Устройство для крепления консольной балки к несущей конструкции Советский патент 1990 года по МПК E04B1/38 E04B1/58 E04H9/02 

. I ((протеине относится к строительству и : i;iHT,4 применение при возведении

I -i; - I и.и) Промышленного и сель- riivA: я.чтг .еппоги назначения, складов, хра- :, :;вяых сооружений типа трамп - ,:, об- -сктов, в том числе воз- -.i - г)айои; Х гювышениой сейсмич i..:bio .обретения является расн1ирение i : i- :i:f Ha,-;biibix возможностей и повышение

: ( НОСОбиОСТИ.

i изображено крен, кон- .-li.M iii ПЙ.1КИ к двухветьевой стойке, обп мй HI; :,; на фж. 2 то же, уза-| нримыка я: сечение А- А на фиг. 1 и 2;

- фиг. 4 сечение Б--Б на фиг. 3; на

; ; ) вид В на фиг. 3; на фиг. 6 - опор: консольной балки, вид сбоку;

h , 7 15ИД г на фиг. G; на фиг. 8 - се - . 1 Д на фиг. 6; :я фиг. 9 - рас. Лм1гге,1ь:.ое устройство, аксонометрия;

JHii. Ю составной оголовник балки, I ofxiKyi fi; ф,1г. 11 ... та же, вид сверху; 12течение К - Е на фиг. 10.

- : - Ь|Я крс-ления консольной i : .| :.чнетьевой стойке 2 включает

. 1 ч;ост;.. стойки, СОСТОЯП1УЮ из нанрав.i блоков 3 качения и диафрагм 4,

- ионных между ветвями 5 стойки 2 с

-i осевого неремои ения вдоль

. м

.i Д),ч.Гч ,;1: ах 4 закреплены с наруж- );|м ф;|.л иторы для крепления к ои- :-Ч KHiiaia 6, выполненные в вн- ;;;e,cii, .состоящих из стаканов 7

: v,(.;..i ок. пия. на которые онирают- - .;)|-;к11 к |,;| KOH1UJX каната 6. Опор- |.,, , палки 1 размещенным , , ..иафрагмали 4 и иогвями 5 стойки jKi.. .:|)гделительным устройством 9, состоя- П..ЯМ и; объединенных боковинами 10 непод- ии/кпьгх периферийных блоков 1 1 и опорного и .1отело 4) блока 12, соединенного с ветвями ) . гпйки 2 посредством iipoayiuennoro через v:o цилиндрического :ч;:рмира 13, концы ко;.фого Е5заимодействун)г с ограничителями 14 углового перемещения балки 1 в ее вер- кальной плоскости.

Ограничитель 14 уг/ювого перемещения - ;Ж1Т выполнен в виде обоймы 15 с

пружиной сжатия и пальцем 16, взаимодействующим с опорным уступом 17 на конце цилиндрического щарнира 13. Опорный конец балки выполнен в виде цапфы 18, размещенной между боковинами 10, опирающейся на опорный блок 12 и снабженной регулирующими блоками 19, которые через шаровые шарниры 20 взаимодействуют с ветвями 5 стойки 2. Оголовник балки 1 выполнен составным в виде неподвижной части 21, стянутой напрягающими тягами

22с опорным блоко.м 12, и шарнирно соединенного с ней поворотного блока 23 с прижимной колодкой 24 на конце.

Вдоль консольной балки 1 расположены обжимающие хомуты 25 с отверстиями в стенках для пропуска ветвей каната 6 и напрягающих тяжей 22. Диафрагмы 4 могут быть выполнены из отрезков швеллера и для закрепления их положения по высоте стойки 2 и.меют фиксаторы 26. Консольная балка 1 может быть изготовлена, например, из тонколистового прессованного профиля, заключенного в прямоугольную трубу с образованием сечения 27 балки типа пчелиные соты. Защемление витков каната 6 прижимной колодкой 24 на поворотном блоке

23условно делит канат по характеру его работы на рабочий (в верхней зоне балки) и стабилизирующий (нижняя зона участка). Разгружая консольную балку от отрицатеть- ных изгибающих моментов и воспринимая основную силу тяжести гголезной нагрузки и собственного веса конструкции, канаты 6 в верхней плоскости консоли преднапря- жены на величину, определенную расчетом, и плотно прижаты к поверхности балки обжимающими хо.мутами 25. В это же время стабилизирую. цне канаты, работающие в нижней плоскости консоли, препятствуют ее растяжению и изгибу балки вверх в экстремальных ситуациях, например при воздействии сейсмических, динамических и других пере.менных нагрузок.

Консольный элемент, шарнирно закрепленный носредством предлагаемого устройства к несущей конструкции, работает в основном на осевое сжатие. Этому способствует также преднапряжение его тяжами 22.

Усилия от преднапряжения в рабочих и стабилизирующих участках каната 6 вос- прииимаются распределительным устройством 9, когда канаты, проскальзывая через его блоки, проходят, огибая регулирующие блоки 19 опорного конца балки и направляющие балки 3 опорной части стойки, и передаются на диафрагмы 4 через обоймы-гасители. Такая передача усилий с консольной балки на стойку позволяет разгрузить ее от отрицательных изгибающих моментов. Напряженные канаты, проходя через блоки распределительного устройства 9, создают в опорном блоке 12 силу, вектор которой направлен по оси консольной балки и уравновещивает силу давления балки на несущую конструкцию (стойку), обеспечивая напряженное равновесие системы.

Усилия в рабочих и стабилизирующих участках каната с примерно неизменным суммарным значением направлены перпендикулярно оси стойки, однако, благодаря распределительному устройству и блокам , изменяющим их направления, передаются на горизонтальные плоскости диафрагм (швеллеров) и сжимают стойку параллельно ее оси с двух противоположных сторон.

При уве-тичении усилий в верхней плоскости консольного элемента под действием неосновных, временных перегрузочных воздействий, поворотный блок 23 оголовника, поворачиваясь вокруг своего цилиндрического щарнира, автоматически переключает силы растяжения с верхних рабочих канатов на стабилизирующие канаты нижнего пояса.

Стабилизирующие канаты, еще более напрягаясь, дополнительно сжимают верхний пояс, в них возникает сила растяжения, которая приложена к свободному концу напряженного консольного элемента, направлена вверх и поддерживает консольный элемент на весу.

После снятия перегрузочных аварийных воздействий оголовник возвращается в исходное состояние напряженного равновесия.

Совместная работа напряженных канатов верхнего и нижнего поясов, обусловленная подвижным элементом, делают систему самонапрягаемой и саморегулирующейся.

В предлагаемой систе.ме стойка - консольная балка действие отрицательных изгибающих моментов можно свести к минимуму путем регулируемого напряжения канатовтак, что вся конструкция работает согласованно, как бионическая система. Усилия от постоянной равномерно распределенной или нескольких сосредоточенных полезных нагрузок, приложенных к консольному элементу, стремятся изогнуть его, но равнодействующая векторов двух сил (силы натяжения рабочего каната и силы тяжести от полезных нагрузок) расположена под незначительным углом в несколько градусов к оси

балки, поэтому значения изгибающих моментов в консольном элементе малы.

Чем больше силы преднапряжения ра- бочих и стабилизирующих канатов, тем меньше угол между равнодействующей двух основных сил и центральной осью консольного элемента. Следовательно, с истему можно отрегулировать за счет изменения усилий в канатах (тросах) так, что пол- ностью устраняются изгибающие моменты и прогиб в .пюбом месте консоли даже при значитеитьных ее пролетах.

Монтаж системы консольная балка - несущая конструкция (стойка) может быть 5 осуществлен в следующей последовательности.

Опорный конец балки (цапфа 18) заправляют в распределите тьное устройство 9 и заваривают по контуру, после чего поднимают и навешивают на опорный цилиндри- 0 ческий шарнир 13. К свободному концу консольной балки приваривают неподвижную часть 21 оголовника, соединенную с поворотным блоком 23 заклиненным шарниром 28.

5

Неподвижную часть 21 оголовника и пределительное устройство 9 стягивают напрягающими тяжами 22, которые, пронизывая шарнир 13, упираются в опорный блок 12 распределительного устройства. 0

Приподнимая свободный конец консольного элемента на лесах под расчетным углом и закрепляя концы канатов с головками 8 в стаканах 7 обойм-гасителей на нижней подвижной диафрагме 4, пропускают их 5 через блоки 3 и 19, блоки распределительного устройства 9 и поворотный блок 23 оголовника и закрепляют на верхней диафрагме 4 стойки в обойме-гасителе. Затем на консольную балку надевают и затяги- Q вают в проектных точках обжимающие хомуты 25. На стойку устанавливают гидравлические домкраты, соединяя их с подвижными диафрагмами 4 упора стойки.

Опуская нижнюю дифарагму домкратом и создавая тем самым требуемое начальное 5 напряжение в системе, фиксируют папо- жение диафрагмы фиксаторами 26.

Затем убирают леса, давая тем самым дополнительное расчетное напряжение всей системе и защемляют на поворотном блоке 23 оголовника балки витки каната прижим- 0 ной колодкой 24, разделяя их функционально на рабочие канаты верхнего пояса и стабилизирующие канаты нижнего пояса консольной балки. С наружной стороны к стойке приваривают ограничители 14 углового перемещения балки (они же сигнализаторы перенапряжения конструкции) и расклинивают шарнир 28 поворотного блока 23 оголовника балки, включая его в работу (гаситать колебаний системы).

5

1 оглс-диаяте. 1ьиость монтажа может быть 1К Ск.;. 1:-жо изменена. Так, свободный конец балки мо;-:-.ет быть приподнят в конце сборки с иолкли.ью установленных на стойке гидрав..(ческих домкратов, присоединенных к диа(|:| ;и vi 4 с последующей их фик- сащн-;; ;.чк :;с неренапряжения канатов в проокГ Ом положении. Остальные операции ocT;iii ; . H без изменения.

)iira/K .системы может быть также по. пюсгью осу1цествлен на земле с последующим подъемом, полностью смонтирован- Hoii снсгсмы автокранами и закреплением ее сгойки в фундаменте.

Г1р( д. 1агаемая система упругогибкой строительной конструкции может быть ис- по.к«)вана в различных областях народного хозяйства, позволяет при сохранении В1,1сокой прочности и надежности функ- (.конирования в экстремальных условиях экономить строительный материал, увеличи- |..;я нрп этом выносы консольных балок, .|беспе:;1 вая перекрытие значительных по , воим размерам безопорных пространств. К новная часть нагрузки на систему стойка коис оль воспринимается высокопрочными канатами (тросами) разгружающими кон- v.o;ibii K) балку от отрицательных изгибаю- nui.x моментов, что создает дополнительные )езервы экономии строительных ма- териа., 1ов.

0

0

5

неподвижных направляющих блоков качения и диафрагм, закрепленных между ветвями стойки с возможностью осевого перемещения, а фиксаторы - в виде размещенных с наружной стороны диафрагм обойм- гасителей, при этом опорный конец балки снабжен размещенным между диафрагмами распределительным устройством, состоящим из объединенных боковинами неподвижных периферийных 0локов и опорного пустотелого блока, соединенного с ветвями стойки посредством пропущенного через него цилиндрического щарнира с ограничителями углового перемещения балки на концах, и выполнен в виде опирающейся на опорный блок цапфы, снабженной регулирующими блоками, а оголовник балки выполнен составным в виде неподвижной, стянутой напрягающими тяжами с опорным блоком части и щарнирно соединенного с ней поворотного блока с прижимной колодкой на конце.

2.Устрйство по п. 1, отличающееся тем, что направляющие детали выполнены в виде обжимных хомутов с отверстиями в стенках для пропуска ветвей каната и напрягающих тяг.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обоймы-гасители выполнены в виде стаканов с пружинами сжатия, а концы стяжного каната - с опирающимися на пружины головками.

Изобретение относится к строительству, а именно к упругогибким строительным конструкциям, и может найти применение при возведении различных типов зданий и сооружений, в том числе в районах повышенной сейсмичности. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение несущей способности. Устройство для крепления консольной балки 1 к стойке 2 включает упорную часть стойки, состоящую из направляющих 3 блоков качения и диафрагм 4, закрепленных с возможностью осевого перемещения вдоль стойки и имеющих с наружной стороны фиксаторы концов каната 6, состоящие из стаканов 7 с пружинами сжатия. Опорный конец балки снабжен распределительным устройством 9, состоящим из переферийных блоков и опорного пустотелого блока, соединенного с ветвями стойки посредством пропущенного через него цилиндрического шарнира 13, имеющего на концах ограничители углового перемещения балки. Опорный конец балки выполнен в виде цапфы 18, размещенной между боковинами распределительного устройства, опирающейся на его опорный блок и снабженной регулирующими блоками 19. Оголовник балки 1 выполнен составным из неподвижной части 21, стянутой напрягающими тяжами 22 с опорным блоком, и шарнирно соединенного с ней поворотного блока 23 с прижимной колодкой 24 на конце. Вдоль балки расположены обжимающие хомуты 25 с отверстиями в стенках для пропуска ветвей каната 6 и напрягающих тяжей 22. Предлагаемая упругогибкая система "консольная балка - опора (стойка)" при сохранении высокой прочности и надежности функционирования в экстремальных условиях эксплуатации позволяет экономить строительный материал, увеличивая при этом выносы консольных балок для перекрытия значительных по размерам безопорных пространств. 5 з.п.ф-лы, 12 ил.

Формула изобретения

I. Устройство для крепления консоль- Hoii балки к несущей конструкции, преимущественно к сквозной стойке, включающее закрепленный на сточке упор с фиксаторами для крепления концов стяжного на- прягаюп1его каната, размещенного в обхват граней и оголовки балки, расположенные вдоль балки направляющие детали, отличающееся тем, что, с целью расщирения {})у11кциональных возможностей и повыщения несущей способности, упор выполнен в виде

30 4. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что регулирующие блоки цапфы снабжены щаровыми щарнирами, взаимодействующими с ветвями стойки.

У/////7////7/У

L

7J

//////////////////77/////A

D i 0

Ф

Шг7

21

Г

i

/.

/4

/J /

W///7 lf /////////y//A/.

Ч

f, --,, - /

т 4

г

--r i d

///W////AVY////Z ///7/X. Л

Ц

7

y/x///.

A

R

.J

-J

Ч

/

25 22 / /

:

118. J

.

13JL

Г; 1

/5

Виде

-4 -J

J

П

-J 4

-

.d

Вид Г

19

Фаг.7

Фаг.8

10

12

аг. 0

22 6

25

/

21

,1 . .1

tP

аг. 11

11

Ю

м.9

23 2

1 г

I I

1-Г

21

иг. Т2

Е-