Покрытие зданий и сооружений Советский патент 1981 года по МПК E04B7/14 

(54) ПОКРЫТИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

I

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве.несущих покрытий зданий и сооружений, например таких, как зрелищные сооружения, спортзалы, склады и т.п.

Известно висячее покрытие, включающее опорный контур и ванты, к которым прикреплены решетчатые элементы и плиты покрытия, при этом каждый решетчатый элемент прикреплен к отдельным вантам, которые, в свою очередь, свободно пропушены через остальные решетчатые элементы 1.

Недостатком известного решения является недостаточно высокая жесткость покрытия при односторонней кососимметричной нагрузке (снеговой), при которой в виду податливости вант, рассчитанных на нагрузки одного направления (сверху вниз) и не могущих предотвратить перемещения от нагрузок другого направления (снизу вверх), в решетчатых элементах могут произойти достаточно большие перемещения.

Наиболее близким к предлагаемому является покрь1тие зданий и сооружений, включающее ортогонально расположенные безраскосные фермы переменной высоты, нижние пояса которых выполнены гибкими и соединены стойками с верхними поясами, выполненными в виде балок-распорок. Стойки, расположенные, в местах пересечения поясов с одной стороны жестко прикреплены к узлам пересечения верхних поясов, а с другой снабжены направляющими, через которые свободно пропущены предварительно напряженные затяжки 2.

Недостатком такого рещения является сравнительно невысокая жесткость покрыtO тия, особенно при одностороннем кососимметричном загружении, например, снеговой нагрузкой (расположенной на одной половине покрытия). Как показали исследования (в том числе и на крупногабаритных моделях) , оси щпренгельных ферм, лишь частично расположенных в зоне временной нагрузки деформируются по S-образным кривым, участки отрицательной кривизны которых находятся в загруженной зоне, а участки положительной кривизны - в незагруженной (свободной от временной нагрузки) зоне.

При этом, все покрытие в целом получает достаточно большие перемещения, отрицательно влияющие, в частности, на долговечность кровли.

S-образная форма изгиба шпренгельных форм при,кососимметричных нагрузках вызвана тем, что, во-первых, усилия в затяжках одинаковы по всей длине вышеупомянутых ферм из-за возможности у затяжек свободно проскальзывать по направляющим на концах стоек; во-вторых, вертикальные составляющие усилий в затяжках (вблизи стоек) вызывают в стойках усилия, направленные снизу вверх, при этом усилия в стойках попарно равны относительно середине пролета ферм; в-третьих, на загруженной части ферм через стойки на затяжки передаются вертикальные усилия (от временной нагрузки), направленные сверху вниз, и вызывающие перемещение (выгиб) загруженных зон ферм вниз; в-четвертых, на незагруженной части ферм вертикальные составляющие в стойках от усилий в затяжках, направленные снизу вверх, не уравновешиваются вертикальными, усилиями от временной нагрузки, поэтому незагруженные части ферм получают выгиб вверх.

Таким образом, при одностороннем загружении щпренгельные фермы получают S-образную форму изгиба из продольных осей. Как показывают исследования, случай кососимметричного загружения часто является лимитирующим для покрытия, в том числе и при расчете его по деформациям (прогибам).

Цель изобретения - повышение жесткости покрытия.

Указанная цель достигается тем, что в покрытии зданий и сооружений, включающем жесткие балки-распорки, расположенные ортогонально в плане, к узлам пересечения которых жестко прикреплены стойки переменной высоты, снабженные на своих нижних концах направляющими, в которых свободно пропущ.ены гибкие затяжки ортогональные в плане, гибкие затяжки ориентированы по диагоналям между узлами пересечения балок-распорок в плане, Очертание гибких затяжек выполнено в форме, подобной эпюрам изгибающих моментов в диагональных плоскостях пространственного покрытия. В каждом узле пересечения балки-распорки расположены в одном уровне, а нижние гибкие затяжки - в разных. По верхним поясам ферм уложены плиты настила.

На фиг. 1 схематически изображено покрытие, общий вид; на фиг. 2 - узел А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 - узел В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 4.

Покрытие зданий и сооружений включает жесткие балки-распорки 1, расположенные ортогонально в плане, к узлам 2, пересечения которых жестко, прикреплены стойки 3 переменной высоты, снабженные на своих нижних концах системами направляющих 4, в которых свободно пропущены гибкие заТЯЖКИ 5, также ортогональные в плане. При этом гибкие затяжки 5 ориентированы по диагоналям между узлами пересечения балок-распорок I в плане.

Очертание нижних гибких поясов 5 выполнено в форме, подобной эпюрам изгибающих моментов в пространственной системе покрытия. В каждом узле пересечения верхние пояса 1 расположены в одном уровйе, а нижние пояса 5 в разных. По верхним поясам 1 уложены плиты настила 6

Монтаж элементов покрытия производят, например, с использованием щаблонов в следующей последовательности.

Укладывают жесткие балки-распорки 1 ортогонально друг другу в плане и стыкуют в узлах 2 их пересечения; в узль пересечения 2 подводят стойки 3 и жестко объединяют с узлами 2, при этом стойки 3 предварительно снабжены системами направляющих 4, установленными на нижних концах стоек 3; через;направляющие 4 пропускают гибкие затяжки 5 и прикрепляют их к балкам-распоркам 1, ориентируя по диагоналям между узлами пересечения 2 верхних поясов 1 в плане, послечего производят предварительное натяжение затяжек 5. На балкираспорки 1 укладывают плиты б настила; смонтированное покрытие поднимается на проектную отметку с помощью системы кранов.

При одностороннем загружении половины покрытия временной, (снеговой) нагрузкой, в диагональных затяжках, пересекающих загруженную зону, возникают усилия дополнительные к усилиям от предварительного напряжения и от собственного веса покрытия. Кроме того усилия в затяжках, полностью расположенных в незагруженной зоне, меняются весьма незначительно, а усилия в стойках, являющихся для балокраспорок упругими промежуточными опорами, определяются алгебраической суммой вертикальных внешних нагрузок и упругого отпора затяжек в узлах пересечения, усилия в стойках передаются на балки-распорки и определяют их деформированное состояние (вертикальные перемещения). Так как в загруженной зоне вертикальные усилия в стойках от временной нагрузки, направленные сверху вниз, в значительной мере уравновещиваются вертикальными составляющими усилий в затяжках, направленными снизу вверх, а в незагруженной зоне покрытия усилия в затяжках изменяются незначительно, то S-образная форма изгиба балок-распорок практически исключается. Таким образом, в предлагаемом покрытии существенно уменьшается деформация.

Использование настояц1его изобретения позволит повысить жесткость покрытия на 15-20%.

Формула изобретения

Покрытие зданий и сооружений, включающее жесткие балки-распорки, расположенные ортогонально в плане, к узлам пересечения которых жестко прикреплены стойки переменной высоты, снабженные на своих нижних концах направляющими, в которых свободно пропущены гибкие затяжки ортогональные в плане, отличающееся тем.

что, с целью повышения жесткости покрытия, гибкие затяжки ориентированы по диагоналям между узлами пересечения балокраспорок в плане.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 494503, кл. Е 04 В 7/14, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2604487/29-33, кл. Е 04 В 7/14, 1978.

Vuz.li

А

(pui.S