Решетчатое пространственное покрытие Советский патент 1981 года по МПК E04B7/00 

(54)РЕШЕТЧАТОЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ПОКРЫТИЕ

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в несущих конструкциях покрытий здан и сооружений. Известна металлическая решетп.атая пространственная система, образованная расположенными в рядовом или шахматном порядке стержневы ми пирамидами, вершины которых соединены стержнями в двух направления совпаданшдах с направлением сторон оснований пирамид либо с направлением биссектрис углов, образуемых сторонами основан1кй. Стержни, соединяющие верщины пирамид, прерывают ся -в узлах или выполняются неразрезанныму 1. Недостатком этой системы являетс я сложность конструктивного решения сопряжения вершины пирам гда со стержнями при ограниченной несуа ей способности соединения и конструкции в целом. Наиболее близким к предлагаемому является решетчатое пространственное покрытие, известное в литературе пор, названием система Unibat ; Пространственную конструкцию системы Unibat собирают из пираМИД, расположенных в шахматном порядке. Пирамиды сопрягаются между еобой на фланцах на уровне оснований. Вершины пирамид в наиболее распространенном варианте системы соединяются неразрезными стержнями швеллерного сечения, ориентированных в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Литой узловой элемент в вершине пирамиды имеет форму пятистенной коробки с отверстием для болта в торце. К боковым сторонам в стык примыкают фигурно обрезанные концы трубчатых раскосов. Примыкающий к вершине пирамиды неразрезной ст ржень плотно прилегает к торцу узлового элемента внутренней стороной ;стенки так, что узловой элемент

располагается между полками швеллера. Полки второго неразрезного стержня направлены в противоположную от пирамиды сторону. Оба стержня сопрягаются между собой нешними сторонами стенок и соединяются с узловым элементом пирамиды с помощью болта 2.

Недостатком известного покрытия является необходимость выполнения резки стержневых раскосов с чрезвычайно высокой ртепенью точности что не может не отразиться на трудоемкости изготовления пирамид и на производительности труда. Кроне того, система Unibat имеет ограниченную область применения как по размерам в плане, так и по нагрузкам, обусловленную несущей способностью болта. Размеры сечения примлкакяцего к вершине пирамиды стержня связаны с размерами узлового злемента, поэтому при малых усилиях Б стержнях необходимо сечение завышать. Эта система допускает . в принципе, и рядовое расположение пирамид.

Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления и монтажа.

Указанная цель достигается тем, что в решетчатом пространственном покрытии, включающем пирамиды из стержней, объединенных в вершина узловыми элементами, и соединяющие вершины пирамид неразрезные стержневые элементы, расположенные во вдаимцо перпендикуляр ВЩ направлениях, неразрезные стержневые элементы каждого направления выполнены парными и объединен между собой в местах пересечения вставками в виде плооких листовых талей, а каждый узловой элемент выполнен в виде плоского листа и прикрепленных к нему листовых фасонок.

Число фасонок соответствует числ раскосов, сходящихся в узле. Раскос присоединены к фасонкам внахлестку. При относительно небольщих сдвигаюпщ усилиях в узлах, когда .они могут быть восприняты одним болтом, в месте пересечения деталей узлового элемента у фасонок делают треугольные вырезы, предназначенные для раз мещения головки болта, соединяющего стержневые элементы с вершиной пирамиды.

Упрощение процесса изготовления и снижение трудоемкости изготовления и сборки пирамид «вляютс,я следствием присоединения раскосов к фасонкам уз ловых элементов внахлестку, что в сильной степени снижает требования в отношении допусков на длины стержней при их обрезке, не приводя к снижению качества сборки пирамид в целом.. Раскосы и стержневые элементы соединяющие вершины пирамид, могут крепиться к узловым элементам практически любыми из применяемых соединениями (сварка, электрозаклепки, обычшле и высокопрочные болты , склеивание).. Для стержней могут быть приняты разнообразные профили (уголки, швеллеры, гнутые элементы).

На фиг. 1 изображены фрагменты решетчатого пространственного покрытия в аксонометрии, общий вид; на фиг. 2 - фасад узлового сопряжения вершины пирамиды со стержневыми элементами, соединяющими вершины смежных пирамид; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Стержневые элементы, соединяющие вершины пирамид I, составлены из двух ветвей 2 с листовыми вставкгиш 3 между, ними. К плоскому листу 4 узлового элемента вершины пирамиды под прямым углом примыкают фасонки 5, к которым внахлестку присоединены раскосы 6 - ребра пирамид. Листовые вставки и плоский лист узлового элемента соединены между собой болтом 7 вставленным в полость, образованную вырезами в листовых фасонках узлового элемента.

Для отработки процессов идготовления и сборки решетчатых пространственных покрытий из пирамид с данными конструктивными решениями в реальных условиях, для проверки правильности теоретических предпосыпок и установлния степени надежности таких конструций изготовлены, собраны и испытаны структурное покрытие размерами в плане 24x24 м, а также фрагмент покртия, состоящий из 4x4 пирамид. На ЭВМ с помощью метода Jкoнeчныx элементов выполнены расчеты узловых сопряжений .

Опыт изготовления конструкций показывает, что время сборки одной пирамиды в кондукторе составляет 7-8 мин при, обеспечении всех проектных параметров. Экспериментальные исследования обеих конструкций подтверждают правильность теоретических предпосылок в отношении напряженнотдеформированного состояния систем в Целом и узловых сопряжений в частности. Исследования позволяют установить, что структурные конструкции, собираемые из пирамид, с изменяемой геометрией поясных сеток нечувстви-. тельша к неравномерной осадке некоторых опор.

Предлагаемое решетчатое покрытие обладает большой живучестью и надежностью. Превьш1ение расчетной нагрузки на структурное покрытие на 38% приводит лишьк потере устойчивости некоторых стержней, но не выводит конструкцию в целом из работоспособного состояния.

Формула изобретения

Решетчатое пространственное покрытие, включающее пирамиды из стерж1

ней, объединенных в вершинах узловыми элементами, и соединяющие вершины пирамид неразрезные стержневые элементы, расположенные во взаимно перпендикуляр ых напр{1влениях, отличающеес я тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления и монтажа, неразрезные стержневые элементы каждого

направления выполненыпарными и объединены между собой в местах пересечения вставками в виде плоских листовых деталей, а каждый узловой элемент выполнен в виде плоского листа и прикрепленных к нему листовых . фасонок.

Источники информации, примятые во внимание при экспертизе

с. 19-20.

Л.., Стройиздат, 1976, с. 27-28.

ff

{Ptf. I

фиг.