Решетчатое пространственное покрытие

Решетчатое пространственное покрытие

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(71) Заяввтел (54} РЕШЕТЧАТОЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ПОКРЫТИЕ занными 1 .

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в несущих конструкциях покрытий зданий и сооружений.

Известна металлическая решет" . атая пространственная система, образованная расположенными в рядо вом или шахматном порядке стержневыми пирамидами, вершины которых соединены стержнями в двух направлениях, совпадающих с направлением сторон оснований пирамид либо с направлением биссектрис углов, образуемых сторонами. оснований; Стержни, соединяющие вершины пирамид, прерывают-. ся в узлах или выполняются неразреНедостатком этой системы является сложность конструктивного решения сопряжения вершины пирамиды со стержнями при ограниченной несущей способности соединения и конструкции в целом.

Наиболее близким к предлагаемому является решетчатое пространственное покрытие, известное в литературе нор названием система "Unibat":

Пространственную конструкцию

11, системы "Оп Ьа " собирают из пирамид, расположенных в шахматном порядке. Пирамиды сопрягаются между собой на фланцах на уровне оснований. Вершины пирамид в наиболее распространенном варианте системы соединяются неразрезными стержнями швеллерного сечения, ориентированных в двух взаимно перпендикулярных направле15 ниях. Литой узловой элемент в вершине пирамиды имеет форму пятистенной коробки с отверстием для болта в торце. К боковым сторонам в стык примыкают фигурно обрезанные концы трубчатых раскосов Примыкающий к вершине пирамиды неразрезной стер- жень плотно прилегает к торцу узлового элемента внутренней стороной

;стенки так, что узловой элемент

S42154 располагается между полками швеллера. Полки второго неразрезного стержня направлены в противоположную от пирамиды сторону. Оба стержня сопрягаются между собой внешними сторонами стенок и соединяются с узловым элементом пирамиды с по+ ° мощью болта (2).

Недостатком известного покрытия

° является необходимость выполнения резки стержневых раскосов с черезвычайно высокой 1 тепенью точности что не может не отразиться на трудоемкости изготовления пирамид и на производительности труда. Кроме того, система "Uni0et" имеет ограниченную область применения как по размерам в плане, так и по нагруз. кам, обусловленную несущей способностью болта; Размеры сечения примыкающего к вершине пирамиды стержня связаны с размерами узлового элемента, поэтому при малых усилиях в стержнях необходимо сечение завышать. Эта система допускает;, в принципе, и рядовое расположение пирамид.

Цель изобретения — снижение трудоемкости изготовления и монтажа.

Указанная цель достигается тем, что в решетчатом пространственном покрытии, включающем пирамиды из стержней, объединенных в вершинах узловыми элементами, и соединяющие вершины пирамид неразрезные стержневые элементы, расположенные во взаимцо перпендикулярных направлениях, неразрезиые стержневйе элементы каждого йаправления выполнены парными и объединены между собой в местах пересечения вставками в виде плооких листовых талей, а каждый узловой элемент выполнен в виде плоского листа и прикрепленных к нему листовых фасонок.

Число фасонок соответствует числу. раскосов, сходящихся в узле. Раскосы присоединены к фасонкам внахлестку.

При относительно небольших сдвнгающих усилиях в узлах, когда .они могут быть восприняты одним болтом, в месте пересечения деталей узлового элемента у фасонок делают треугольные вырезы, предназначенные для размещения головки болта, соединяющего стержневые элементы с вершиной пирамидые ф

Упрощение процесса изготовления и снижение трудоемкости изготовления и сборки пирамид являются следствием присоединения раскосов к фасонкам узс ловых элементов внахлестку, что в . сильной степени снижает требования в отношении допусков на длины стержФ ней при их обрезке, не приводя к снижению качества сборки пирамид в

1а целом. Раскосы и стержневые элементы, соединяющие вершины пирамид, могут крепиться к узловым элементам практически любыми из применяемых соединениями (сварка, электрозаклепки, у обычные и высокопрочные болты склеивание); Для стержней могут быть приняты разнообразные профили (уголки, швеллеры, гнутые элементы).

На фиг. 1 изображены фрагменты

20 решетчатого пространственного покрытия в аксонометрии, общий вид; на фиг. 2 — фасад узлового сопряжения вершины пирамиды со стержневыми элементами, соединяющими вершины смеж2s ных пирамид; на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез ,Б-Б на фиг. 2.

Стержневые элементы, соединяющие . вершины пирамид I составлены из

gp двух ветвей 2 с листовыми вставками

3 между. ними. К плоскому листу 4 узлового элемента вершины пирамиды под прямым углом примыкают фасонки 5, к которым внахлестку присоединены расЗЗ косы 6 - ребра пирамид. Листовые вставки и плоский лист узлового элемента соединены между собой болтом 7, . вставленным в полость, образованную вырезами в листовых фасоиках узлбво40 го элемента.

Для отработки процессов изготовления и сборки решетчатых пространственных покрытий из пирамид с данными конструктивными решениями в реальных

45 условиях, дпя проверки правильности теоретических предпосылок и установления степени надежности таких конструкций изготовлены, собраны и испытаны структурное покрытие размерами в

sp плане 24х24 м, а также фрагмент покры-. тия, состоящий из 4х4 пирамид. На

ЗВМ с помощью метода конечных элементов выполнены расчеты узловых сопряжений. я Опыт изготовления конструкций показывает, что время сборки одной пирамиды в кондукторе составляет

7-8 мин при, обеспечении всех проект5 842 ных параметров. Экспериментальные исследования обеих конструкций подтверждают правильность теоретивеских предпосылок в отношении напряженно. деформированного состояния систем в

Целом и узловых сопряжений в частности. Исследования позволяют установить, что структурные конструкции, собираемые иэ пирамид, с изменяемой геометрией поясных сеток нечувстви-. тельны к неравномерной осадке некоторых опор.

Предлагаемое решетчатое покрытие обладает большой живучестью и надежностью. Превышение расчетной нагрузки на структурное покрытие на 38% приводит лишь к потере устойчивости некоторых стержней, но не выводит конструкцию в целом из работоспособного состояния.

Формула изобретения

Решетчатое пространственное покрытие, включающее пирамиды иэ стерж154 6 ней, объединенных в вершинах узловыми элементами, и соединяющие вершины пирамид йеразреэные стержневые элементы, P асположенные во взаимно перпендикуляр ныхнаправлениях, о т л и ч а ю щ е ес я тем,что, с целью снижения трудоемкости изготовления и монтажа, нераэрезные I стержневые элементы каждого направления выполнены парными и объе16 динены между собой в местах пересечения вставками в виде плоских листовых деталей, а каждый узловой . элемент выполнен в виде плоского листа и. прикрепленных к нему листовых, И фасонок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Трофимов В.И. и др. Структурные конструкции. Стройиздат. 1972, о с. 1 9-20 °

2. Лубо Л.Н. и.др. Плиты регулярной пространственной структуры, .и-,, Стройиздат, 1976, с. 27-. 28.

842154 ь

° е

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, Составитель H. Павлова

Редактор М ° Митровка Техвед С.NHI Уиова Корректор Н. Стец

Заказ 5000/27 Тираж 765 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35> Раушская наб. д. 4/5