой стали, соединенных между собой и в плоскости одной фермы сварным, винтовым или заклепочным способом пластинчатыми элементами, которые могут быть сплошными или прерывистыми вдоль длины стержня и иметь перфорацию. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к удлиненному элементу каркасных конструкций. Технический результат - упрощение сборки каркасных конструкций. Удлиненный и тонкостенный элемент с несколькими сторонами, проходящими вдоль продольной оси так, что элемент имеет множественную осевую симметрию относительно продольной оси. Каждая осесимметричная сторона включает в себя опорную поверхность в качестве точки опоры и крепления облицовки стены, и соединительную поверхность для крепления элемента к другим конструктивным элементам. Соединительная поверхность утоплена относительно опорной поверхности и находится на таком расстоянии, что когда элемент крепится обычными средствами крепления сквозь соединительную поверхность, средства крепления не выступают из поверхности опоры. Соединительные поверхности обеспечены группой отверстий для крепежных элементов. Также описан узел из таких конструктивных элементов. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх