ТРЕХГРАННАЯ БЛОК-ФЕРМА Российский патент 1999 года по МПК E04C3/17 E04B1/19 

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям покрытия.

Известна панель покрытия треугольного очертания, образованная двумя плитами, шарнирно соединенными между собой в коньке и затяжкой с V-образными разветвлениями по концам в уровне опорных узлов. Плиты подкреплены двумя сжатыми раскосами и двумя растянутыми (с V-образным планом) раскосами. Поперечное сечение панели - треугольное. Плиты состоят из нижних (основных несущих) ребер, фанерной обшивки, поперечных ребер, размещенных на обшивке сверху, продольных элементов обрамления (см. SU 1281651 A, 07.01.87).

Недостатком этой конструкции является большая материалоемкость плит, обусловленная развитой свободной длиной нижних ребер.

Наиболее близкой по техническому решению к предлагаемому изобретению (прототипом) является блок-ферма покрытия, представляющая собой двухскатную четырехпанельную пространственную ферму, верхний пояс которой выполнен из однотипных взаимозаменяемых клеефанерных плит, пространственная решетка регулярного типа выполнена из деревянных поставленных V-образно взаимозаменяемых раскосов, верхний пояс соединен по концам с нижним поясом раскосами через опорные узлы. Нижние узлы крайних и средних раскосов соединены между собой деревянным элементом нижнего пояса, а средний элемент нижнего пояса выполнен из круглой стали (см. Дмитриев П.А. и др. "Индустриальные пространственные деревянные конструкции", НИСИ им. В.В. Куйбышева, 1981, с. 88).

Недостатком конструкции прототипа является неэффективная работа верхнего пояса с нижним, т.к. передача усилий с верхнего пояса на нижний передается под большим углом к направлению волокон древесины, что определяет значительные деформации в узловом сопряжении. Прочность древесины вдоль волокон существенно выше, чем поперек. Работа крайних раскосов на растяжение не позволяет выполнить элементы решетки взаимозаменяемыми, что является причиной повышенной материалоемкости конструкции.

Целью изобретения является эффективная работа блок-фермы, экономия материалов.

Цель достигается тем, что в блок-ферме покрытия, представляющем собой двухскатную четырехпанельную пространственную ферму, верхний пояс которой выполнен из однотипных взаимозаменяемых клеефанерных плит, пространственная решетка регулярного типа выполнена из деревянных поставленных V-образно взаимозаменяемых раскосов, верхний пояс соединен по концам с нижним поясом раскосами через опорные узлы. Нижние узлы крайних и средних раскосов соединены между собой деревянным элементом нижнего пояса, а средний элемент нижнего пояса выполнен из круглой стали, введены крайние стальные стержни нижнего пояса, имеющие по концам V-образное разветвление и соединяющие напрямую опорные узлы со средним стальным элементом нижнего пояса.

Благодаря введению крайних стальных стержней нижнего пояса, имеющих по концам V-образное разветвление, улучшилась работы блок-фермы за счет того, что усилие с нижнего на основные ребра верхнего пояса передается под небольшим углом к направлению волокон древесины, что определяет незначительные деформации в узловом сопряжении, в связи с этим обусловлена возможность уменьшить размеры поперечных сечений раскосов, а следовательно, достичь экономии древесины.

На фиг. 1 изображена блок-ферма покрытия; на фиг. 2 - совмещенные вид и разрез в плане; на фиг. 3 - совмещенный поперечный разрез.

Блок-ферма покрытия включает верхний пояс, состоящий из однотипных клеефанерных плит 1, имеющих каркас из основных нижних ребер 2, и прикрепленной к нему сверху шурупами обшивки 3 из плоских асбестоцементных листов. Между вспомогательными дощатыми ребрами 4, расположенными вдоль пролета, на обшивку укладывается утеплитель 5 из полистирольного пенопласта марки ПСБ. Гидроизоляция устраивается из трех слоев рубероида по выравнивающему слою из стеклоткани. Диафрагмы 7 находятся между основными нижними ребрами 2 в сечениях, совпадающих с узлами сопряжения верхнего пояса 1 конструкции с раскосами 8. Верхний пояс объединен с нижним пространственной решеткой регулярного типа, выполненной из деревянных поставленных V-образно взаимозаменяемых раскосов 8 квадратного сечения. Нижние узлы 9 крайних и средних раскосов соединены между собой деревянным элементом 10 нижнего пояса. Средний элемент 11 нижнего пояса выполнен из круглой стали. Крайние стальные стержни 13 нижнего пояса имеют по концам V-образное разветвление и напрямую соединяют опорные узлы со средним стальным элементом нижнего пояса 11. Разветвление расперто стержнем 12.

Сборка блок-фермы осуществляется на строительной площадке. В начале собирается верхний пояс из однотипных клеефанерных плит 1, затем плиты стыкуются в коньковом узле. Дальше к плитам навешиваются деревянные взаимозаменяемые раскосы 8. После этого следует выполнение узлов 9 нижнего пояса и в конце производится крепление крайних стальных стержней 13, имеющих по концам V-образное разветвление и соединяющих напрямую опорные узлы со средним стальным элементом нижнего пояса 11.

Положительные свойства разработанного технического решения заключаются в эффективной работе блок-фермы за счет введения крайних стальных стержней нижнего пояса, которые напрямую соединяют опорные узлы со средними стальными элементами нижнего пояса. Вследствие этого при нагружениях по всему пролету возникают сжимающие усилия во всех раскосах. Усилие с нижнего пояса на основные ребра верхнего пояса передается под небольшим углом к направлению волокон древесины, что определяет незначительные деформации в узловом сопряжении. В связи с этим обусловлена возможность сделать раскосы взаимозаменяемыми, уменьшить размер поперечного сечения, а следовательно, достичь экономии древесины.

В сравнении с прототипом, данное техническое решение позволяет снизить расход материалов на 12 - 15%, улучшить условия работы верхнего пояса благодаря снижению величин изгибающих моментов и уменьшению угла между осью передачи продольного усилия и направлением волокон древесины с нижнего пояса на основные работы верхнего.

Трехгранная блок-ферма покрытия относится к строительству и может быть использована для соединения стержней пространственных конструкций зданий и сооружений. Технический результат изобретения заключается в достижении наиболее эффективной работы верхнего пояса с нижним, экономии материалов. Блок-ферма покрытия, представляет собой двухскатную четырехпанельную пространственную ферму, верхний пояс которой выполнен из однотипных клеефанерных плит, пространственная решетка регулярного типа выполнена из деревянных поставленных V-образно взаимозаменяемых раскосов, верхний пояс соединен по концам с нижним поясом раскосами через опорные узлы. Нижние узлы крайних и средних раскосов соединены между собой деревянным элементом нижнего пояса, а средний элемент нижнего пояса выполнен из круглой стали, в ферму введены крайние стальные стержни нижнего пояса, имеющие по концам V-образное разветвление и напрямую соединяющие опорные узлы со средним стальным элементом нижнего пояса, 3 ил.

Блок-ферма покрытия представляет собой двухскатную четырехпанельную пространственную ферму, верхний пояс которой выполнен из однотипных клеефанерных плит, пространственная решетка регулярного типа выполнена из деревянных поставленных V-образно взаимозаменяемых раскосов, верхний пояс соединен по концам с нижним поясом раскосами через опорные узлы, нижние узлы крайних и средних раскосов соединены между собой деревянным элементом нижнего пояса, а средний элемент нижнего пояса выполнен из круглой стали, отличающаяся тем, что в ферму введены крайние стальные стержни нижнего пояса, имеющие по концам V-образное разветвление и напрямую соединяющие опорные узлы со средним стальным элементом нижнего пояса.