Висячее покрытие производственного здания Советский патент 1981 года по МПК E04B7/14 

(54) ВИСЯЧЕЕ ПОКРЫТИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО Изобретение относится к строительству и может найти применение при сооружении большепролетных покрытий для зданий производственного назначения, в том числе с подвесным крановым оборудованием. Известно висячее покрытие, представляющее собой мембранно-балочную систему цилиндрической формы, стабилизация которой осуществляется ребрами жесткости 1. Недостатком покрытия является малая жесткость, не позволяющая использовать его для производственных зданий с подвесным оборудованием. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является висячее покрытие производственного здания, включающее опорную систему из прямолинейных продольных и поперечных элементов и шпренгелей и прикрепленные к ним висячие фермы с верхним гибким и нижним поясами и раскосами и мембрану 2. Недостатком является невозможность использования гибких криволинейных нижних поясов ферм с безраскосной решеткой

ЗДАНИЯ в качестве подкрановых путей. Кроме того, выпуклая форма верхних поясов ферм не позволяет включить мембрану в несущую систему покрытия, что приводит к снижению общей жидкости и к увеличению материалоемкости покрытия. Цель изобретения - повышение жесткости покрытия и сокращение металлоемкости при обеспечении минимально необходимой площади застройки. Цель достигается тем, что в висячем покрытии, включающем опорную систему из прямолинейных продольных и поперечных элементов и шпренгелей и прикрепленные к ним висячие фермы с верхним гибким и нижним поясами и раскосами и мембрану, нижний пояс и раскосы каждой висячей фермы выполнены жесткими, а верхний гибкий пояс жестко соединен с мембраной, при этом шпренгели жестко объединены с поперечными или продольными элементами опорной системы в зонах их соединения и жестко прикреплены к мембране и верхним поясам висячих ферм. Жесткие нижние пояса висячих ферм могут быть выполнены в виде подкрановых путей.

На фиг. 1 изображено покрытие в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Висячее покрытие включает опорную систему, состоящую из прямолинейных продольных элементов 1 и поперечных элементов 2.

Криволинейные неразрезные шпренгели 3 покрытия выполнены из стальной полосы и работают в сочетании либо с продольными 1, либо с поперечными 2 жесткими элементами опорной системы.

Покрытие выполнено с провисающей мембраной 4, образующей поверхность нулевой или конструктивно отрицательной Гауссовой кривизны и стабилизированной нисячими фермами 5, верхний пояс 6 которых выполнен гибким, например из стальной полосы. Раскосы 7 и нижние пояса 8 ферм выполнены жесткими, причем раскосы - из уголков, а нижние пояса - из двутавров с параллельными полками и представляют собой неразрезную балку жесткости, которая может служить в качестве подкрановых путей для подвесного оборудования.

Висячие фермы 5 могут быть расположены как в поперечном, так и в продольном направлении в зависимости от технологических требований.

В случае продольного расположения висячих ферм 5 шпренгели 3 жестко связаны с поперечными элементами 2 опорной системы в зонах соединения последних с продольными элементами 1 опорной системы.

В случае же поперечного расположения висячих ферм 5 шпренгели 3 жестко связаны с продольными элементами 1 в зонах их соединения с поперечными элементами 2 опорной системы.

Мембрана 14 покрытия располагается по верхним поясам 6 ферм, жестко прикрепляется к ним и выполняет одновременно функции как ограждающей, так и несущей конструкции, воспринимая всю вышележащую равномерно распределенную нагрузку (собственный вес мембраны, утеплителя, снега и т. п.). Кроме того, мембрана частично включается в работу верхних поясов ферм на крановые и иные нагрузки, приложенные непосредственно к фермам.

В свою очередь шпренгели 3, жестко прикрепленные как к мембране 4, так и к верхним поясам 6 висячих ферм, работают на растяжение под воздействием распорных сил в мембране и в верхних поясах ферм.

Поперечные жесткие элементы 2 опорного контура могут быть выполнены в виде балки, если возможна установка опорных стоек 9 для восприятия вертикальных реакций с висячих ферм, либо в виде мощной надворотной фермы, если требуется проем (фиг. 2). В последнем случае верхний пояс надворотной фермы работает на два

вида усилий: на сжимающее усилие от работы надворотной фермы в вертикальном направлении под воздействием вертикальных нагрузок и на сжи.мающее усилие от работы системы шгфенгель - верхний пояс надворотной фермы под воздействием распорных сил конструкции покрытия (фиг. 2).

Продольные жесткие элементы 1 опорного контура могут быть выполнены также либо в виде неразрезной криволинейной балки, повторяющей очерта.чие поверхности покрытия и опирающейся на промежуточные стойки 10, либо в виде мощной надворотной арки, или балки с диафрагмой жесткости 1 К если требуется проем (фиг. 4).

Движение подвесных кранов при данной конструктивной схеме организовывается как вдоль, так и поперек висячих ферм (фиг. 3).

При двмжеь;ии кранов вдоль ферм нижние пояса ферм служат одновременно катания для кра.пов и выполняются в виде керазрезных балок двутаврового сечения с параллельными полками С целью возможности заме..ь; путей катания по .мере их износа крепление нижнего пояса 8 к раскосам ферм и моптажнь1е стыки по длине пояса выполняются на высокопрочных болтах.

При движении кранов поперек висячих ферм 5 пути 12 катания прикрепляются в узлы нижних поясов ферм и последние выполняются из прокатных элементов уго.,1кового сечения.

В этом же случае висячая фер.ма .5 может быть выпо. полностью из гибких элементов - стальных (олсс яли канатов и предварительно 1аг ряжеиа с целью не допустить сжатия в элементах фермы при ее загружекиях.

Мембрана 4 поступает на монтажную площадку в виде рулонов с требуемой длиной полотен и шириной, соответствующей шагу висячих ферм.

Л1онта.к покрытия может производиться путем монтажа плоскнх висяч {х ферм и затем раскладки ио верхним понса.м ферм и прикрепления к ни.м полотен ыкмбраны или создания на земле пространственных блоков из ферм с уложенными по верхним поясам и прикрепленными к ним полотнами мембраны и последующего блочного монтажа покрытия.

Монтаж пространственными блоками считается более технологичным.

Рациональная пространственная конструктивная схема висячего большепролетного покрытия для производственных зданий, применение растянутой мембранной поверхности, а также принциг а совмещения функций во всех основных конструктивных элементах в сочетании с вг зможностью применения поточно-блочмого метода монтажа позволяют снизить расходы стали на покрытие до 25%, а трудоемкость монтажа с учетом кровельных работ - в 2-2,5 раза. Мембрана может быть выполнена из коррозионноустойчивой стали, не требующей устройства гидроизоляции. В этом случае теплозащита может быть выполнена путем подвески или напыления эффективного легкого утеплителя на нижнюю поверхность мембраны. При этом значительно снижаются нагрузки как на покрытие, так и на сооружение в целом, что приводит к дополнительному снижению расхода стали, а также к снижению трудоемкости монтажа за счет кровельных работ. Формула изобретения 1. Висячее покрытие производственного здания, включающее опорную систему из прямолинейных продольных и поперечных элементов и шпренгелей и прикрепленные к ним висячие фермы с верхним гибким и нижним поясами и раскосами и мембрану. отличающееся тем, что, с целью повыщения жесткости покрытия и сокращения металлоемкости при обеспечении мини.мально необходимой площади застройки, нижний пояс и раскосы каждой висячей фермы выполнены жесткими, а верхний гибкий пояс жестко соединен с мембраной, при этом щпренгели жестко объединены с поперечными или продольными элементами опорной системы в зонах их соединения и жестко прикреплены к мембране и верхним поясам висячих ферм. 2. Висячее покрытие по п. 1, отличающееся тем, что жесткие нижние пояса висячих ферм выполнены в виде подкрановых путей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Морозов А. П. и др. Пространственные конструкции общественных зданий. Л., Стройиздат, 1977, с. 148. 2.Авторское свидетельство СССР № 238118, кл. Е 04 В 7/14, опублик. 1969.