УСТРОЙСТВО ФЕРМ СТРОИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Российский патент 2000 года по МПК E04C3/293 E04C2/06 

Устройство ферм строительных элементов для ферм с открытыми решетками, ферм с двумя поясами, ферм с двумя поясами, по меньшей мере один из которых литой, и пояса для сляба в литом элементе с решеткой из стержней, пруткового или реечного материала или с решеткой из прямоугольных пластин или аналогичных, возможно профилированных, собранных диагонально аналогично диагональным элементам решетки в фермах с открытой решеткой, и, таким образом, образующих открытую решетку, прикрепленную к поясам или к поясу и слябу соответственно, с концами фермы, служащими креплением, сконструированными для получения нужной длины фермы, повышенной жесткости, упрочнения соединения так же, как и упрочнения и закрепления поясов фермы.

Настоящее изобретение относится к новой конструкции концов ферм или поясов и может быть также использовано для других частей ферм. Оно также может быть использовано при конструкции ферм с монолитными решетками или, например, с решетками, состоящими из решеток, толщина которых меньше ширины пояса, а также с такими решетками, которые снабжены проемами для уменьшения веса.

Данное изобретение также может быть использовано для ферм с решеткой из прямоугольных пластин или сходных с ними, возможно профилированных, собранных по диагонали аналогично диагональным частям решетки в решетчатых балках, которые таким образом образуют открытую решетку, например, в соответствии с патентом Швеции N 488312.

Фермы с открытыми решетками обычно подвержены воздействию так называемых срезывающих сил. В ферме, или элементе балочной формы, или в слябе с поясом, сконструированных как ферма с открытой решеткой с диагоналями, соединенными по принципу зигзага, эти диагонали подвергаются либо растяжению, либо сжатию у нагрузки из- за смещения сил, возникающих в ферме. Если при изучении продольного вида фермы выясняется, что при направлении прутков, используемых в точках соединения с поясом, в одной плоскости, эти прутки будут подвергаться воздействию скручивающих сил, действующих в сторону, возникающих из-за того, что один диагональный пруток всегда растянут, а второй всегда сжат, или наоборот. Даже очень незначительная деформация кручения оказывает огромное воздействие на деформацию фермы. Наиболее желательно получить устройство, которое бы уменьшило воздействие таких сил на ферму.

Фермы с открытыми решетками также подвержены воздействию поперечных сил, действующих на ферму на участках около креплений. Стены часто находятся сверху элементов ферм и фермы должны выдерживать огромные нагрузки, что неизбежно влечет за собой снижение нагрузок на ферму.

Трудность производства ферм с открытыми решетками оптимальной длины, поскольку по экономическим причинам производители стараются использовать наиболее идентичные формы, например, с одинаковыми зазорами между изгибами. Желательно рационализировать монтаж концов ферм.

Кроме того, в настоящее время развивается новая технология по обогреву и вентиляции жилых домов, которая заключается в подаче предварительно нагретого воздуха в узкий проем в основании здания, затем этот воздух подается в жилые помещения через трубу вдоль внешней стены здания. Для контроля за подачей тепла необходимо дополнительно нагревать воздух. Если выступающая тепловая труба помещается вдоль внешней стены под слябом структурного настила, то воздух под слябом также нагревается, в результате обогревая полы, и проходящий по трубе воздух также нагревается, в результате обогреваются помещения дома. Желательно, чтобы конструкция позволяла монтаж такой трубы и других установок типа электропроводки у несущих частей.

Другой способ контроля за температурой подаваемого воздуха вдоль внешней стены заключается в подвешивании завес на расстоянии от внутренней части внешней стены, верх завес герметизирует сляб пола и пояса. Желательно иметь фиксирующее устройство для установки вышеописанных завес.

Кроме того, в настоящее время развивается новая технология по постройке многоэтажных домов из очень легких материалов. Например, между постоянными формами термоизоляции из вспененного пластика помещается так называемый ячеистый бетон. Недостатком получаемых таким образом стен является плохая звукоизоляция и то, что они не выдерживают больших нагрузок.

По практическим техническим причинам для достижения целостности в разливке и в арматуре между этажами и для ликвидации звуковой трансмиссии, по мере возможности, из структурных перекрытий через стены, разделяющие квартиры, желательно укрепить промежуточные элементы настилов на стойках и избежать расширения сляба внутрь внешней стены. Элементы настилов должны быть тщательно заанкерованы на стенах для передачи поперечных сил, вызванных, например, ветрами, и достижения эффекта диафрагмы в слябе настила для придания зданию стабильности.

Производители домов из древесных блоков часто используют стрелы подъема стен различной высоты, даже если комнаты одной высоты. Элементы стен деревянных домов обычно устанавливаются на структурные полы, также выполненные из дерева. Последние также продолжаются сквозь стену и подвержены воздействию холодного воздуха извне.

Следовательно, необходимо найти решение для креплений, принимая во внимание эти требования и убирая эффекты теплового мостика при использовании сборных бетонных частей.

В основу изобретения была положена задача обеспечить удовлетворительное функционирование фермы с открытой решеткой, более или менее устойчивой к деформациям, вызванным скручивающими силами. Особенно подвержены этому фермы с открытыми решетками, состоящими из диагоналей, находящихся в одной плоскости. Конкретно в изгибе скручивающие силы вызывают на скручивающий разрыв соединения между решеткой и поясом из-за направления сил: одна сила растяжения и другая сила сжатия.

Ферма новой конструкции по данному изобретению обеспечивает очень крепкую и легкую структуру, которая одновременно обеспечивает несущие свойства и также используется как зона для установки электропроводки и слесарно-технического оборудования, установок для централизованной вакуумной обработки и аналогичных установок так же, как и установки подвесного оборудования для подвесных потолков или оборудования в туннелях, предназначенных для установок.

Тестирование показало, что даже если между тросами решетки и пояса отличная анкеровка, элемент длинного пролета и подверженный большим нагрузкам все-таки не имеет достаточной устойчивости к скручивающим деформациям, в то время как пояса, как видно из вида сбоку, подвержены синусоидальной деформации.

Особенно важна та особенность данного изобретения, что можно снизить нагрузку на пояса и таким образом также повысить прочность фермы и улучшить ее свойства сопротивления скручивающим деформациям.

Данное изобретение дает возможность установки обогревающего контура и быстрого контроля за подачей воздуха вдоль внешней стены. Также имеется аналогичная возможность установки электропроводки и кабелей для стереозвука, компьютерных сетей и т. п. с доступом сверху.

Конструкция крепления также уменьшает распространение тепла, таким образом снижая тепловые мостики.

Задача решения проблемы укрепления вышеописанных фермовых конструкций решается с помощью конструирования концов фермы как монолитной структуры или соединения компонентов в монолитную структуру, в однородный материал, например сталь, древесина, фанера или композит, или конструирования с помощью заливки целиком или почти целиком, например бетон или композит, соединенный с поясами или с поясом и слябом соответственно.

В соответствии с настоящим изобретением концам хорд придается специальная конфигурация для обеспечения возможности установки вышеописанного оборудования и ликвидации тепловых мостиков. Метод укрепления стен с низкой несущей способностью также указан.

В этой ситуации элементы настила собраны так, что обточка сляба находится сверху. Возможность установки оборудования достигается при изготовлении фермы со специальными концами длиннее, чем сляб, и служащей в качестве крепления. Сляб имеет несколько меньший размер, чем пролет между стенами, таким образом возникает зазор между внешней стеной и слябом. Выемка, находящаяся сверху, есть на верхней части и на конце сляба. Такая конструкция позволяет установить проводку и систему труб сверху структурного настила вместо того, чтобы устанавливать их снизу с помощью резьбы.

Этого можно достигнуть, поскольку элемент, который в новом применении должен служить как часть установки, спроектирован глубже, чем ранее производимые типы, когда ставилась цель сохранения минимально возможной глубины.

Поскольку расстояние между слябом и поясом увеличивается, конец фермы углубляется, т. к. в настоящем изобретении использован промежуточный зазор. Даже если выемка для установок сделана сверху, для подпорки еще есть достаточная прочность. Это одно из преимуществ настоящего изобретения.

Возможность закрепления завес и т.п. обеспечивается при снабжении конца фермы выемками, возможно сквозными, находящимися на расстоянии от внутренней части внешней стены и на верхе сляба настила.

Предотвращение тепловых мостиков в основаниях и приспособление стрел подъема стен различной высоты различных производителей достигается укреплением на конце фермы прочного ригеля из древесины или другого материала с низким коэффициентом теплопроводности. Этот ригель и возможно также и конец фермы может поддерживать лежень древесной плиты для одной стены. Под лежень можно поместить больше ригелей в качестве дополнительной опоры между концами фермы, если они находятся на большом расстоянии один от другого.

Далее, по настоящему изобретению концам фермы придается особая конфигурация для обеспечения вышеупомянутых возможностей для установки и закрепления так же, как и для анкеровки к креплениям во внешней стене, например.

Анкеровка к стенам для защиты от ветра и т.п. может быть достигнута при снабжении конца фермы анкерными растворами, которые могут быть сквозными для обеспечения протяжки арматуры сквозь ферму. Отлитая полоса или балка, например, из бетона, изнутри стены, несколько ниже и в уровень со структурным настилом, может служить как крепление так же, как и анкеровка элемента к стене.

Далее изобретение поясняется описанием конкретных примеров его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1 изображает поперечное сечение всего основания у внешней стены 9 с концом фермы по настоящему изобретению, снабженным выемкой 5 для установок и температурным ригелем 8, и установку изоляции. Пояс из отлитого материала 3;
фиг. 2 - перспективу элемента структурного настила, закрепленного на внешней стене, с поясом по настоящему изобретению, снабженного отлитым поясом и решеткой из изогнутых стержней;
фиг. 3А - поперечное сечение элемента структурного настила с поясами, концы 4 которых по настоящему изобретению снабжены выемкой 5 для установок, проемом или гнездом 6 для креплений и проемом 7 для анкеров;
фиг. 3B - поперечное сечение детали у внешней стены, включая часть структурного настила с поясами, концы 4 которых по настоящему изобретению снабжены выемкой 5 для установок, проемом или гнездом 6 для креплений и проемом 7 для анкеров. Фигура изображает легкую стенку в композиционной конструкции 19 и соединение со стеной при помощи конца фермы;
фиг. 4 - перспективу элемента структурного настила с поясами, концы которых по настоящему изобретению снабжены выемкой 5 для установок и проемом 7 для анкеров. Ферма с поясом 2 из стали с Т-сечением 21 и прямолинейно изогнутой решеткой 11 по настоящему изобретению;
фиг. 5 - вертикальный разрез элемента структурного настила с поясами, концы 4 которых по настоящему изобретению снабжены выемкой 5 для установок, проемом или гнездом 6 для крепежей и проемом 7 для анкеров так же, как и решеткой из пластин 31;
фиг. 6 - вертикальный разрез элемента структурного настила с поясами, концы 4 которых по настоящему изобретению снабжены выемкой 5 для установок так же, как и решеткой из длинных пластин 31.

Пример конструкции по настоящему изобретению изображен на фиг. 1, показывающей поперечное сечение всего основания у внешней стены 9 с элементом структурного настила, включая пояса, снабженные концами 4 фермы, полностью или почти полностью литой конструкции в соединении с поясом и слябом, закрепленным на балке основания.

Конец фермы снабжен выемкой 5 для установок. В данном случае выемка имеет прямоугольную форму, одна сторона впритык к стене и верх выемки на уровне сляба, который не продолжается к стене, выемка образует зазор между слябом и стеной.

Далее конец фермы снабжен проемом или гнездом 6 для крепежей. В данном случае это спроектировано в виде прямоугольной выемки, возможно, сквозной, находящейся на расстоянии от внутренней части стены и на уровне сляба.

Конец 4 фермы также снабжен ригелем, действующим в качестве температурного барьера. Фигура изображает вертикальный ригель, прикрепленный к концу 4 фермы с помощью литых гвоздей 35. Пояс в этом примере - литой.

Кроме того, указан метод термоизоляции основания так же, как и общий метод конструкции для внешней стены из дерева 29, которая не обязательно должна быть закреплена на одном уровне с внутренними перегородками.

Фиг. 2 является перспективой элемента структурного настила с литым слябом 1, который должен быть закреплен на внешней стене 9, с фермой, снабженной литым поясом, с концом 4 фермы по настоящему изобретению так же, как и изогнутой открытой решеткой 10.

Фиг. 3 изображает поперечное сечение детали у внешней стены, включая элемент структурного настила с поясами, концы которых по настоящему изобретению снабжены выемкой 5 для установок и выемкой 7 для анкеров. Конец фермы также снабжен проемом или гнездом 6 для крепежей. Фигура изображает конструкцию с легкой композиционной стеной 19 так же, как и соединение со стеной с креплением для концов 4 фермы с заделанным арматурным стержнем 28.

Фиг. 4 изображает перспективу элемента структурного настила с поясами, концы 4 которых по настоящему изобретению снабжены выемкой 5 для установок и проемом или гнездом 6 для крепежей. Ферма с поясами из стали с T-сечением 21 и решеткой 11.

Фигура изображает, как с помощью конца 4 фермы можно продолжить пояс до нужной длины, соответствующей длине пролета. Тогда пояс можно изготовить в соответствии с размером зазоров между изгибами 15; 6; 17; 18 диагоналей решетки и концом 4 фермы, используемым для поддержки.

Даже хотя на чертежах приведено и описано выше только небольшое число возможных технических решений настоящего изобретения, следует иметь в виду, что изобретение не ограничивается этими техническими решениями, а только теми техническими решениями, которые обозначены в формуле изобретения.

Изобретение относится к области строительства, в частности к несущим конструкциям - фермам. Технический результат изобретения - повышение жесткости конструкции. Ферма включает плиту, по меньшей мере один пояс и одну или две решетки. Каждая решетка выполнена из прутков или проволоки или полосы, расположенных в продольном направлении в виде зигзагообразной линии, Концы фермы выполнены как единое целое в виде монолитной детали или соединены один с другим в монолитную деталь так, что промежуточная область между двумя поясами фермы или между поясами и плитой фермы оказывается заполненной этим материалом. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Ферма, включающая плиту, по меньшей мере один пояс и одну или две решетки, каждая из которых выполнена из прутков или проволоки или полосы, расположенных в продольном направлении в виде зигзагообразной линии с промежутками между изгибами, отличающаяся тем, что концы (4) фермы приспособлены для крепления на опоре (9) и выполнены как единое целое в виде монолитной детали или соединены один с другим в монолитную деталь из однородного материала, так что промежуточная область между двумя поясами (2, 3) фермы или между поясами (2, 3) и плитой (1) фермы оказывается заполненной этим материалом, в результате чего концы (4) фермы продолжают ферму до требуемой длины, повышая тем самым жесткость и прочность крепления. 2. Ферма по п.1, отличающаяся тем, что плита (1) фермы направлена вверх, при этом концы (4) фермы выполнены длиннее, чем плита (1), а у плиты (1), направленной в сторону опоры (9), в теле концов (4) фермы выполнена выемка (5), открытая сверху у торца плиты (1). 3. Ферма по п.1, отличающаяся тем, что в теле конца (4), фермы, соединенного с плитой (1) на некотором расстоянии от торца конца (4), направленного в сторону опоры (9), выполнено по меньшей мере одно сквозное крепежное отверстие (6) и/или в теле конца (4) фермы со стороны его торца, направленного в сторону опоры (9), выполнено по меньшей мере одно сквозное отверстие (7) для арматурных стержней (28). 4. Ферма по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что с торца конца (4) фермы, направленного в сторону опоры (9), у внешней стены (9) установлен ригель (8) с низким коэффициентом теплопроводности, прикрепленный к концу (4) фермы с помощью литых крепежных элементов (35) и высота которого соответствует высоте конца (4) фермы.