Арочная шарнирная конструкция Советский патент 1978 года по МПК E04C3/38 

1

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для покрытий зданий, пролетных строений мостов, путепроводов.

Арки в качестве основных несущих элементов покрытия применяются в павильонах, крытых рынках, спортивных залах, ангарах и других сооружениях. При пролетах более 80-100 М арки по затрате материала оказываются значительно более выгодными, чем балочные или рамные системы. Арочные пролетные строения находят широкое применение благодаря экономичности, красоте, большой жесткости и хорошим эксплуатационным качествам. Системы арок могут быть весьма разнообразны.

Широко известны бесшарнирные арки, опоры которых воспринимают не только вес (вертикальную нагрузку), но и распор (горизонтальное давление) 1.

Опорами арок служат специальные фундаменты, мощность которых зав-исит как от величины опорных давлений, так и от несущей способности грунта.

Для уменьшения горизонтальных воздействий арочных пролетных строений на опоры применяют арки с затяжкой, являющиеся наиболее близкими к изобретению по технической сущности и достигаемому результату, например арочную шарнирную конструкцию.

включающую ветви, соединенные центральным шарниром, и затяжку 2.

Однако такая конструкция испытывает значительные напряжения от изгибающих моментов.

Цель изобретения - уменьщение изгибающих моментов в конструкции и снижение ее материалоемкости.

Достигается это тем, что арочная шарнирная конструкция выполнена М-образной из двух трехщарнирных арок, соединенных центральным шарниром и затяжкой, причем последняя подвешена с помощью подвесок к ключевым шарнирам и прикреплена своими концами к внешним ветвям арок.

Па чертеже показана предлагаемая арочная шарнирная конструкция, общий вид.

Арочная шарнирная конструкция выпол} ена в виде двух трехшарнирных арок, включающих внешние ветви 1 и 2 и внутренние 3 и 4. Трехшарнирные арки соединены центральным шарниром 5, образуя М-образное очертание. Шарнир 5 объединяет части составной затяжки 6, которая вторыми концами прикреплена к внешним ветвям арок 1 и 2, например, шарнирно. Затяжка 6 подвешена к ключевым шарнирам 7 и 8 арок с помощью подвесок 9 и 10, которые прикреплены к ней, например, И1арнирно.

При нагруженин конструкции внутренние

ветви 3 и 4 не испытывают изгибающих усилий, так как реакции шарнирно закрепленных стержней направлены вдоль линии, соединяющей центры шарниров. Распор, возникающий в конструкции, воспринимает затяжка 6, это уменьшает изгибающие моменты во внешних ветвях 1 и 2. Затяжка 6 испытывает сжатие при воздействии нагрузок, что используется для ее предварительного напряжения.

Изгибающие моменты во внешних ветвях 1 и 2 уменьщены также благодаря тому, что нодвески 9 и 10, несущие затяжку 6, крепятся к ключевым шарнирам 7 и 8, и усилия в подвесках 9 и 10 не вызывают изгиба ветвей арок.

Отсутствие изгибающих моментов во внутренних ветвях и уменьшение их во внешних ветвях позволяет уменьщить площадь поперечного сечения ветвей, т. е. снизить материалоемкость конструкции.

Формула изобретения

Арочная шарнирная конструкция, включающая ветви, соединенные центральным шарниром, и затяжку, отличающаяся тем, что, с целью снижения материалоемкости путем уменьшения изгибающих моментов, она выполнена М-образной из двух трехшарнирных арок, соединенных центральным щарниром и затяжкой, причем последняя подвешена с помощью подвесок к ключевым щарнирам и прикреплена своими концами к внешним ветвям арок.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Гибшман Е. Е. Проектирование металлических мостов. М., 1969, с. 291, 292.

2.Иванов В. А. Конструкции из дерева и пластмасс, Киев, 1970, с. 1S4, рис. 4, 2, а.