ПОКРЫТИЕ Российский патент 2002 года по МПК E04B1/32 E04B7/14 

Изобретение относится к гражданскому и промышленному строительству и строительной индустрии для изготовления вспарушенного вантового покрытия любой формы и перекрытия больших пролетов.

Наиболее близким техническим решением является покрытие, выполненное в патенте 2132913, кл. Е 04 В 1/32, где автором использована упругость криволинейных элементов для обеспечения получения постоянного напряжения в тросе, перекрывающем большой пролет и имеющим стрелку подъема, направленную вверх.

Постоянно растянутому тросу можно придавать любую форму, используя определенное положение неподвижных (опорных) точек закрепления его концов и системы вантовых оттяжек, которые будут фиксировать в пространстве определенные его точки.

Таким образом, можно обеспечить вспарушенность вантового покрытия, что разрешит экономические и архитектурно-композиционные затруднения при проектировании вантовых покрытий большего пролета.

В этом покрытии, включающем упругие криволинейные предварительно сжатые элементы и растянутый трос, упругие элементы крепятся к тросу с помощью неподвижных шарнирных опор, расположенных по длине ванта так, что концевые участки смежных упругих криволинейных элементов перекрывают друг друга.

Недостатком этой конструкции является то, что для ее изобретения необходимо:
- конструктивно обеспечить неподвижное закрепление криволинейных упругих элементов к тросу, что возможно только за счет обойм, обеспечивающих поперечное обжатие троса;
- конструктивно обеспечить свободу перемещения упругих элементов относительно друг друга в одной плоскости (перекрещивание элементов), либо располагать упругие элементы по разные стороны троса, что крайне неудобно для осуществления герметизации и водоотвода с покрытия;
- криволинейная форма упругого элемента не всегда удобна в изготовлении и архитектурно или экономически оправдана.

Техническая задача заключается в упрощении конструктивных решений узлов соединения упругих элементов и несущих тросов (вант), а также в обеспечении возможности использования более рациональных форм очертаний и сечений упругих элементов, а именно:
- ликвидировать фиксированное закрепление упругих элементов к несущим тросам;
- использовать полигональные формы очертания упругих элементов;
- ликвидировать перекрещивание упругих элементов в тех случаях, когда это позволяют сделать внешние нагрузки и собственный вес конструкций;
- обеспечить возможность использования сечений более рациональных форм;
- сохранить все достоинства вантового покрытия вспарушенной формы, представленной в известном решении.

Покрытие включает криволинейные упругие элементы (1) и несущий трос (2), как показано на фиг.1 и 2.

Концы смежных криволинейных упругих элементов (1) расположены с зазором на отрезке полой балки (5), внутри которой свободно пропущен несущий трос, и шарнирно (3) соединены с ней.

Концы смежных криволинейных упругих элементов (1) перекрещиваются в одной плоскости, обеспечивая при этом свободу взаимного перемещения, и шарнирно (3) закрепляются к концам полых балок (5), как показано на фиг.1 и 5.

В другом случае концы смежных криволинейных упругих элементов (1) располагаются на отрезках полых балок (5) с образованием у них консолей, как показано на фиг.2 и 6.

На фиг. 1, 2, 3, 4, 5 и 6 показаны криволинейные упругие элементы (1) полигонального очертания.

Сечения этих элементов, как и сечения полых балок (5), могут иметь различные формы - коробчатые, круглые, трапециевидные, треугольные, комбинированные.

Сохранение постоянного напряжения в тросе происходит за счет предварительного напряжения его расчетной силой N (фиг.1 и 2), а затем он донапрягается за счет работы упругих элементов в условиях их взаимных поворотов при подъеме собранной конструкции в проектное положение (фиг.3 и 4).

На фиг.1 изображено первоначальное положение упругих элементов (1) и несущего троса (2) при использовании полигональной формы упругих элементов (1) и полых однопролетных балок (5), к которым они шарнирно закрепляются.

На фиг.2 изображено первоначальное расположение упругих элементов (1) и несущего троса (2) при использовании полигональной формы упругих элементов (1) и полых однопролетных балок (5) с консолями, выходящими на расчетную длину за пределы шарнирного закрепления элементов (1) и балок (5).

На фиг.3 изображено проектное положение покрытия с однопролетными балками (5) без консолей и установленными фиксаторами поперечной жесткости (7).

На фиг.5 изображен один из вариантов конструктивного соединения упругих элементов (1) и полой балки (5) при перекрещивании упругих элементов (1) - полая балка без консолей.

На фиг.6 изображен один из вариантов конструктивного соединения упругих (1) и полой балки (5) при неперекрещивающихся упругих элементах (1) - полая балка с консолями.

При закреплении упругих элементов (1) к полой балке (5) с помощью шарниров (3) каждый из упругих элементов (1) предварительному напряжению не подвергается.

После окончания сборки упругих элементов (1) и балок (5) через полости этих балок пропускается несущий трос (2), который затем предварительно подтягивается расчетной силой N (фиг.1 и 2) и закрепляется на жестких опорных узлах (4) крайних упругих элементов с помощью фиксаторов (6).

После осуществления предварительной подтяжки вся система устанавливается в проектное положение краном, надвижкой на опоры (8) или другими технологическими приемами.

При подъеме конструкции в проектное положение упругие элементы (1) поворачиваются по отношению друг к другу и производят при этом дополнительную подтяжку троса (2). В упругих элементах (1) происходит самонапряжение.

Затем неизменяемость формы конструкции обеспечивается связями-фиксаторами (7), после чего производится монтаж ограждающей части покрытия (фиг.5 и 6).

Все прочие свойства известной вантовой системы предлагаемая конструкция покрытия сохраняет.

Изобретение относится к строительству и предназначено для изготовления вантового вспарушенного покрытия простой или сложной конфигурации в пространстве, перекрывающего большие пролеты. Технический результат изобретения - упрощение конструктивных решений узлов крепления элементов конструкции и упрощение технологии изготовления вантового покрытия. Результат обеспечивается путем шарнирного закрепления концов смежных криволинейных упругих элементов к отрезку полой балки так, что они располагаются с зазором, а несущий трос свободно проходит в полости балки. При этом вся система предварительно напрягается тросом. Дальнейшее напряжение троса возникает при установке системы в проектное положение за счет взаимного поворота и самонапряжения криволинейных упругих элементов. Упругие элементы, шарнирно закрепленные на полых балках, могут перекрещиваться, а могут и не перекрещиваться друг с другом в плоскости системы. Если упругие элементы не перекрещиваются, то полые балки, к которым они крепятся, выполняются с двумя консолями. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Покрытие, включающее криволинейные упругие элементы и несущий трос, отличающееся тем, что концы смежных криволинейных упругих элементов расположены на отрезке полой балки, внутри которой свободно пропущен несущий трос, и шарнирно соединены с ним. 2. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что концы смежных криволинейных упругих элементов расположены на балке с перекрещиванием, обеспечивающим свободу их взаимного перемещения, и шарнирно прикреплены к концам полой балки. 3. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что концы смежных криволинейных упругих элементов располагаются на полой балке с образованием у нее симметрично расположенных консолей. 4. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что криволинейные упругие элементы имеют полигональную форму. 5. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что сечение криволинейных упругих элементов и отрезков полых балок имеют коробчатую, круглую, трапециевидную, треугольную или комбинированную форму.