ПРЯМОУГОЛЬНОЕ ВИСЯЧЕЕ ПОКРЫТИЕ Российский патент 1994 года по МПК E04B7/14 

Изобретение относится к строительству, в частности к мембранным покрытиям, прямоугольным в плане.

Известно прямоугольное висячее покрытие, включающее опорный контур, опертый на колонны, к которому прикреплена мембрана с продольными стабилизирующими элементами, а также затяжки и распорки, закрепленные на углах контура.

Недостатками этой конструкции являются большое количество элементов (распорки, стабилизирующие ребра, затяжки, фиксаторы, болты и прокладки), криволинейность продольных балок, в связи с чем колонны должны иметь разные высоты, а панели ограждения - большое количество типоразмеров сложного очертания. Кроме того такое покрытие не может быть сделано на земле и поднято на проектную высоту, что резко усложняет монтаж.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к предложенному является прямоугольное висячее покрытие, включающее восьмиугольный опорный контур, противолежащие стороны которого параллельны и имеют одинаковую длину, мембрану, прикрепленную к опорному контуру, треугольные консольные участки с прикрепленными к углам опорного контура балками и колонны.

Недостатком этого покрытия являются: большое количество колонн и фундаментов, крепление мембран к контуру в его центре тяжести, небольшой вылет консоли и решение их в виде монолитных железобетонных плит.

Цель изобретения - снижение материалоемкости.

Цель достигается тем, что прямоугольное висячее покрытие, включающее мембрану, прикрепленную к восьмиугольному опорному контуру с параллельными противолежащими сторонами равной длины, у которого каждая из четырех сторон является частью стороны прямоугольника, а каждая из оставшихся четырех сторон с примыкающими к ее концам балками образует треугольные консольные участки и расположенные в углах опорного контура колонны, снабжено треугольной мембраной, прикрепленной к верху балок и опорного контура, а основная мембрана - к низу опорного контура, ее части, примыкающие к стороне контура консольного участка, выполнены с расходящимися от периферии к центру стержнями, причем стороны контура консольного участка равны 0,28-0,35 размера стороны покрытия.

Кроме того целью изобретения является повышение долговечности, жесткости и прочности, для чего покрытие снабжено металлической сеткой, приваренной к мембране, и бетонным слоем с образованием вертикальных вутов, соединенных с опорным контуром выше его центра тяжести.

На фиг.1 изображено прямоугольное висячее покрытие в плане; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Покрытие состоит из восьмиугольного опорного контура 1, противолежащие стороны которого параллельны и имеют одинаковую длину, мембраны 2, прикрепленной к низу опорного контура, колонн 3, расположенных в углах опорного контура и треугольных опорных консольных участков, образованных балками 4, прикрепленными к углам опорного контура 1, и треугольными мембранами 5, прикрепленными двумя сторонами к верху балок 4, а третьей стороной - к верху опорного контура 1. Длина меньших сторон опорного контура составляет 0,28-0,35 размера стороны покрытия. Оптимальность выбранной величины обусловлена тем, что, если длина меньшей стороны опорного контура меньше 0,28 размера стороны, то на них от мембраны будет передано меньше 50% нагрузки, что связано с увеличением в длинных сторонах опорного контура расчетного изгибающего момента в вертикальной плоскости. Если же длина меньшей стороны больше 0,35 размера стороны покрытия, то резко возрастают изгибающие моменты в консольных балках, пролет которых больше 1/4 стороны покрытия.

Участки мембраны 2, примыкающие к меньшим сторонам контура, выполнены со стержнями 6, расходящимися от периферии к центру. Они предназначены для увеличения несущей способности мембраны в диагональных направлениях. При этом максимально нагружаются короткие стороны опорного контура без общего увеличения толщины мембраны, что весьма экономично. К мембране 2 приварена металлическая сетка 7 и уложен бетонный слой 8 с образованием вертикальных вутов 9, соединенных с опорным контуром 1 выше его центра тяжести, что приводит к увеличению долговечности покрытия, ее жесткости и прочности.

Монтаж прямоугольного висячего покрытия осуществляют следующим образом.

Покрытие изготавливается на нулевой отметке и вместе с опорным контуром поднимается в проектное положение до выполнения бетонного слоя. Такая первоначально плоская конструкция, собираемая из крупноразмерных элементов и требующая минимального количества операций по подъему, оптимальна с точки зрения монтажа. Предлагаемая конструкция и методы ее возведения отвечают критерию минимальной стоимости и обеспечивают сокращение трудоемкости изготовления и монтажа, а также сроков возведения. Расход стали в предлагаемых конструкциях в два раза ниже, чем в традиционных стальных конструкциях, перекрывающих ячейки 24х25 м. В предлагаемом прямоугольном покрытии срезаются углы, темп самым устраняется зона концентрации напряжений в опорном контуре и мембране, ликвидируются и волны, которые возникают в угловых зонах прямоугольного покрытия. Передача более 2/3 нагрузки на короткие стороны контура, составляющие 0,28-0,35 протяженности покрытия, весьма рационально, так как в вертикальной плоскости опорного контура резко уменьшается величина расчетного изгибающего момента. Он пропорционален квадрату пролета. При этом изгибающие моменты в середине длинных сторон контура, составляющих 0,6-0,5 пролета, также получаются небольшими, так как на них передается менее 1/10 нагрузки. К тому же он уменьшается вследствие разгрузки от консолей и от внецентренного расположения нормальной силы: эти факторы и дают возможность опирать покрытие площадью более 3500 м² лишь на 8 колонн, что рационально как по экономическим, так и по эксплуатационным соображениям.

Предлагаемая конструкция покрытия позволяет уменьшить его материалоемкость и трудоемкость возведения, повысить долговечность, жесткость и прочность сооружения, универсальна и может быть принята как в промышленном, так и в общественном строительстве (физкультурно-оздоровительные комплексы, крытые рынки, столовые и др.). Ежегодно в стране возводятся многие десятки миллионов квадратных метров как промышленных, так и общественных сооружений.

Использование: строительство, конструкции висячих мембранных покрытий. Прямоугольное висячее покрытие включает мембрану, прикрепленную по периметру к восьмиугольному опорному контуру, у которого длина меньших сторон составляет 0,28 - 0,35 размера стороны покрытия. Колонны расположены в углах опорного контура, а треугольные консольные участки выполнены с треугольной мембраной, прикрепленной к верху балок и опорного контура, при этом участки мембраны, примыкающие к меньшим сторонам контура, - со стержнями, расходящимися от периферии к центру. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ПРЯМОУГОЛЬНОЕ ВИСЯЧЕЕ ПОКРЫТИЕ, включающее мембрану, прикрепленную к восьмиугольному опорному контуру с параллельными противолежащими сторонами равной длины, у которого каждая из четырех сторон является частью стороны прямоугольника, а каждая из оставшихся четырех сторон с примыкающими к ее концам балками образует треугольные консольные участки и расположенные в углах опорного контура колонны, отличающееся тем, что, с целью снижения материалоемкости, оно снабжено треугольной мембраной, прикрепленной к верху балок и опорного контура, а основная мембрана - к низу опорного контура и ее части, примыкающие к стороне контура консольного участка, выполнены с расходящими от периферии к центру стержнями, причем стороны контура консольного участка равны 0,28 - 0,35 размера стороны покрытия. 2. Покрытие по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности, жесткости и прочности, оно снабжено металлической сеткой, приваренной к мембране, и бетонным слоем с образованием вертикальных вутов, соединенных с опорным контуром выше его центра тяжести.