СЕТЧАТАЯ БАШНЯ Российский патент 2015 года по МПК E04H12/08 

Изобретение относится к области строительства, а именно к сетчатым башням из металла, и может быть использовано, например, в качестве опоры для размещения радио- и/или телевизионных антенн.

Из уровня техники известна сетчатая башня, состоящая из наклонных трубчатых элементов и плоских горизонтальных ферм, образованных поясами и элементами решетки, причем наружные пояса ферм образуют правильные многоугольники, вершины углов которых расположены посередине между вершинами углов ферм смежных по высоте уровней и образуют узлы, в которых закреплены наклонные элементы, соединяющие ближайшие вершины углов соединения наружных поясов ферм смежных уровней (см. патент RU 2178494, кл. Е04Н 12/08, опубл. 20.01.2002).

Недостатками известного устройства являются сложность изготовления из-за необходимости фигурной резки трубчатых элементов, причем угол резки изменяется на каждом уровне, и необходимости соблюдения геометрической точности размеров при изготовлении, превосходящей требования нормативных документов, а также увеличения объема контрольной сборки: абсолютно всех элементов, каждой секции и общей сборки минимум трех смежных секций.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в возможности использования в качестве элементов сооружения, кроме труб уголкового и корытообразного профилей при обеспечении требуемых прочности, деформативности и надежности сооружения, а также в уменьшении трудозатрат при изготовлении и монтаже.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в сетчатой башне, состоящей из наклонных элементов и плоских горизонтальных ферм, наружные пояса которых образуют правильные многоугольники, при этом вершины углов, образованных наружными поясами каждой фермы, расположены посередине между наружными поясами ферм смежных уровней, а наклонные элементы закреплены в узлах соединения, расположенных в вершинах углов, образованных наружными поясами ферм, и соединяют ближайшие узлы соединения наружных поясов ферм смежных уровней, узлы соединения нечетных и четных уровней, по меньшей мере, части башни образуют первое и второе множество соответственно, при этом узлы соединения каждого множества лежат на своей сужающейся к верху конусной поверхности, имеющей ось симметрии, совпадающую с осью башни. Наклонные элементы и наружные пояса горизонтальных ферм выполнены из уголков или корытообразных профилей, соединяемых в узлах болтами. Узел соединения наклонных и горизонтальных элементов выполнен в виде отрезка трубы, по периметру которого приварены фасонки с отверстиями для крепления наклонных элементов из корытообразных профилей или уголков и наружных поясов ферм. Наружные пояса ферм могут быть образованы парными корытообразными профилями или парными уголками.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой башни;

на фиг. 2 - часть ее сетчатой конструкции, вид спереди;

на фиг. 3 - часть ее сетчатой конструкции, вид сбоку;

на фиг. 4 - часть фермы, вид сверху;

на фиг. 5 - узел соединения с наружным поясом ферм;

на фиг. 6 - узел соединения с наружным поясом ферм из парных корытообразных профилей, вид спереди;

на фиг. 7 - узел соединения с наружным поясом ферм из парных корытообразных профилей, вид спереди;

на фиг. 8 - узел соединения с наружным поясом ферм из парных уголков с горизонтально ориентированными несущими полками, вид сбоку;

на фиг. 9 - узел соединения с наружным поясом ферм из парных уголков с вертикально ориентированными несущими полками, вид сбоку.

Предлагаемая башня представляет собой сетчатую конструкцию, состоящую из наклонных элементов 1 и плоских горизонтальных ферм 2, образующих диафрагмы жесткости для обеспечения неизменности поперечного сечения башни.

Каждая ферма 2 состоит из наружного пояса 3 и внутренних стержней 4, которые образуют горизонтальный элемент жесткости в форме правильного многоугольника с четным количеством сторон N. Вершины углов, образованные наружными поясами каждой фермы 2, расположены посередине между наружными поясами ферм смежных уровней, т.е. каждая последующая ферма повернута относительно предыдущей на половину угла между смежными вершинами (360°/2N). Наклонные элементы 1 закреплены посредством болтов в узлах соединения 5 и соединяют ближайшие узлы соединения 5 смежных уровней. Узлы соединения 5 расположены в вершинах углов, образованных наружными поясами 3, т.е. в шахматном порядке по телу башни. Болтовое соединение позволяет упростить сборку башни и повысить ее устойчивость к температурным деформациям, поскольку соединение на болтах более податливо к смещениям при силовом воздействии.

Узлы соединения 5 четных и нечетных уровней нижней части башни образуют первое и второе множество соответственно, при этом узлы соединения 5 каждого множества лежат на своей сужающейся к верху конусной поверхности, имеющей ось симметрии, совпадающую с осью башни. Обе конусные поверхности имеют одинаковый угол наклона образующих 6 и 6′, но для узлов 5 внутреннего множества вершина соответствующего конуса смещена вниз, т.е. конусы вложены один в другой. Такая геометрия позволяет по существу образовать две связанные друг с другом устойчивые к деформации конусные конструкции, вложенные одна в другую, что значительно повышает надежность башни в целом. Верхняя часть башни выполнена аналогичным образом, но с другими углами наклона образующих 7 соответствующих конусов. Изображенное на фиг. 3 отступление нижних узлов 5 в глубину тела башни может быть выполнено с целью создания определенного архитектурного облика башни или связано с особенностями диаграммы распространения радиоволн, формируемых антеннами, размещенными на разных уровнях башни (чтобы выступающая ниже часть башни не искажала диаграмму излучения антенны).

Узлы соединения 5 могут быть образованы одним из следующих способов.

В первом варианте наружные пояса 3 ферм 2 образованы элементами в виде парных уголков или парных элементов корытообразного профиля, которые соединены в узлах с фасонками 8, приваренными к отрезку трубы. В уголковых элементах 9 и фасонках 8 выполняются соответствующие отверстия для крепежных болтов.

Во втором варианте наружный пояс 3 образован парными корытообразными профилями. При этом узел соединения 5 представляет собой отрезок трубы с заглушками, по периметру которого приварены фасонки 8 для последующего крепления болтами наклонных элементов 1 и/или указанных корытообразных профилей пояса 3.

В третьем варианте наружный пояс 3 образован парными уголками. При этом узел соединения 5 выполнен так же, как и в предыдущем случае.

Полки уголков, которые крепятся к фасонкам 8, могут быть ориентированы горизонтально (фиг. 8) или вертикально (фиг. 9).

Если нагрузка на башню невысока, корытообразные профили или уголки наружного пояса 3 могут быть непарными (одиночными). Самый нижний и самый верхний узлы соединения 5 выполняются в виде половины стандартного узла.

Предлагаемая конструкция позволяет значительно уменьшить трудоемкость изготовления металлоконструкций башни. При этом предлагаемые решения узлов позволяют применять в качестве элементов несущих конструкций ствола сооружения кроме труб, уголковый и корытообразный профили, что значительно упрощает и удешевляет изготовление элементов несущего каркаса башни, а также приводит к экономии металла до 10%.

Изобретение относится к области строительства, а именно к сборным сетчатым башням из металла, и может быть использовано, например, в качестве мачты для радио- или телевизионных антенн. Сетчатая башня состоит из наклонных элементов и плоских горизонтальных ферм, наружные пояса которых образуют правильный многоугольник, причем вершины углов, образованных наружными поясами каждой фермы, расположены посередине между наружными поясами ферм смежных уровней, а наклонные элементы закреплены в узлах соединения, расположенных в вершинах углов, образованных наружными поясами ферм, и соединяют ближайшие узлы соединения наружных поясов ферм смежных уровней. Узлы соединения нечетных и четных уровней, по меньшей мере, части башни, образуют первое и второе множество соответственно, при этом узлы соединения каждого множества лежат на своей сужающейся к верху конусной поверхности, имеющей ось симметрии, совпадающую с осью башни. Наклонные элементы и наружные пояса горизонтальных ферм выполнены из уголков или корытообразных профилей, соединяемых в узлах болтами, а узел соединения наклонных и горизонтальных профилей выполнен в виде отрезка трубы, по периметру которого приварены фасонки с отверстиями для крепления наклонных элементов из корытообразных профилей или уголков и наружных поясов ферм. Изобретение позволяет повысить надежность конструкции. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Сетчатая башня, состоящая из наклонных элементов и плоских горизонтальных ферм, наружные пояса которых образуют правильный многоугольник, причем вершины углов, образованных наружными поясами каждой фермы, расположены посередине между наружными поясами ферм смежных уровней, а наклонные элементы закреплены в узлах соединения, расположенных в вершинах углов, образованных наружными поясами ферм, и соединяют ближайшие узлы соединения наружных поясов ферм смежных уровней, узлы соединения нечетных и четных уровней, по меньшей мере, части башни образуют первое и второе множество соответственно, при этом узлы соединения каждого множества лежат на своей сужающейся к верху конусной поверхности, имеющей ось симметрии, совпадающую с осью башни, отличающаяся тем, что наклонные элементы и наружные пояса горизонтальных ферм выполнены из уголков или корытообразных профилей, соединяемых в узлах болтами, а узел соединения наклонных и горизонтальных профилей выполнен в виде отрезка трубы, по периметру которого приварены фасонки с отверстиями для крепления наклонных элементов из корытообразных профилей или уголков и наружных поясов ферм.

2. Сетчатая башня по п. 1, отличающаяся тем, что наружные пояса ферм образованы парными корытообразными профилями или парными уголками.