Стабилизирующее шпренгельное устройство Советский патент 1981 года по МПК E04H12/00 

(54) СТАБИЛИЗИРУЮЩЕЕ ШПРЕНГЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относится к строительству и может быть использовано всюду, где имеется потребность в мачтах, опорах линий передач, колоннах, работающих на продольный изгиб.

Известно шпренгельное устройство, включающее систему одностоечных шпренгелей, каждый из которых состоит из распорки и шпренгельной тяги, соединяющей конец распорки с концами шарнирно опертого стержня (1).

Недостатком такого устройства является больщая материалоемкость.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стабилизирующее шпренгельное устройство, включНЭщее щарнирно опертый по концам стержень, щарнирно прикрепленные к нему распорки и щпренгёльные тяги, каждая из которых закреплена к концам стержня и последовательно ко всем распоркам, расположенным в ее плоскости (2J.

Недостатком такого устройства является больщая материалоемкость.

Цель изобретения - снижение материалоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизирующем щпренгельном устройстве, включающем щарнирно опертый по концам стержень, щарнирно прикрепленные к нему распорки и щпренгёльные тяги, каж5 дал из которых закреплена к концам стержня и последовательно ко всем распоркам, расположенным в ее плоскости, количество шпренгельных тяг выполнено по числу распорок, а каждая тяга расположена симметрично или кососимметрично относительно гоI ризонтальной плоскост и, проходящей через середину стержня, причем игпренгельные тяги прикреплены к распоркам в точках, удаленных от оси стержня на расстояние

Au csin-rIl LL ™

K + l

где К число распорок.

t ЧИСЛО точек, в которых данная щпренгельная тяга пересекает ось

стержня ( i 0,1,2к-1);

отсчитываемый от одного конца стержня номер распорки (,2,.. ....к);

6конструктивная постоянная. На фиг. 1 изображен общий вид устройства, включающего четыре пJПpeнгeльныe тяГИ и четыре распорки; на фиг. 2 - 5 - первая, вторая, третья и четвертая шпренгельные тяги соответственно. Стабилизирующее шпренгельное устройство включает подкрепляемый стержень 1, к которому цилиндрическими шарнирами 2-S прикреплены первая (1 1) распорка 6, вторая () распорка J, третья {) 3) распорка 8 н четвертая ( 4). распорка 9. Распорки б-9 последовательно соединены каждой из шпренгельных тяг, а нменйЬ: первой шпренгельиой тягой 10, второй 11, третьей 12 и четвертой 13. И только крайние раепорки 6 и 9 присоединены каждой из шпренгельных тяг 0-13 к подкрепляемому стержню 1 (к его концам). Шпреигельные тяги 10 и 12 имеют симметричную форму, шпренгельные тяги И и 13 - кососимметричную форму. При этом первая щпренгельная тяга 10 пересекает ось стержня 1 нуль раз (1 0), вторая шпреигельная-тяга И - один раз (), третья шпренгельиая тяга 12 - два раза (i 2) и четвертая шпренгельная тяга 13 три раза (i 3). Рйсстояння от оси стержня I до точек, где 1Йпреигельные тяги 10-13 присоединены к распоркам 6-9, неодинаковы. Эти расстояния соответствуют приведенной выше формуле. Так, например, точка а, где вторая () шпренгед ная тяга 11 прикреплена к четвертой (} 4) распорке 9, от оси. стержня I Hami .|,. a/CJin- f/ O.Iv а точка в, где эта тяг прикреплена к третьей (J 3) распорке 8, удалена от оси стержня I на Н А 1Сз«п«3: з 1л C$lh4T 0,5-MC. Задавшись каким-нибудь численным значением постоянной С, получают расстояния точек а и в от оси стержня 1. При указанных условиях каждая шпренгельная тяга имеет вид ломаной линии, вписанной в изогнутую ось стержня 1, потерявшего устойчивость по. форме, номер которой равен порядковому номеру ( шпренгельной тягн. Стабилизирующее шпренгельное устройство работает следующим образом. При сжатии стержня 1 осевой силой, приложенной к его верхнему торцу, ц достижении этой силой значения первой критической несущая способность неподкрепленного стержня 1 исчерпывается и дальнейший рост сжимающей силы становится невозможным. Однако, именно в этот момент шпренгельная тяга 10 через распорки 6-9 прилагает к стержню I, в местах расположения шарниров 2-5 систему реактивных сил, недопускающих потерю устойчивости стержня по первой (только) форме. Это создает возможность дальнейщего наращивания сжимающей силы до второй критической. Но эта сила не может создать потерю устойчивости стержня 1 по второй форме благодаря тому, что щпренгельная яга 1I через те же распорки и в тех же местах трилагает к стержню 1 систему реакивиых сил, препятствующих возникновению второй формы потери устойчивости, что повышает несущую способность стержня и позволяет увеличить сжимающую его силу до значения третьей критической. При этом в работу включается шпренгельная тяга 12, которая таким же образом воспрепятствует потере устойчивости стержня по третьей форме. Шпренгельная тяга 13 подобным путем создает непреодолимые препятствия потере устойчивости стержня I по четвертой форме. Таким образом, если оснастить стержень в каждой из двух взаимно перпендикулярных главных плоскостей стержня двумя симметрично расположенными шпреигелями (фиг. 2-5), то ни в одном направлении стержень не потеряет устойчивость ни по одной из первых четырех форм. Поэтому минимальная критическая сила стержня, подкрепленного данным шпренгельным устройством, станет равна его собственной пятой критической силе, за счет чего подкрепление повышает устойчивость стержня в 25 раз (для случая К 4) Формула изобретения Стабилизирующее шпреигельное устройство, включающее шарнирно опертый по концам стержень, шарнирно прикрепленные к нему распорки и шпренгельные тяги, каждая из которых закреплена к концам стержня и последовательно ко всем распоркам, расположенным в ее плоскости, отличаюи{ееся тем, что, с целью сннжения материалоемкости, количество шпренгельных тяг выполнено по числу распорок, а каждая тяга расположена симметрично или кососимметричио относительио горизонтальной плоскости, проходящей через середину стержня, причем щпренгельные тяги прикреплены к распоркам в точках, удаленных от оси стержня на расстояние расстояние .. .. гДё К - число распорок, число точек, в которых данная щпренгельная тяга пересекает ось стержня (,1,2к-); отсчитываемый от одного конца стержня номер распорки (j« 1Э ... конструктивная постоянная. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Трофимов В. И. Исследование и расчет новых типов металлических опор линий электропередач. М., «Энергия, 1968, с. 77, рис. 2-13. 2.Авторское свидетельство СССР № 331161, кл. Е 04 С 3/04, 1969 (протоЩп).

и

П