Вантовая ферма

Вантовая ферма

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 090376 (21) 2331553/29-33 (l)N. КЛ с присоединением заявки Hо 2522665/29-33

Е 04 С 3/10

Государственный комитет

СССР но аееам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0707.81.Бюллетень N9 25

Дата опубликования описания 10.07.81 5З) У4К 69 ° 024.

° 8 (088. 8) (72) Автор изобретения

Ю.В. Гайдаров

Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.Н. Образцова (71) Заявитель (54) ВАНТОВАЯ ФЕРМА

Изобретение относится к строительным конструкциям и предназначена для использования в покрытиях зданий больших пролетов. 5

Известно, что в покрытиях общественных и специального назначения промышленных зданий все чаще и чаще .используют различные вантовые системы, характеризующиеся большой архи..тектурной выразительностью, позволяющие эффективно использовать высокопрочные стали и имеющие, по сравнению с другими, наименьший вес и . стоимость. Однако обычные вантовые 15 системы (фермы, сетчатые покрытия двоякой кривизны) для погашения распора нуждаются в устройстве оттяжек и специальных фундаментов для их анкеровки, либо материалоемких контро- 20 форсов или опорного контура, причем последнее решение относительно эффективно лишь для круглых и овальных в плане зданий. Чтб касается оттяжек и;контрофорсов,, то они, кроме от- 25 меченных недостатков, загромождают территорию вокруг здания.

Известна вантовая ферма, включающая распорку с расположенными по ее цлине поперечными стойками, концы 3{) :которых охвачены гибкими затяжками закрепленными на концах распорки(Ц.

В этой ферме гибкие затяжки, проходящие ниже распорки, являются несущими поясами, а затяжка, проходящая выше распорки, образует стабилизирующий пояс.

Весь распор несущих поясов в вантовой ферме погашается распоркой, которая имеет постоянное сечение.

Исследование подобных конструкций на моделях и аналитическим путем с применением ЭВМ позволило выявить два их главных недостатка:

При расчетной симметричной вертикальной нагрузке несущая способность систем с распоркой постоянного сече ния ограничена прочностью распорки в середине пролета. Если допускать здесь возникновение пластических деформаций, то после нескольких циклов нагружения и разгрузки неизбежны местные повреждения (искривления, трещины и т.п.); при загружении конструкции несимМетричной (снеговой) нагрузкой распорка изгибается по 5-образной кри вой, и пластические деформации возникают в четвертях пролета.

844721

Борьба с этими дефектами путем равномерного увеличения жесткости распорки по всей длине приводит к тому, что гибкие пояса используются неэффективно и главная часть нагруз-, ки воспринимается распоркой, постепенно перерождающейся в обычную ферму °

Целью изобретения являются повышеНие эффективности использования материала фермы при несимметричных нагруз ках, упрощение монтажа и транспортировки.

Для этого вантовая ферма включает распорку с расположенными по ее длине поперечными стойками, концы кото- 15 рых охвачены гибкими затяжками, закрепленными на концах распорки, причем распорка выполнена по длине составной из нары одинаковых элементов с наибольшими изгибными жесткостями Щ в серединах, соединенных между собой шарниром с горизонтальной осью вращения. При этом каждый из элементов распорки может быть выполнен в виде фермы со сквозной решеткой переменной высоты. Кроме того, каждый из этих элементов может быть выполнен постоянного трубчатого сечения с дополнительными затяжками, верхняя из которых проходит в отверстиях поперечных стоек, а нижняя — оперта на дополнительные поперечные стойки.

На фиг. 1 изображена вантовая ферма, элементы распорки которой выполнены в виде ферм со сквозными решетками переменной высоты, вид сбоку на фиг. 2 †. сечение А-А фиг. 1; на фиг. 3 — шарнир с горизонтальной осью вращения в увеличенном масштабе для вантовой фермы с элементами распорки в виде ферм со сквозными ре- 40 щетками, вид сбоку; на фиг. 4 — то же, вид сверху; на фиг. 5 — вантовая ферма, элементы распорки которой выполнены постоянного трубчатого сечения, вид сбоку; на фиг. 6 — сечение Б-Б 45 фиг. 5; на фиг. 7 — шарнир с гори- . зонтальной осью вращения в увеличенном масштабе для вантовой фермы с элементами распорки постоянного трубчатого сечения, вид сбоку; на фиг.8- ®О то же, вид сверху.

Вантовая ферма включает распорку 1, которая выполнена по длине составной из пары одинаковых элементов 2 и 3 с наибольшими изгибными жесткостями. в серединах. Элементы 2 и 3 соединены между собой шарниром 4 с горизонтальной осью вращеиия. На каждом элементе по длине жестко закреплены поперечные трубчатые стойки 5, концы которых охвачены гибкими ф) затяжками, закрепленными на концах распорки. Гибкие затяжки, проходящие ниже распорки 1, образуют гибкие несущие пояса 6 вантовой фермы, а гиб.кая затяжка, проходящая выше распор- 65 ки, образует гибкий стабилизирующий пояс 7 фермы. Гибкие затяжки изготовлены из высокопрочной стали. Концы трубчатых стоек 5, расположенных в одной поперечной распорке плоскости, соединены между собой связями 8.

Соединение стоек с поясами производится посредством обрезков труб 9, внутри которых проходят затяжки, а сечения, в которых стойки прикреплены к распорке, усилены диафрагмами 10, Возможны различные варианты конструкции элементов распорки с наибольшими изгибными жесткостями в серединах.

Каждый из элементов распорки (первый вариант)выполнен в виде пространственной фермы 11 со сквозной решеткой переменой высоты. Шарнир, соединяющий между собой элементы распорки, выполнен в виде стального .листа 12, приваренного к торцевым час". тям элементов. Наличие шарнира позволяет уменьшить изгибную жесткость и сечения распорки в пролете и около опор 13 и 14.

При такой конструкции вантовой фермы ее изготовление и предварительное напряжение осуществляется обычными методами и не вызывает каких-либо осложнений. Эксплуатация также достаточно проста и надежна. Расход стали в зависимости от пролета и соотношения постоянной и временной нагрузки, как показали расчеты, по сравнению с прототипом, снижается не менее чем на 10%.

Каждый из элементов распорки (второй вариант) выполнен в виде трубы

15 постоянного сечения, усиленной дополнительными затяжками, расположенными в вертикальной плоскости. Верхняя дополнительная затяжка 16 проходит в отверстиях 17 поперечных стоек 5, а нижняя 18 — оперта на дополнительные поперечные стойки 19, про- ходя через соединенные с ними отрезки труб 20. Расстояние между элементом распорки и ее дополнительными затяжками увеличивается по параболическому закону к четверти пролета. Шарнир между элементами распорки представляет собой стальной лист 21, ко торый пропущен в прорези в торцовой ! части каждой трубы 15 и приварен к стенке трубы и к заглушке 22.

При больших пролетах и нагрузках этот вариант может дать еще большую, чем в первом варианте, экономию стали до 203.

Формула изобретения

1. Вантовая ферма, включающая распорку с расположенными по ее длине поперечными стойками, концы которых

844721

Фиг. Х охвачены гибкими затяжками, закрепленными на концах распорки, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности использования материала фермы при несимметричных нагрузках, упрощения монтажа и транспортировки, распорка выполнена по длине составной из пары одинаковых элементов с наибольшими изгибными жесткостями в серединах, соединенных между собой шарниром с горизонтальной осью вращения.

2. Ферма по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что каждый из элементов распорки выполнен в виде фермы со сквозной решеткой переменной высоты.

3. Ферма по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что каждый из элементов распорки выполнен постоянного трубчатого сечения с дополнительными затяжками, верхняя из которых проходит в отверстиях поперечных стоек, а нижняя — оперта на дополнительные поперечные стойки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР

Р 331161, кл. E 04 С 3/04, 1969.

844721

Рие. б

«

Тираж 765 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4485/15

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Клюкин

Редактор Г. Петрова Техред A,À÷ Корректор Г. Решетник