Несущая строительная конструкция Советский патент 1979 года по МПК E04C3/04 

(54) НЕСУЩАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ

1

Изобретение может быть испольэо-, вано в несущих балках (фермах), структурных блоках и панелях покрытий, пролетных строений мостов и т.д Известны и весьма широко применяются комбинированные балки (фермы), которые для увеличения несущей способности и жесткости снабжены гибкими, предварительно напрягаемыми стержнями, затяжками, закрепляемыми к нижним поясам балок жесткости 1.

Однако создание только предварительного напряжения в конструкции не дает возможности эффективно ее разгрузить, так как для этого необходимо большее предварительное нгшряжение, чем то, которое позволяет ненагруженная конструкция; применяемые средства натяжения затяки и контрюля натяжения сложны в исполнении, обслуживании и зачастую дорогостоящи.

Известна также несушая строительная конструкция, содержащая балку жесткости, усиленную затяжкой, кото рая прикреплена к верхним концам наклонных опорных стержней. Нижний конец каждого из опорных стержней упирается в опору и в торец балки. Благодаря наклону сжатых опорных

стержней, в затяжке от вертикальных опорных реакций возникают растягивающие усилия, разгружающие балку 2. Такая конструкция является наиболее

5 близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту. Однако в месте опирания двух последовательно расположенных балок требуется устанавливать одну чрезвычайно

10 развитую опору или две опоры, что резко увеличивает расход материала на опоры и затрудняет или делает невозможным модульную разбивку опор. Увеличение расхода материала на опоры сводит на нет или даже превышает экономию материала балки от использования напряжения затяжки. При установке одной балки либо при разнесении опор на расстояние, соответствующее модулю, балки должны иметь с обеих сторон развитые консоли над опорными стержнями. Однако нагрузка на консольном участке вызывает не растяжение, а ослабление затяжки,

25 что уменьшает эффективность разгрузки.

Кроме того,при загружении части пролета в них возникают большие отрицательные моменты.

Цель изобретения - снижение материалоемкости несущей строительной конструкции, а именно, уменьшение расхода материала на опоры, уменьшение размеров надопорной части конструкции и упрощение опорных-узлов и узлов закрепления затяжки с обесречением одновременно максимально |Возможной разгрузки конструкции.

Эта цель достигается тем, что в. предлагаемой несушей строительной конструкции, включающий жесткий несущий элемент и прикрепленную к нему затяжку, несущий элемент выполнен составным, причем его средняя часть соединена щарнирно с концевыми частями с возможностью поворота в плоскости действия опорных реакций, а затяжка прикреплена к концевым частям.

При односторонней по длине конструкции нагрузке затяжка в .соответствующем месте неподвижно прикреплена к средней части жесткого несущего элемента, например, при помощи раскосов.

На фиг. J изображена описы.ваемая конструкция, общий вид; на фиг. 2-5 варианты выполнения узла 1 фиг. I.

Конструкция содержит балку 1 жесткости (ферму, структурную конструкцию, -панель покрытия, пролетное строение моста), средняя часть которой соединена шарнирно с концевыми частями 2,

Для передачи разгружающих усилий от затяжки 3 на балку жесткости служат стойки 4. Посредине пролета или в другом фиксированном месте (в зависимости от схемы нагрузки на балку 1 жесткости) затяжка 3 жестко прикреплена к раскосам 5.

Шарнирное соединение частей балк 1 жесткости может быть исполнено посредством цилиндрического вкладдаша 6 (фиг. 2), соприкасаянцихся полуцилиндрических поверхностей 7 (фиг. 3 углублений 8 и выступов 9 (фиг. 4) или выступов 10, скрепленных между собой болтами 11 (фиг. 5). К концевым частям 2 прикреплены опорные части 12 и концы затяжки 3.

Принцип работы конструкции заключается в том, что при ее загружении эксплуатационной нагрузкой концевые части 2 пол действием опорных реакций поворачиваются вокруг осей щарниров. Закрепленная на них затяжка 3 препятствует этому повороту и натягивается возникающим усилием S, которое определяется, из условия равновесия в узле I

,

где R - опорная реакция;

d - расстояние от точки приложения опорной реакции до ос вращения концевой части;

г - плечо действия усилия S в затяжке 3;

к - коэффициент, учитывающий силу трения в шарнире и, в зависимости от конструкции шарнира, равен 1,01-1,2.

При параболическом очертании затяжки 3 из известной формулы

S -COST

Н

определяется зависимость равномерно распределенной нагрузки от величины Н - распора (горизонтальное усилие вдоль оси балки жесткости) f bh-H 8h-S-cosr

откуда определяется усилие в каждой стойке

„ ,., ,Щ:,

где - расстояние между стойками; ( - разгружающая погонная нагрузка, тождественная эксплуатационной нагрузке; S - усилие в зятяжке; 3 - угол наклона затяжки к оси балки жесткости в точке прикрепления затяжки к балке; L - пролет конструкции. 0 Как видно из формулы, величина разгружающих усилий в стойках зависит от усилия в затяжке S, которое может регулироваться в широких пре)делах за счет отношения . При 5 этом разгружающие усилия возникают при загружении балки жесткости эксплуатационной нагрузкой и снимаются при ее снятии.

При односторонней нагрузке на 0 балку реакция опоры со стороны загруженной части балки и, соответствен-, но, усилие, действующее в затяжке 3, значительно больше, чем на ненагруженной части балки жесткости. Большее со стороны загруженной части пролета натяжение в затяжке 3 действует более интенсивно на участке от загруженного конца балки до мае-. та жесткого закрепления. Это значит,

что предлагаемое жесткое закрепление

в пролете позволяет на более загруженном участке балки жесткости получить соответственно большую нагрузку.

Данное устройство просто в конструктивном отнсяаении, оно компактно, предусматривает применение обычных надопорных частей и стандартных опор, разбиваемых по модульной сет-; ке.

Формула изобретения

1, Несущая строительная конструкция, включающая жесткий несущий элемент

и прикрепленную к нему затяжку, о тличающаяся тем, что, с целью снижения материалоемкости, несущий элемент выполнен составным, причем его средняя часть соединена диарннрно с концевыми частями с воэ можностью поворота в плоскости действия опорных реакций, а затяжка прикреплена к концевым частям.

жестко прикреплена к средней части несущего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США 2380953, кл. 52225, 1945 (прототип).