Пространственный решетчатыйствол

Пространственный решетчатыйствол

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<1>842187

+

t г- : —: г

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (11)М. Кл. (22) Заявлено 300879 (21) 2813485/29-33 с присоединением заявки Но

Е 04 Н 12/00

Государственный комнтет

СССР яо делам нзобретеннй

N OVKPblTH и (23) Приоритет

Опубликовано 3006.81, Бюллетень Йо 24

Дата опубликования описания ЗОЩ.81 (53) УДК 624. 97 ° .014. 2 (088. 8) (72) Автор изобретения

Е.П. Морозов („ i

1 "tN (. .,.; - . Ф

Ордена Трудового КраснОго Знамени центральный научно.-. -. исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций ЦНИИпроектстальконструкцйя (71) Заявитель (54) ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ РЕШЕТЧАТЫЙ СТВОЛ

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкции стволов высотных сооружений типа мачт, башен.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пространственный решетчатый ствол, вписанный в призму, по ребрам которой проходят пояса ствола, включающий трубчатые пояса и решетку кэ стержней, размещенных в плоскостях граней. В таких стволах центрирование элементов стержневой системы производится в центре пересечения осей стержней (11 .

Недостатком такого решения является то, что при современных бесфасоночных соединениях стержней сварных конструкций с малыми углами наклона решетки, тела соединяемых стержней могут приближаться друг к другу или пересекаться между собой. Это влечет за собой или недопустимое приближение сварных швов или их пересечение, т.е. к появлению концентраторов сварочных напряжений, повышающих склонность конструхцкй к хрупкому разрушению. .Кроме того, в случае пересечения тел стержней, при изготовлении требуется специальная резка их торцов по линиям пересечения, что увеличивает трудоемкость изготовления.

Цель изобретения — снижение материалоемкости при расцентровке стержней за счет уменьшения концентраторов сварочных напряжений в стыках и повышение технологичности изготовления, а также за счет уменьшения аэродинамического сопротивления конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в пространственном решетчатом стволе, вписанном в призму, 15 по ребрам которой проходят пояса ствола, включающем трубчатые пояса и решетку из стержней, размещенных в плоскостях граней, стержни решетки, примыкающие к каждому поясу со

20 стороны смежных граней сцентрированны на парные оси, равноудаленные от линии центра тяжести пояса и расположены в плоскостИ, проходящей через центр тяжести пояса касатель25 но к окружности, проходящей через центры тяжести поясов.

Возможен вариант выполнения пространственного решетчатого ствола, при котором каждЫй трубчатый пояс

30 снабжен двутавром, размещенным внут842187 ри парных элементов полукольцевого профиля, жестко прикрепленных кромками к полкам двутавра, к которым закреплены стержни решетки.

На фиг.1 изображен пример выполнения пространственного решетчатого ствола треугольного поперечного сечения иэ трубчатых элементов с расцентровкой стержней решетки в плане; на фиг.2 — фрагмент стволами на фиг.З вЂ” фундамент ствола с перекрестной решеткойу на фиг.4 — пример выполнения решетчатого ствола квадратного..паперечнаво сечения с труб-. чатыми поясами, образованными элементами .полукольцевого профиля и широкополочными двутаврами; на фиг.5фрагмент ствола; на фиг.6 — варианты закрепления полукольцевых профилей к полкам двутавра с помощью болтов.

Проотранственный решетчатый ствол треугольного сечения (фиг.1) включает трубчатые пояса 1 и стержни 2 решетки, выполненные из труб. Оси раскосов смещены в плане относительно осей центров тяжести поясов на величину с по касательным к радиусу r окружности, проходящей через центры тяжести поясов. В результате чего в одном. поясе образуются две оси. На одну иэ них центрируются раскосы одной грани, на другую— раскосы другой грани. При таком центрировании раскосов пояс, нагруженный наибольшей осевой силой, не будет иметь эксцентриситета силы, так как проекция расстояния а. равна нулю (фиг.2).

При нагрузке по А наибольшая сила N действует в одном из поясов без эксцентриситета, а в двух других поясах действуют силы в два раза меньше, т.е. 0,5 N u с эксцентриситетом

0=а- cos 6оО= 0,866а.

При нагрузке, действующей в направлении Б силы в поясах равны

0,8660, а величина эксцентриситета каждой силы 0,5а. Если велнчина.а выбрана так, что напряжения при центральном сжатии наиболее нагруженного пояса не превысят напряжения при внецентренном сжатии дру- . гих поясов, то дополнительного уве.— личения площадей поперечного сечения не требуется, так как и в общем случае, т.е. при центрировании осей решетки на оси центров тяжести поясов и в рассмотренном случае подбор площади сечения будет осуществлен по наибольшей сжимающей силе.

Конструкция ствола квадратного поперечного сечения (фиг.4) включает стержни 2 решетки, расположенные в плане с эксцентриситетом относительно центров тяжести двутавровых поясов 3. При нагрузке в направлении А наблюдается изгиб средних поясов моментом

55 где m — - местный изгибающий момент в поясе;

М вЂ” изгибающий момент в сечении ствола; (. — коэффициент условия работы;

65

При нагрузке в направлении Б силы в поясах равны 0,707 N (70% от

N), а Эксцентриситет этой силы

0,707 а (70% от а). Местный изгиб наблюдается лишь в наименее нагруженных поясах..Причем, чем больше сила в поясе, тем меньше местный изгибающий момент. При максимальной силе местный момент равен нулю.

Предлагаемое решение (фиг.4 и Фиг.5) позволяет образовать обтекаемое трубчатое сечение поясов 3 с.использованием широкополочных двутавров и полукольцевых профилей 4. В

20 результате центрирования раскосов .соседних граней на две самостоя- тельные оси их крепление произведено к полкам двутавров. Пазухи двутаэров при этом остаются свободными и закрыты полукольцевыми элементами из гнутого цилиндрического профиля.

Предлагаемое решение позволяет значительно (до 503) уменьшить ветровую нагрузку на ствол и тем самым уменьшить расход металла на него.

Закрытые пазухи могут быть использованы для прокладки по стволу технологических и других коммуникаций.

При таком размещении коммуникаций полностью исключается их аэродинамическое сопротивление. Закрепление полукольцевых профилей 4 к полкам двутавра может быть произведено с помощью болтов 5.

4р Таким образом, использование центрирования раскосов на две самостоятельные оси позволяет создать эффективную облегченную конструкцию ствола с использованием широкополоч45 ных двутавров °

Указанная расцентровка стержней может быть использована при любом количестве поясов в решетчатом стволе. Так,в стволе с количеством поясов л напряжения при внецентренНоМ загружении поясов определены ll0 . формуле

842187

М вЂ” угол между направлением нагрузки и радиусом к рассматриваемому поясу;

F u W -. площадь сечения и момент сопротивления пояса.

При Ч= О второй член формулы об« ращается в нуль, т.е. изгиба пояса не будет при максимальной в .нем силе.

Величина эксцентриситета а подбирается из условия

6 (ц,т,а, а) < 6(н,„ „а, а) где 0 и {} - -продольная и поперечная сила в сечении решетчатого ствола.

Формула изобретения

1. Пространственный решетчаты@ ствол, вписанный в призму, по ребрам которой проходят пояса ствола, :включающий трубчатые пояса и решетку из стержней, размещенных в плоскостях граней, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью снижения материалоемкости при расцентровке стер ней за счет уменьшения концентратаров сварочных напряжений в стыках и повышения технологичности изготовления, а также за.счет уменьшения аэродинамического сопротивления конструкции, стержни решетки,,примыкающие к каждому поясу со стороны смежных граней сцентрированы на парные оси, равноудаленные от линии центра тяжести пояса и расположены в плоскости, проходящей . через цейтр тяжести пояса касательно к окружности, проходящей через центры тяжести поясов.

2. Ствол по п.1, о т л и ч аю шийся тЕм, что каждый трубчатый пояс снабжен двутавром, размещенным внутри парных элементов полукольцевого профиля, жестко прикрепленных кромками к полкам двутавра, к которым закреплены стержни решетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Соколов A.Ã. Опоры линий передач. И., 1961, с. 85.

842187 фиг.S

Составитель Г. Смиренная

Редактор Ю. Ковач Техред T.Маточка Корректор Л. Иван

Э ю

Заказ 5001/29 Тираж 765 Подписное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4