Несущая строительная конструкция

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»685787 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 100577 (21) 2482962/29-33 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Опубликовано 15.09,79. Бюллетень Йо 34

Дата опубликования описания ÎÛ9.79 (51)М. Кл.2 е 04 с 3/04

Государственный комнтет

С,С СР по делам нэобретеннй н открытнй (53) (ДК б 24. 072. .2 (088. 8) (72) Автор изобретения

Г,Т. Фень (71) Заявитель государственный проектный институт укрпроектстальконструкция (54) НЕСУЩАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Изобретение может быть использо- вано в несущих балках (фермах), структурных блоках и панелях покрытий, пролетных строений мостов и т.д.

Известны и весьма широко применяются комбинированные балки (Фермы), которые для увеличения несущей способности и жесткости снабжены гибкими, предварительно напрягаемыми стержнями, затяжками, эакрепляемыми к нижним поясам балок жесткости (1).

Однако создание только предварительного напряжения в конструкции не дает возможности эффективно ее разгрузить, так как для этого необходимо большее предварительное напряжение, чем то, которое позволяет ненагруженная конструкция; применяемые средства натяжения затяжки и контроля натяжения сложны в исполнении, обслуживании и зачастую дорогостоящи.

Известна также несущая строительная конструкция, содержащая балку жесткости, усиленную затяжкой, которая прикреплена к верхним концам наклонных опорных стержней. Нижний конец каждого из опорных стержней упирается в опору и в торец балки.

Благодаря наклону сжатых опорных стержней, в затяжке от вертикальных опорных реакций возникают растягивающие усилия, раэгружающие балку (2) .

Такая конструкция является наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту. Однако в месте опирания двух последовательно расположенных балок требуется устанавливать одну черезвычайно

1О развитую опору или две опоры, что резко увеличивает расход материала на опоры и затрудняет или делает невозможным модульную разбивку опор.

Увеличение расхода материала на опо15 ры сводит на нет или даже превышает экономию материала балки от использования напряжения затяжки. При установке одной балки либо при разнесении опор на. расстояние, соответст-.

20 вующее модулю, балки должны иметь с обеих сторон развитые консоли над опорными стержнями. Однако нагрузка на консольном участке вызывает не растяжение, а ослабление затяжки, 25 что уменьшает эффективность разгрузки.

Кроме того,при загружении части пролета в них возникают большие от30 рицательные моменты. б 85 787

Цель изобретения — снижение материалоемкости несущей строительной конструкции, а именно, уменьшение расхода материала на опоры, уменьшение размеров надопорной части конструкции и упрощение опорных-узлов и узлов закрепления затяжки с обеспечением одновременно максимально ,возможной разгрузки конструкции °

Эта цель достигается тем, что в предлагаемой несущей строительной конструкции, включающий жесткий несущий элемент и прикрепленную к нему затяжку, несущий элемент выполнен составным, причем его средняя часть соединена шарнирно с концевыми частями с возможностью поворота в плоскости действия опорных реакций, а затяжка прикреплена к кон- цевым частям.

При односторонней по длине конструкции нагрузке затяжка в соответствующем месте неподвижно прикреплена к средней части жесткого несущего элемента, например, при помощи раскосов.

На фиг. I изображена описываемая конструкция, общий вид; на фиг..2-5 варианты выполнения узла 1 фиг. 1.

Конструкция содержит балку 1 жес-. ткости (ферму, структурную конструкцию, панель покрытия, пролетное строение моста), средняя часть которой соединена шарнирно с концевыми частями 2.

Для передачи разгружающих усилий от затяжки 3 на балку жесткости служат стойки 4. Посредине пролета или в другом фиксированном месте (в зависимости от схемы нагрузки на балку 1 жесткости) затяжка 3 жестко прикреплена к раскосам 5.

Шарнирное соединение частей балки

1 жесткости может быть выполнено посредством цилиндрического вкладыша б (фиг. 2), соприкасающихся полуцилиндрических поверхностей 7 (фиг. 3), углублений 8 и выступов 9 (фиг. 4) или выступов 10, скрепленных между собой болтами 11 (фиг. 5). К концевым частям 2 прикреплены опорные части 12 и концы затяжки 3.

Принцип работы конструкции заключается в том, что при ее загружении эксплуатационной нагрузкой концевые части 2 под действием опорных реакций поворачиваются вокруг осей шарниров. Закрепленная на них затяжка 3 препятствует этому повороту и натягивается возникающим усилием S, которое определяется,из условия равновесия в узле

d = г-. где R — опорная реакция

Й вЂ” расстояние от точки приложения опорной реакции до оси вращения концевой части;

r — плечо действия усилия S в затяжке 3; к — коэффициент, учитывающий силу трения в шарнире и, в зависимости от конструкции шарнира, равен 1,01-1,2, ъ

При параболическом очертании затяжки 3 из известной формулы

Н = S cos

Sh определяется зависимость равномерно распределенной нагрузки от величины Н вЂ” распора (горизонтальное усилие вдоль оси балки жесткости)

15 Ь и Н h 5 соь г аГ (1 откуда определяется усилие в каждой стойке

Sh В cosy

И=Ус =2>

20 где Х вЂ” расстояние между стойками; с(— разгружающая погонная нагрузка, тождественная эксплуатационной нагрузке;

S — усилие в зятяжке; г - угол наклона затяжки к оси балки жесткости в точке прикрепления затяжки к балке;

L — - пролет конструкции.

Как видно из формулы, величина раэгружающих усилий в стойках зависит от усилия в затяжке S, которое может регулироваться в широких пре) ,делах эа счет отношения — . При

cl

Г

35 этом разгружающие усилия возникают при загружеиии балки жесткости эксплуатационной нагрузкой и снимаются при ее снятии.

При односторонней нагрузке на

gg балку реакция опоры со стороны загруженной части балки и, соответствен-. но, усилие, действующее в затяжке 3, значительно больше, чем на ненагруженной части балки жесткости. Большее со стороны загруженной части пролета натяжение в затяжке 3 действует более интенсивно на участке от загруженного конца балки до мес-. та жесткого закрепления. Это значит, что предлагаемое жесткое закрепление в пролете позволяет на более загруженном участке балки жесткости получить соответственно большую нагрузку.

Данное устройство просто в конструктивном отношении, оно компактно, предусматривает применение обычных надопорных частей и стандартных опор, разбиваемых по модульной сет-: ке.

Формула изобретения

1. Несущая строительная конструкция, 65 включающая жесткий несущий элемент б 85787

l р.и s

g I П g фиг. Ю

Составитель В. Шатилова

Редактор И. Марголис. Техред З, Чужик Корректор М. Помо

Заказ 5427/34 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ж. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и прикрепленную к нему затяжку, о тл и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью снижения материалоемкости, несуший элемент выполнен составным, ричем его средняя часть соединена арнирно с концевыми частями с воз- 5 можностью поворота в плоскости действия опорных реакций, а затяжка прикреплена к концевым частям.

2, Конструкция по п. 1, о т л ич а ю ш а я с я тем, что затяжка жестко прикреплена к средней части несушего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Беленя F..H. Предварительнонапряженные несушне металлические. конструкции, М. Стройиздат, 1975, с. 118, 2. Патент США Ю 2380953, кл, 52225, 1945 (прототип).