Сводчатое пространственное покрытие Советский патент 1950 года по МПК E04B7/10 E04B1/32 

Предметом изобретения является конструкция сводчатого пространственного :10г:.рытия с применением взаимно пересекающихся плоских ферм, отл11ча ои1аяся от известных устройством сводчатого покрытия из заранее заготовленных стандартных г роетранстнеиных блоков, выполненного из взаимно перееекающихея плоских ферм, связанных по низу и сверху решеткой или листовой обшивкой.

Соединег1не п зостранетвенных блоков между собой оеуш,еетвляется г;верху прн помощи клиновидных вкладышей, а внизу - прн номощн фасонных накладок.

Бортовые балки покрвггия выполнены -; d)op,ie четырехгранного пустотелого бруса, три стороны которого - - емлошные. а четг1ертая состоит из отдельных листов, расноложеннвгх з местах расположения диафрагм.

Ма фиг. 1 изображена схема поперечпого разреза сводчатого пространственного покрытпя; а фиг. 2 - продольный разрез покрв1тия по Л-А; на фиг. 3, 4, 5 и G--- пространственный блок в четырех проекниях, вид сверху, с торна, сбоку и снизу; па фил-. 7 li 8 - соединенне блоков, вид сбоку н снизу; на фиг. 9 - деталь соединения блоков поверху; на фиг. 10 - поперечное ееченне бортовой балки; на фиг. 11 - впд бортовой балкн со стороны свода.

Сводчатое пространственное покрв1тне представляет собой сетчатую двухслойную призматическую оболочку, состоящую из пространственных блоков }.

Прострапственньп блок 1, представляет собой сквозную конструкцию, состояпгую из снстемв продольиых ферм 2 н поперечных 3, жестко связанных между собой.

Нижние пояса ферм закреплены ромбической решеткой 4 связей. К верхним поясам приваривается металличеекий ьнтамнованный настил 5 около 1,5 мм.

Если металлический штампованный настил о толвко конструктивно црипаривается к верхним поясам ферм покрытия пли прикрепляется к ним при помощи клямер, то он в пространственной работе покрытия не учаетвует и работает только на местную нагрузку.

Для передачи сдвигающих сил, возиикающих в верхнем слое гз результате пространственной работы покрытия, необходимо в нлоскости верхннх ноясов ферм поставить так же, как и в плоскости нижних поясов ферм, peili Ttfy связей. В этом случае получается двухслойное сетчатое ггдьрытне с на стнлом, не принимающим участия Б пространственнойработе покрытия.

.Пояса нрЙиетМ ферм, расположенных по контуру 2 w 6 блока /, состоят из ,ix уголков. Промежуточные поперечные фермы 3 блока имеют пояса н рещетку из парных уголков. Торцевые фермы блока слегка наклонены для создания требуемого угла перелома между блоками в покрытии. Вертикальные полки уголков поясов и решеток контурных ферм блока имеют ряд отверстий для болтов, соединяющих блоки между собой, с диафрагмами и бортовыми балками в покрытие.

Соеднненне пространствспных блоков между собой в нокрытие показано на фиг. 7-9.

В продольном направлении (по прямолинейной образующей покрытия) блоки мепосредствеыно соединяются между собой впритык и сгягиваются болтами (наподобие фланцевых соединений).

В нопереппом направлении блоки соединяются между собой поверху при помощи клиновидных вкладыщей 7 из отливок и болтов или при помощи сварки 8.

Снизу блоки соединяются при помощи спецнальных фасонных накладок 9, усиленных ребрами жесткости W на болтах или на сварке.

Верхнее соединение на клиновидных вкладьинах воспри имает в поперечном направлении покрытия нормальные и поперечные силы, возиикаюшне между блокамн, а вдоль покрытия - сдвигающие силы между блоками.

НгЖнее сосд1;ненне на фасонных накладках воспринимает в поперечном направлепии покрытия нормальньге силы и сдвнгаюш,ие силы .между блохлАП, а также нормальные н сдвигающие снлы в продольном направлении.

Размеры клнпоиидпых вкладышей 7 (прокладок) и фасонных пакладок 9 фиксируют стрелу подъема (кривизну) покрытия при заданном типе стандартного пространственного блока.

Для получепия покрытия с другой кривизной (стрелой подъема) и с другим npo,;icTOM в поперечном направлении из одних и тех же стандартных блоков достатс п-ю соответствующим образом изменить размеры клиновидных Б1 лздьппей прокладок 7 и фасонных накладок 9, а также, если потребуется, пзмепиь число блоков в поперечном направлепии покрытия.

Таким образол;. один и тот же ста; дарти)1й пространственный блок / .может применяться ;-; целом ряде поь:рыгий с различной кривизной (стрелой подъема) к с различным пролетом; клиновидные же вкладьини прокладки 7 и фасонные накладки 9 меняют свои размеры з зависимости от изменения кривизны (стрелы подъема) покрытия.

Покрытие по криБОЛинейпькм краям (в торцах) опирается иа жесткие в своей плоскости диафрагмы в виде арок с затяжками, а но прямолинейным краям через бортовые обвязочные балкн опирается на продольные ряды колонн.

Нагрузка с покрытия на опорные диафрагмы и продольные стены (колонны) передается как системой продольных н поперечных ферм в виде нормальных п поперечных спл продольного и поперечного направленнй, так и Bepxni-;jM и нижним слоями покрытия в своих плоскостях (штампованным металлическим настилом п решетко) связей) в виде сдвигающих сил.

Таким образом, бортовая обвязочная балка покрытия воспринимает с одной стороны, усилия продольного направления в виде сдвигающих инормальных сил, с другой стороны, воспринимает усилия поперечного направления и виде поперечных изгибающих моментов, нормальных и поперечных сил поперечного направления.

Интенсивиость работы бортовой балкп на нормальные силы в продольном напразлени ; очень сильно зависит от включения заполнения продольных стен и продольных, вертикальных связей между колоннами в простраиственпую работу покрытия.

В первом случае распор с перекрытия в продольном направлении передается посредством сдвигающих сил через бортовую балку, продольные же вертикальные связи между колоннами н стеновое заполнение - на ленточные фундаменты, вызывая в последних растяжение; бортовая балка испытывает нри этом незначительные растягивающие напряжения в продольном направлении.

Во втором случае распор с перекрытия в продольном направлении целиком воспринимается бортовой балкон, вызывая в ней значительные растягивающие нанряжения в продольном направлении.

В поперечном направлении бортовая балка передает поперечные изгибающие моменты, нормальные и понеречные силы с покрытия на колонны продольных рядов, которые работают только в поперечном иаиравлении, а в продольном направлении считаются абсолютно гибкими.

Бортозая балка // представляет собой четырехгранную пространственную конструкцию, три грани которой состоят из сплощных металлических листов 12 длиной, равной расстоянию между монтажными стыками балки (примерно около 6,0 м. Четвертая боковая наклонная грань изза удобства сопряжения с блоками покрытия (для возможности постановки болтов и внутреннего осмотра конструкции) состоит из отдельных листов 13, установленных в местах расположения диафрагм 14.

Соединение элементов бортовой балки между собой осуществляется при помощи сварки.

Сплощные стенки бортовой балки // воспринимают нормальные силы продольного направления, сдвигающие силы и нормальные силы поперечного направления. Поперечные диафрагмы 14 совместно со стенками балки воспринимают поперечные изгибающие моменты, поперечные и нормальные силы поперечного направления. Планки совместно с диафрагмами воспринимают усилия поперечного нанравления (изгибаюпше моменты, поперечные и нормальные силы), сдвигающие силы продольного направления, передающиеся с покрытия, и сдвигающие силы, возникающие при кручении бортовой балкн в результате неравномерной передачи поперечных изгибающих моментов с покрытия на колонны продольных рядов.

Как показывают исследования и расчеты, общий вес металлических конструкций рассматриваемого покрытия в новых конструктивных формах получается приблизительно на 14% меиьще веса металлических конструкций покрытия, состоящего из обычных qbepM и имеющего одинаковые размеры в плане и высоту с рассматриваемым.

Металлические конструкции рассматриваемого покрытия изготовляются на заводе металлических конструкций. Колонны нродольных стен изготовляются целиком, арки с затяжками торцовых диафрагм изготовляются отправочными марками.

Металлический настил приваривается с напуском 5-10 см с одной стороны ската блока для покрытия стыка между блоками.

- 3 -Л 85217

№ 85217- 4 -

Монтаж металлических конструкций новых конструктивных форм покрытия имеет существенные особенности по сравнению с монтажем обычных конструкций.

Особое вннмание следует обратить на норядо -; н способ монтажа, так как последние играют существенную роль в пространственной работе рассматриваемых сооружений.

Чтобы при монтаже покрытие на все виды нагрузок, включая и собственный вес, работало как пространственная система в двух направлениях, необходимо предусмотреть отсутствие прогибов покрытия пока н бЗдет смоптировано все сооружение в жесткую пространственную систему.

В качестве одного из возможных вариантов монтажа металлических конструкций покрытия предлагается следующий: 1) монтируются колонны продольных стен, продольпые вертикальные связи между наружными к внутренними ветвями колонн и обвязочные продольные бортовые балки; 2) производится устройство кирпичного заполнения продольных стен (предполагается, что ленточные фупдаменты или отдельно стоящие фундаменты под колонны уже готовы); 3) ироизводится устройство нодмостей в виде двух продольных эстакад так, чтобы создать опоры в продольном направлении в третях покрытия (эта работа может вестись параллельно с моптажем колош- и устройством кирпичного заполнения).

Соединение блоков между собой в секции на укрупнительной сборке, а также секций между собой и с продольными обвязочными балками и с торцевыми диафрагмами могут производиться как при помощи болтовых соединеипй, так и прп помощи сварки.

После того как смонтировано лее покрытие и затяжки опорных торцевых диафрагм, опорные подмости могут быть убраны и покрытие будет работать как пространственная система.

Пред м е т изобретения

1.Сводчатое пространственное покрытие с применением взаимно пересекающихся илоских ферм, отличающееся тем, что оно собирается из Заранее заготовленных нространственных блоков, выполненных КЗ взаимно пересекающихся плоских ферм, связанных по низу и сверху решеткой или листовой общивкой.

2.Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что пространственные блоки соединены между собой вверху при помощи клиновидных икладыщей (прокладок), а внизу - прп помощи фасонных накладок.

3.Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что бортовые балки его выполнены в виде четырехгранного пустотелого бруса с поперечными диафрапмами, три стенки которого сплощные, а четвертая - сквозная, состояц;.ая из отдельных листов, установленных в местах расположения диафрагм.

rufUXTLAj-ui-Фиг. 6

-T-T--1 т t-T-z-T j-:

f«

ii:b±:i7mi3

lij О 11

iri

Фиг. 9

/J.

Jli

-

/4

Л7