СБОРНАЯ ФЕРМА ИЗ ДВУХ ПОЛОВИН (ВАРИАНТЫ) И КОНСТРУКЦИЯ ПОКРЫТИЯ Российский патент 2005 года по МПК E04B7/02 E04C3/22 

Область техники

Это изобретение относится к фермам, изготовленным из вибрированного или предварительно напряженного железобетона и, конкретно, относится к сборной ферме из двух половин, к средствам для соединения двух половин вместе статически к моменту использования фермы, а также к конструкции покрытия, изготовленной из таких ферм, для сооружений, имеющих круговую, полигональную или эллиптическую форму, как для гражданского, так и для промышленного использования.

Согласно доступным методам сборные фермы в железобетоне, включающие фермы с плоской, Т-образной или Н-образной внутренней поверхностью, до сих пор изготавливают в виде единой детали, используя цельную металлическую арматуру, даже когда они составляют значительную длину. Однако, когда они являются особенно длинными, их сооружение требует опалубок, которые являются чрезвычайно громоздкими и трудными в исполнении. Кроме того, транспортировка таких ферм становится затруднительной в результате их размера и веса. Дорожная транспортировка может быть также проблематичной, когда дороги являются узкими, или в горах, особенно, когда требуются специальные транспортные средства.

Краткое описание изобретения

Одной из целей этого изобретения является предложение фермы, в частности с плоской внутренней поверхностью, которая состоит из двух симметричных половин и где две половины соединяют соединительным устройством, которое обеспечивает устойчивость и статические характеристики, аналогичные фермам, изготовленным в виде единой детали.

Другой целью изобретения является создание фермы с плоской внутренней поверхностью и плоской или покатой внешней поверхностью, которая будет иметь преимущество в использовании менее громоздких опалубок для своего сооружения, в более простой отливке, более легкой маневренности и транспортировке даже в трудных обстоятельствах и при наличии ферм значительной длины, в придании фермам длины, которая является слишком необычной на сегодняшний день и, наконец, в снижении производственных и транспортных затрат на указанные фермы.

Следующей целью изобретения является создание железобетонных ферм, имеющих Т-образную или Н-образную форму, в виде двух симметричных половин, которые можно соединять вместе в момент, когда ферму используют в ее конечном месте, где имеются также преимущества в облегчении маневрирования и транспортировки, без необходимости прибегать к помощи специальных транспортных средств.

Еще другой целью изобретения является предложение конструкции покрытия, имеющей круговую, полигональную, эллиптическую или подобную форму, состоящую из полуферм, которые заранее изготавливают в железобетоне, являются легко транспортируемыми, сводящимися воедино и соединяемыми простым и надежным способом в момент установки с помощью простого приема скрепления вместе соединительных устройств винтами.

Следовательно, изобретение предлагает ферму в вибрированном или предварительно напряженном железобетоне, состоящую из двух расположенных друг против друга симметричных половин, где смежные части соединяются вместе в плоскости, которая является перпендикулярной к внутренней поверхности фермы, и которые снабжены вблизи к внешней поверхности пластинами, которые соединяются с использованием болтов, а вблизи к внутренней поверхности, соединительным устройством, снабженным стержнями.

Аналогично, изобретение предлагает конструкцию покрытия для сооружений, имеющих круговую, полигональную, эллиптическую или подобную форму, состоящую из многочисленных полуферм, каждая из которых имеет ближний конец и дальний конец (12), включающих продольные соединительные стержни, каждый из которых имеет конец, снабженный резьбой, который выступает из ближнего конца, и из средств для соединения ближних концов полуферм на уровне концов соединительных стержней, снабженных резьбой, с использованием стопорных гаек, в то время как дальние концы полуферм находятся на стойках или других опорах.

Прилагаемые чертежи иллюстрируют различные примеры фермы и конструкции покрытия согласно изобретению и они будут описаны подробно ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, где:

фиг.1 представляет две отдельные половины или полуфермы отдельной фермы согласно предпочтительному варианту;

фиг.1а представляет часть арматуры полуферм;

фиг.2 представляет две полуфермы по фиг.1, соединенные вместе, которые видны спереди и в поперечном сечении;

фиг.3 представляет увеличенную деталь соединительного устройства для двух полуферм на фиг.1;

фиг.4 представляет другой пример фермы из двух половин с отличающейся соединительной системой;

фиг.5 представляет следующий пример фермы из двух половин, которая отличается своим соединительным устройством;

фиг.6 представляет части Т-образных полуферм, обращенных друг к другу, но все еще разделенных;

фиг.7 представляет спереди и в поперечном сечении части двух полуферм по фиг.6, соединенных устройством, аналогичным устройству на фиг.2;

фиг.8 представляет части двух Т-образных полуферм, которые все еще разделены;

фигуры 9 и 10 представляют другой пример средств для соединения вместе двух полуферм, в перспективном виде и в поперечном сечении;

фиг.11 представляет перспективный вид части одной полуфермы для создания конструкции покрытия согласно изобретению;

фиг.12 представляет горизонтальную проекцию расположения ферм в конструкции покрытия, имеющей полигональную форму;

фиг.13 представляет кольцевые элементы для соединения нескольких ферм, которые сводятся воедино радиально;

фиг.14 представляет соединение нескольких ферм с этими кольцевыми элементами;

фиг.15 представляет систему ферм в конструкции покрытия подобной конструкции на фиг.12, вид снизу;

фиг.16 представляет горизонтальную проекцию расположения ферм в конструкции покрытия, имеющей эллиптическую форму;

фиг.17 представляет соединение нескольких ферм внутри такой конструкции, как показанная на фиг.16.

Подробное описание изобретения

Ферма, показанная на фиг.1-5, представляет ферму с плоской внутренней поверхностью 11 и плоской или покатой внешней поверхностью 12. Она состоит из двух симметричных половин или полуферм 13, 14 со смежными частями, которые соединяются на промежуточной плоскости 15, перпендикулярной к внутренней поверхности.

Две половины или полуфермы 13, 14 изготавливают в их соответствующих опалубках, начиная с их собственных арматур 13', 14' соответственно и прикрепляя на том конце каждой полуфермы, который предназначен для соединения с соседней поверхностью другой половины, соединительную пластину 16, которую располагают вблизи к внешней поверхности, и соединительного устройства 17, которое располагают вблизи к внутренней поверхности.

В каждой полуферме 13, 14 (фиг.1) соединительную пластину 16 анкеруют к обычной арматуре 13', 14' посредством ряда армирующих стержней 18 и она имеет отверстия 16' для вхождения двух затягивающих болтов.

Соединительное устройство 17 вблизи внешней поверхности можно изготавливать различными способами.

В одном из вариантов, как показано на фиг.1-3, первая полуферма 13 имеет на обеих передней и задней сторонах по меньшей мере один или предпочтительно большее количество крепких металлических стержней 19, параллельных внутренней поверхности 11. Эти стержни присоединяют к обычной арматуре 13' самой полуфермы с помощью скоб 20 и каждый из их концов заканчивается в патрубке 21, который снабжен внутренней резьбой и слегка выступает с одной стороны полуфермы к противостоящей полуферме 14.

Эта вторая полуферма 14 также состоит из аналогичного количества вторых крепких металлических стержней 22, каждый из которых вводят или направляют внутрь трубчатой обоймы 23 и соединительной трубки 24, которые центрируют и прикрепляют к арматуре 14' указанной второй фермы с помощью скоб. Соединительные трубки 24 обращены к патрубкам 21 и предназначены вмещать выступающую часть указанных патрубков 21 первой полуфермы. На противоположных концах от соединительных трубок 24 трубчатые обоймы имеют блокирующую пластину 26, которая располагается на одном из массивных плеч второй полуфермы, в то время как противоположные концы вторых стержней 22 снабжены резьбой так, чтобы их можно было вкручивать в патрубки 21 на одном конце, и так, чтобы стопорную гайку 27 можно было закрутить на другом конце, гайку, остающуюся на блокирующей пластине.

Вначале две полуфермы разделены и транспортируются таким образом для облегчения транспортировки и для уменьшения длины.

Их соединяют вместе в момент, когда ферма фактически нужна. Две полуфермы соединяют вместе в их соединяющую плоскость 15.

Соединительные пластины 16 вблизи внешней поверхности скрепляют вместе, используя соответствующие болты. Патрубки 21 первой полуфермы 13 помещают в трубки второй полуфермы 14. Вторые стержни 22, которые установлены внутри трубчатых обойм 23, завинчивают на место одним из их концов в указанных патрубках 21; на противоположные концы указанных стержней стопорные гайки 27 закручивают до тех пор, пока они не получат требуемое блокирование. Следует отметить, что вторые стержни 22 и стопорные гайки 27 являются доступными через полость 28, расположенную на каждой стороне фермы. Эта полость в последующем заполняется, как только завершают устройство и натяжение.

В другом варианте по фиг.4 обе полуфермы 13, 14 включают на уровне внешней поверхности также две соединительные пластины 16, которые будут скрепляться вместе болтами. Вблизи внутренней поверхности каждая полуферма имеет трубчатую обойму 123 с соединительной трубкой 124. Когда две полуфермы сводят вместе для соединения, их трубчатые элементы 123, 124 устанавливают по линии и через них проходят соединительные стержни 122, обладающие высокой устойчивостью, которые представлены в виде единого целого и имеют концы, снабженные резьбой, на которые навинчивают стопорные гайки 127; причем указанные гайки находятся на блокирующей пластине 126 и доступны через полости 128, которые расположены в двух полуфермах и могут блокироваться после сборки.

В другом варианте по фиг.5 две полуфермы 13,14 также имеют соединительные пластины 16 с болтами на уровне внешней поверхности, как в предыдущих случаях, и вблизи внутренней поверхности трубчатых элементов 223, 224 для прохода витых жгутов 222, заанкерованных одним концом к пластине 226 и туго натянутых на другом конце с помощью конусообразных зажимов 227, чтобы получить ферму, которая собирается после тугого натяжения.

Ферма на фиг.6 является Т-образной, то есть она имеет два распростертых крыла с ребром 311 на внутренней поверхности и порогом 312 на внешней поверхности. Она состоит из двух симметричных половин или полуферм 313, 314 со смежными концами, которые сходятся в вертикальной плоскости 315.

Две полуфермы 313, 314 изготавливают в их соответствующих опалубках, начиная с их собственных арматур (не показаны) и с прикреплением к концу каждой арматуры, которая предназначается для соединения с соседней арматурой, соединительной пластины 316, вблизи к внешней поверхности, и соединительного устройства 317 вблизи к внутренней поверхности.

В обоих полуфермах 313, 314 соединительная пластина 316 и соединительное устройство 317 могут соответствовать типу, описанному выше и показанному на фиг.2, следовательно, на фиг.6 и 7 показаны те же элементы с теми же номерами ссылок, которые использованы на фиг.2.

Ферма на фиг.8 является Н-образной с двумя параллельными ребрами 331 на внутренней поверхности и порогом 332 на внешней поверхности. Эта ферма также состоит из двух обращенных друг к другу и симметричных полуферм 333, 334 со смежными концами, сходящимися в центральной вертикальной плоскости, когда две полуфермы сводят вместе и соединяют. Соединение двух полуферм 333, 334 осуществляют путем использования средств, которые являются идентичными средствам, используемым для полуферм 313, 314, которые образуют ферму по фиг.6. На фиг.4 идентичные или эквивалентные средства по отношению к средствам, описанным на фиг.6 и 7, показаны теми же номерами ссылок. Аналогично, две полуфермы 333, 334 соединяют посредством пластин 316, закрепляемых болтами на уровне порога на внешней поверхности, и посредством соединения патрубков 21 с трубками 24, которые обращены к ним вблизи к внешней поверхности и присутствуют в обеих ребрах 331 полуферм.

Две полуфермы 313, 314; 333, 334 первоначально являются разделенными и их транспортируют таким образом, чтобы обеспечить легкость транспорта и уменьшенную длину. Их соединяют вместе, когда ферма фактически требуется. В такой момент две полуфермы сводят вместе в центральной плоскости соединения. Соединительные пластины 316 вблизи к внешней поверхности скрепляют вместе с помощью соответствующих болтов. Патрубки 21 первой полуфермы 313, 333 помещают в трубки 24 вторых полуферм 314, 334. Вторые стержни 22, которые вводят в трубчатые обоймы 23, навинчивают на один конец в указанных патрубках 21; на другом конце указанных стержней стопорные гайки 27 поворачивают до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое блокирование.

В варианте на фигурах 9 и 10 ферму изготавливают с помощью двух полуферм 353, 354, но соединение со смежными концами достигается посредством соединительных пластин и, по меньшей мере, одного осевого стержня или поперечного болта 355.

Затем, имеются, по меньшей мере, две параллельные пластины 356, отстоящие на расстоянии друг от друга и имеющие полость между собой. Другая полуферма включает и анкерует по меньшей мере одну выступающую пластину 358, которая предназначена для вхождения в полость 357 между двумя пластинами 356 полуфермы 353. Пластины 356 и 358 имеют отверстия 359, которые центрируют относительно друг друга и с отверстием в полуферме 353. Таким образом, когда полуфермы сводят вместе, осевой стержень или поперечный болт 355 попросту пропускают через указанные отверстия 359 для соединения их вместе и завершения фермы, готовой для использования. Следует отметить, что полуферма может быть также снабжена средствами центрирования, такими как стержни или концевые выступы 360 для введения в соответствующие отверстия 361 в смежных концах других полуферм, для центрирования двух полуферм в момент их сборки.

В варианте на фигурах 11-17 номер 410 показывает обычную полуферму, сборную в железобетоне для использования при изготовлении конструкций покрытия, как описано в изобретении.

Полуферма 410, которую изготавливают в соответствующей опалубке, имеет ближний конец 411 и дальний конец и может иметь плоскую внутреннюю поверхность и плоскую или покатую внешнюю поверхность.

Она имеет свою соответствующую арматуру (не показана), с которой она связывается посредством соответствующих скоб, по крайней мере двух верхних металлических стержней 413, каждый из которых имеет конец 414, выступающий из ближнего конца 411 вблизи к внешней поверхности, и, по меньшей мере, пару нижних стержней 415, каждый из которых имеет конец 416, выступающий из ближнего конца, но вблизи к внутренней поверхности. Концы 414, 416 стержней 413, 415 снабжены резьбой таким образом, чтобы иметь способность навинчивать по меньшей мере одну стопорную гайку 417 на каждый конец.

Для того чтобы создать конструкцию покрытия полигональной формы, как показано на фиг.12, необходимо использовать полуфермы 410, установленные в виде конструкции, создающей впечатление солнца и его лучей, с их концами 411, прикрепленными к центральным кольцевым элементам 418, 419, состоящим из пластин, армированных дополнительными наугольниками и имеющими такое же количество сторон, сколько используется полуферм (фиг.13 и 14).

Один кольцевой элемент 418 помещают сверху на уровне верхних стержней 413 полуферм и он имеет отверстия 418', чтобы позволить концам 414 указанных стержней, снабженных резьбой, проходить насквозь; второй кольцевой элемент 419 располагают внизу на уровне нижних стержней 415 и он имеет отверстия 419' для приема концов 416 этих стержней.

Таким образом, ближние концы 411 полуферм 410 прикрепляют к центральным кольцам 418, 419 с помощью гаек 417, которые навинчивают на концы соединительных стержней 413, 415, снабженные резьбой. В то же время дальние концы 412 ферм изготавливают для того, чтобы они находились на опорах 420, создавая тем самым конструкцию из ферм для требуемого построения кровли (фиг.15).

Аналогично, те же самые полуфермы 410 можно использовать для построения конструкций покрытия эллиптической формы, как показано на фиг.16, например.

Ближние концы некоторых полуферм 410, установленных в виде конструкции, создающей впечатление солнца и его лучей, закрепляют таким же образом к полукруглым элемента 428, 429 (фиг.17).

Их соединяют в продольном направлении с помощью продольных балок 430, которые могут быть такой длины, которая требуется, и которые соединяют поперечным образом с помощью контрфорсов 431, которые являются также продольными балками.

Продольные балки 430 могут изготавливаться из различных балок, соединенных вместе путем соединения болтами головных балок 430', и они имеют отверстия для приема концов соединительных стержней 413, 415, снабженных резьбой, полуферм 432, помещенных параллельно между ними в пространстве между двумя группами полуферм в конструкции, создающей впечатление солнца и его лучей, закрепленных любым концом в полукруглых элементах 428, 429.

Изобретение относится к области строительства, а именно к сборной ферме, состоящей из двух половин. Достигаемый технический результат заключается в обеспечении статических характеристик, аналогичных характеристикам ферм, изготовленных в виде единой детали, снижении производственных и транспортных затрат. Ферма в железобетоне с плоской внутренней поверхностью и плоской или покатой внешней поверхностью состоит из двух симметричных половин или полуферм, причем смежные части соединены в плоскости посередине, которая является перпендикулярной к внутренней поверхности фермы, и снабжены вблизи внешней поверхности соединительными пластинами для соединения болтами, а вблизи внутренней поверхности - соединительным устройством со стержнями, параллельными указанной внутренней поверхности.3 н. и 9 з.п.ф-лы, 17 ил.

1. Ферма в железобетоне с плоской внутренней поверхностью и плоской или покатой внешней поверхностью, отличающаяся тем, что она состоит из двух симметричных половин или полуферм, причем смежные части соединены в плоскости посередине, которая является перпендикулярной к внутренней поверхности фермы, и снабжены вблизи внешней поверхности соединительными пластинами для соединения болтами, а вблизи внутренней поверхности соединительным устройством со стержнями, параллельными указанной внутренней поверхности.2. Ферма по п.1, отличающаяся тем, что каждая полуферма имеет свою собственную обычную арматуру, при этом каждая полуферма имеет соединительную пластину вблизи внешней поверхности, которую анкеруют к обычной арматуре посредством армирующих стержней и снабжают различными отверстиями для затягивающих болтов, где соединительное устройство вблизи внутренней поверхности состоит из одного или большего количества металлических стержней на передней и задней сторонах первой полуфермы, которые соединяют с помощью скоб с обычной арматурой самой полуфермы, где каждый стержень заканчивается в патрубке с внутренней резьбой, который частично выступает по направлению ко второй полуферме; трубчатой обоймы и соединительной трубки во второй полуферме, которые центрируют и прикрепляют к обычной арматуре указанной второй полуфермы с помощью скоб, и где соединительная трубка обращена к патрубку и предназначена вмещать выступающую часть указанного патрубка первой полуфермы, как только две полуфермы соединятся вместе; вторых стержней, которые проходят в указанные трубчатые обоймы, каждый из которых имеет конец, снабженный резьбой, который вкручивают в патрубок в первой полуферме, и противоположный конец, снабженный стопорной гайкой, которая находится на блокирующей пластине, прикрепленной к указанным обоймам и располагающейся на одном из массивных плеч второй полуфермы.3. Ферма по п.2, отличающаяся тем, что вторые стержни и соответствующие гайки на концах являются доступными через полость, расположенную во второй полуферме, которая может быть заполнена после сборки.4. Ферма по п.1, отличающаяся тем, что каждая полуферма имеет свою собственную обычную арматуру, при этом в каждой полуферме соединительную пластину вблизи внешней поверхности анкеруют к обычной арматуре посредством арматурных стержней и снабжают отверстиями для приема затягивающих болтов, где соединительное устройство вблизи внутренней поверхности состоит из трубчатой обоймы в каждой полуферме, которую вместе с соединительной трубкой центрируют с такими же элементами другой полуфермы, когда две половины сводят вместе для соединения; соединительных стержней, которые проходят через центрированные трубчатые обоймы двух полуферм и которые имеют стопорные гайки на своих противоположных концах, причем указанные гайки находятся на блокирующей пластине и доступны через полости, которые расположены в двух полуфермах и могут блокироваться после сборки.5. Ферма по п.1, отличающаяся тем, что каждая полуферма имеет свою собственную обычную арматуру, при этом в каждой полуферме соединительную пластину вблизи внешней поверхности анкеруют к обычной арматуре посредством арматурных стержней и снабжают отверстиями для приема затягивающих болтов, и где соединительное устройство вблизи внутренней поверхности состоит из трубчатой обоймы в каждой полуферме, которую вместе с соединительной трубкой центрируют с такими же элементами другой полуфермы, когда две половины сводят вместе для соединения; витых жгутов, которые проходят через указанные центрированные трубчатые обоймы и анкеруются к одному концу блокирующей пластины и туго натягиваются на другом конце конусообразными зажимами, доступными через полость, расположенную в полуфермах, которая закрывается после сборки.6. Ферма по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что ферма является Т-образной или Н-образной с одним или двумя ребрами соответственно на внутренней поверхности и порогом для внешней поверхности, где соединяемые пластины для соединения болтами находятся на уровне порога внешней поверхности, а соединительное устройство со стержнями находится на уровне одного или большего количества ребер внутренней поверхности.7. Ферма в железобетоне, отличающаяся тем, что она состоит из двух симметричных полуферм, причем смежные части соединяются в вертикальной плоскости, где первая полуферма включает, по меньшей мере, пару пластин, которые отстоят друг от друга и имеют полость между собой, открытую по направлению к концу полуфермы, который предназначен для соединения со смежной поверхностью противостоящей полуфермы, где другая полуферма включает, по меньшей мере, одну выступающую концевую пластину, которая предназначена для вхождения в указанную полость, где первая полуферма имеет, по меньшей мере, одно поперечное отверстие, которое совпадает с отверстиями, выполненными в указанных пластинах, для того, чтобы принять, по меньшей мере, один осевой стержень или поперечный болт для соединения двух полуферм при сборке.8. Ферма по п.7, отличающаяся тем, что смежные концы двух полуферм имеют средства центрирования, которые соответствуют друг другу.9. Конструкция покрытия для сооружений, имеющих круговую, полигональную, эллиптическую или подобную форму, состоящая из множества полуферм, каждая из которых имеет ближний конец и дальний конец, отличающаяся тем, что каждая полуферма включает продольные соединительные стержни, каждый из которых имеет конец, снабженный резьбой, который выступает из ближнего конца, и ближние концы полуферм крепят к соединительным средствам с помощью концов указанных соединительных стержней, снабженных резьбой, и с использованием стопорных гаек, которые накручивают на них, в то время как дальние концы полуферм находятся на стойках или других опорах.10. Конструкция покрытия по п.9, отличающаяся тем, что каждая полуферма включает один или большее количество продольных соединительных стержней, причем конец соединительного стержня, снабженный соответствующей резьбой, выступает из ближнего конца, ближайшего по отношению к внешней поверхности полуфермы, и одну или большее количество пар продольных соединительных стержней, причем конец соединительного стержня, снабженный соответствующей резьбой, выступает из ближнего конца, ближайшего по отношению к внутренней поверхности полуфермы.11. Конструкция покрытия по п.9 или 10, отличающаяся тем, что для сооружения, имеющего круговую или полигональную форму, указанные средства для соединения ближних концов полуферм состоят из первого кольцевого элемента, изготовленного из пластин с отверстиями для приема концов соединительных стержней, снабженных резьбой, вблизи внешней поверхности полуферм, и второго кольцевого элемента с отверстиями для приема концов соединительных стержней, снабженных резьбой, вблизи внутренней поверхности полуферм, причем вторые полуфермы крепятся к указанным кольцевым элементам стопорными гайками, накрученными на указанные концы соединительных стержней, снабженные резьбой, и расходятся лучами в конструкции из указанных элементов, создающей впечатление солнца и его лучей.12. Конструкция покрытия по п.9 или 10, отличающаяся тем, что для сооружения, имеющего эллиптическую форму, указанные средства для соединения ближних концов полуферм включают два первых полукруглых элемента, обращенных друг к другу и соединенных вместе с помощью продольных балок, которые, в свою очередь, соединены вместе с помощью контрфорсов, где первые полукруглые элементы и продольные балки имеют отверстия для приема концов соединительных стержней, снабженных резьбой, вблизи внешней поверхности полуферм, и два вторых полукруглых элемента, обращенных друг к другу и соединенных вместе с помощью продольных балок, которые, в свою очередь, соединены вместе с помощью контрфорсов, где вторые полукруглые элементы и соответствующие продольные балки имеют отверстия для приема концов соединительных стержней, снабженных резьбой, вблизи внутренней поверхности полуферм, причем полуфермы крепят к указанным средствам гайками, накрученными на указанные концы указанных стержней, снабженные резьбой.