ПОЛУРАМА ТРЕХШАРНИРНОЙ РАМЫ Российский патент 1994 года по МПК E04C3/44 

Изобретение относится к строительству одноэтажных каркасных зданий, преимущественно производственного назначения (сельскохозяйственного, складского и др.) и предназначено для строительства комплекса зданий из однотипных трехшарнирных рам с различными объемно-планировочными параметрами.

Известна Г-образная полурама трехшарнирной рамы, выполненная в виде цельного элемента из сборного железобетона [1].

Такая конструкция полурамы определяет необходимость в изготовлении множества типоразмеров сборных элементов для образования трехшарнирных рам различных габаритных параметров.

Наиболее близкой по постановке задачи и достигаемому результату является полурама трехшарнирной рамы, включающая Г-образную стойку и пролетные элементы различной длины, имеющие закладные детали и детали крепления [2]. Такое решение позволяет изменять пролет рамы в случаях загружения ее фактической нагрузкой по величине меньшей, чем расчетная. При этом высота стойки не изменяется.

Решение по прототипу для получения трехшарнирных рам с разными габаритными параметрами также требует соответствующего числу и величинам параметров количества типоразмеров Г-образных стоек (полурам) при проектном их загружении. Это приводит к увеличению номенклатуры сборных элементов при увеличении габаритных параметров рам. Практически серийно изготавливаются трехшарнирные рамы двух типоразмеров пролетов - 18 и 21 м нескольких типоразмеров высот - 2,4; 2,7; 3,0; 3,6; 4,8 м. Такая узкая номенклатура, целесообразная для индустриального (серийного) производства, не исчерпывает реальных потребностей, с одной стороны, и ведет к перерасходу материалов или стеснению технологических или функциональных процессов, с другой, из-за крупного шага унифицированно-параметрического ряда приведенных параметров.

Целью изобретения является уменьшение номенклатуры сборных элементов при увеличении количества габаритных параметров трехшарнирых рам.

Цель достигается тем, что полурама трехшарнирной рамы, включающая Г-образную стойку и пролетные элементы различной длины, имеющие закладные детали и детали крепления, снабжена стоечными элементами различной длины, причем размеры пролетных и стоечных элементов различны, а торцы пролетных и стоечных элементов и стойки имеют одинаковые размеры и совпадающие между собой закладные детали.

Заданная номенклатура типов и типоразмеров сборных элементов, состоящая из Г-образной стойки, пролетных и стоечных элементов различной длины, путем соединения их закладных деталей деталями крепления в различной комбинации элементов по размерам, собственному и взаимному положениям образует трехшарнирные рамы со множеством значений габаритных параметров. Появляется возможность из определенной группы индустриальных элементов многократно увеличить число объемно-планировочных решений зданий производственного и другого назначения, серийно изготавливать рамы с "индивидуальными" габаритными параметрами, в массово применяемых вариантах исключить излишки площадей или объемов или устранить стесненность технологических или функциональных процессов в зданиях за счет полного соответствия необходимых и "предоставляемых" объемно-планировочных параметров.

На фиг.1 представлена схема комбинирования полурамы из Г-образной стойки, пролетных и стоечных элементов разной длины; на фиг.2 - комбинируемая совокупность конструктивных элементов полурамы; на фиг.3 - обобщенная габаритная схема трехшарнирных рам, образуемых из полурам с комбинируемыми элементами.

Полурама состоит из пролетного элемента 1, Г-образной стойки 2 и стоечного элемента 3. Пролетные 1 и стоечные 3 элементы выполнены различной длины, причем размеры пролетных 1 и стоечных 3 элементов различны (не одинаковы, не совпадают между собой). Торцы пролетных и стоечных элементов 1, 3 и Г-образной стойки 2 имеют одинаковые размеры и совпадающие между собой закладные детали 4 под детали 5 крепления. Стойка 2 имеет прочность, обеспечивающую работоспособность полурамы при соединении ее с пролетными 1 или стоечными 3 элементами любой длины и каждого из них с любого ее торца. Стойка 2 включает часть длины ригеля и часть высоты стойки, которые могут меняться по назначению своими местами при повороте стойки в собственной плоскости, а при соединении их с элементами 1,3 образуют полную длину ригеля и полную высоту стойки полурамы, которые также могут меняться местами при комплектации. Стыки стойки 2 с элементами 1, 3 выполнены "сухого" типа путем сварки закладных деталей 4 с деталями 5 крепления. Одинаковые размеры торцов и совпадающие между собой закладные детали 4 во всех элементах (1, 2 и 3) позволяют заменять их между собой в различных комбинациях, включая поворот Г-образной стойки в собственной плоскости, без предварительной подгонки, образуя ригели и стойки полурам и, меняя их местами, стойки и ригели.

Из заданной номенклатуры сборных элементов (1, 2 и 3) путем их комбинирования образуют полурамы необходимых полупролетов и высот, для чего Г-образную стойку 2 соединяют с пролетным элементом 1 необходимой длины и стоечным элементом 3 необходимой длины. При необходимости образования полурамы с другим значением полупролета и с другим значением высоты Г-образную стойку 2 соединяют с пролетным 1 и стоечным 3 элементами соответствующей длины. Сборка полурам может производиться на заводе, изготавливающем сборные элементы, по заявкам (спецификациям) из имеющихся комплектов элементов (1, 2, 3) или непосредственно на монтажной площадке при строительстве из заказных комплектов элементов (1, 2, 3) согласно проекту.

Совокупность сборных элементов, обеспечивающая взаимную замену без предварительной подгонки с изменением заданных характеристик (здесь: габаритных параметров - пролета, высоты), является разнозаменяемой, а свойство, которым обладает эта совокупность элементов, - разнозаменяемостью.

П р и м е р. Г-образная стойка имеет высоту 2,4 м и вылет ригеля 1,5 м. Комплект стоечных элементов имеет следующий типоразмерный ряд: 0,3. 0,6. 0,9. 1,2 м. Всего 5 типоразмеров, включая высоту Г-образной стойки. Комплект пролетных элементов имеет такой типоразмерный ряд: 1,5; 3,0; 4,5; 6,0; 7,5; 9,0 м. Всего 7 типоразмеров, включая вылет Г-образной стойки. Таким образом номенклатура сборных элементов имеет 11 типоразмеров: 1 - Г-образной стойки, 4 - стоечных элементов и 6 - пролетных элементов.

Соединяя стоечные элементы с Г-образной стойкой по высоте, получают следующий ряд значений высот рамы: 2,4 (без стоечного элемента), 2,7; 3,0; 3,3; 3,6 м; всего 5. Эти высоты могут сочетаться с каждым из пролетов рамы, которых 7. Значит типоразмерный ряд габаритных параметров рам, получаемых за счет замены стоечных элементов, составит 5 7 = 35.

Соединяя пролетные элементы с Г-образной стойкой по длине, получают следующий ряд пролетов рам: 3,0 (без пролетного элемента); 6,0; 9,0; 12,0; 15,0; 18.0; 21,0 м; всего 7. Эти пролеты могут сочетаться с каждой из высот рамы, которых 5. Таким образом, получают те же 35 типоразмеров габаритной схемы рамы.

Коэффициент унификации будет равен К_у = 35/11 = 3,2. Здесь под коэффициентом унификации понимается отношение потребных сборных элементов к реально изготавливаемым, эквивалентным по получаемым габаритным схемам, т.е. этот показатель определяет, во сколько раз уменьшается номенклатура изделий при сохранении числа габаритных схем.

При замене в Г-образной стойке стоечных элементов на пролетные получают следующие размеры габаритной схемы: по высоте: 2,4; 3,9; 5,4; 6,9; 8,4; 9.9; 11,4 м; всего 7; по пролету: 3,0; 3,6; 4,2; 4,8; 5,4 м, всего 5. То есть, получены дополнительно 35 типоразмеров габаритной схемы, К_у = (35 + +35)/11 = 6,4.

При повороте Г-образной стойки, т.е. при замене в ней высоты на вылет, а вылета на высоту, аналогично получают дополнительные типоразмеры габаритной схемы трехшарнирной рамы: по высоте: 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7 м, всего 5; по пролету: 4,8 (только из Г-образных стоек); 7,8; 10,8; 13,8; 16,8; 19,8; 22,8, всего 7. Таким образом, получено еще 35 типоразмеров. Всего из принятой номенклатуры можно получить 35 ˙ 3 =105 схем. К_у = 105/11 = 9,5.

Значит, вместо 105 типоразмеров сборных изделий в виде Г-образной полурамы достаточно изготовить 11 для возведения зданий, сооружений таких же объемно-планировочных параметров.

Изобретение позволяет использовать элементы рам на объекты немассового строительства, для которых применение индустриальных конструкций неприемлемо ввиду индивидуальности размеров и штучного количества.

Использование: в качестве несущего каркаса зданий из трехшарнирных рам. Сущность: полурама трехшарнирной рамы включает Г-образную стойку и пролетные элементы различной длины, имеющие закладные детали и детали крепления. Рама снабжена стоечными элементами различных размеров. Торцы стоечных и пролетных элементов и стойки имеют одинаковые размеры и совпадающие между собой закладные детали. 3 ил.

ПОЛУРАМА ТРЕХШАРНИРНОЙ РАМЫ, включающая Г-образную стойку и пролетные элементы различной длины, имеющие закладные детали и детали крепления, отличающаяся тем, что она снабжена стоечными элементами различной длины, причем размеры пролетных и стоечных элементов различны, а торцы стоечных и пролетных элементов и стойки имеют одинаковые размеры и совпадающие между собой закладные детали.