Пространственная предварительно-напряженная вантовая ферма Тиханова А.Ф. Советский патент 1982 года по МПК E04B7/14 

(54) ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОНАПРЯЖЕННАЯ ВАНТОВАЯ ФЕРМА А. Ф. ТИХАНОВА

1

Изобретение относится к строительству, в частности к устройству висячих (подвесных) покрытий и каркасов зданий и сооружений различного назначения.

Известен жесткий опорный контур, расположенный в горизонтальной плоскости, к которому прикреплена система гибких элементов с мембраной 1.

Недостатком данного решения является невозможность устройства больших проемов, например воротных, так как при перекрытии больших пролетов без промежуточных опор металлоемкость и вес жесткого опорного контура резко возрастает.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является пространственная предварительно-напряженная вантовая ферма, включаюшая гибкие пояса, расположенные в пересекающихся в центре плоскостях и обращенные выпуклостью к центру, и гибкие затяжки, уменьшающиеся к середине пролета фермы и расположенные по длине на расстоянии друг от друга, каждая из которых выполнена в виде каната, прикрепленного одним концом к поясу фермы, а другим к центральному элементу в виде жесткого треугольника. Внутри жестких

треугольников пропущены трубы и смотровой мостик 2.

Недостатком данной конструкции является малая пространственная жесткость, не позволяющая эффективно воспринимать 5 большие горизонтальные нагрузки, так как пояса фермы стянуты в одном направлении к центру, т. е. каждый пояс работает (закреплен) в одной плоскости пространства (в плоскости своего расположения).

Цель изобретения - повышение прост10ранственной жесткости при повышении эффективности восприятия нагрузок, что, в свою очередь, дает возможность использовать пространственную предварительно-напряженную многопоясную вантовую ферму 15 не только, как опорный каркас для восприятия вертикальных усилий (нагрузок), но и, как гибкий опорный контур для восприятия больших горизонтальных усилий, например, от прикрепленного висячего покрытия.

20

Указанная цель достигается тем, что в пространственной предварительно-напряженной вантовой ферме, включающей гибкие пояса, расположенные в плоскостях, пересекаюшихся в центре, и обращенные выпуклостью к центру, и гибкие затяжки, расположенные по длине на расстоянии друг от друга, уменьшающиеся к середине пролета, затяжки выполнены в виде многоугольных элементов и расположены по контуру фермы, объединяя между собой пояса. За счет жесткого закрепления в пространстве всех поясов фермы каждый из них может воспринимать различные по направлению усилия и перераспределять их на другие пояса фермы, т. е. каждый пояс фермы может располагаться в любой плоскости пространства и выполнять роль несущего, напрягающего и распределяющего пояса фермы. Изобретение поясняется на примере конкретного выполнения пространственной многопоясной, например трехпоясной, вантовой фермы и вариантов ее использования в качестве гибкого опорного контура для восприятия горизонтальных усилий, например, от прикрепленного висячего покрытия. На фиг. 1 схематически изображена прост. ранственная предварительно-напряженная трехпоясная вантовая ферма, общий вид, в аксонометрии; на фиг. 2 - вариант гибкого опорного контура опертого на пилоны, общий вид; в плане; на фиг. 3 - вариант гибкого опорного контура опертого на пилоны, разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - вариант гибкого опорного контура в сочетании с жестким контуром типа падающей арки, общий вид. Пространственная предварительно-напряженная вантовая ферма 1 включаетгибкие пояса 2, расположенные в плоскостях пересекающихся в центре, и обращенные выпуклостью к центру, и гибкие затяжки 3, выполненные в виде замкнутых многоугольных, например, треугольных элементов, уменьшающихся к середине пролета и расположенных по длине на расстоянии друг от друга. Затяжки 3 объединяют между собой пояса 2, располагаясь по контуру фермы 1. Вариант гибкого опорного контура опертого на пилоны, включает в себя щесть расположенных по контуру здания пространственных предварительно-напряженных вантовых ферм 1, каждая из которых состоит из верхнего несущего провисающего пояса 4, расположенного в наклонной плоскости, нижнего напрягающего пояса 5, расположенного в вертикальной плоскости выпуклостью вверх, среднего распределяющего пояса 6, расположенного в горизонтальной плоскости, и затяжек 3 в виде многоугольных, например треугольных элементов, соединяющих между собой верхний 4, нижний 5 и средний 6 пояса фермы 1. Средний распределяющий пояс 6 выполнен в виде замкнутого круглого жесткого профилированного ванта, расположенного в горизонтальной плоскости и выполняющего роль верхней направляющей, например ограждающей конструкции Kpyrjioro зда ния. Верхние несущие провисающие пояса 4 подвешены к вершинам наклонных пилонов 7 и удерживаются канатными оттяжками 8, которые одним концом прикреплены к вершинам наклонных пилонов 7, а другим заанкаренны в фундамент. Нижние напрягающие пояса 5 прикреплены к основаниям наклонных пилонов 7. Вариант гибкого опорного контура в сочетании с жестким контуром типа падающей арки включает пространственные предварительно-напряженные Байтовые фермы 1, верхние несущие провисающие пояса 4 которой подвешиваются к жесткому опорному контуру типа падающей арки 10 и расположены в наклонных плоскостях, нижние на прягающие пояса 5, расположенные в вертикальных плоскостях, крепятся к основаниям падающей арки 10, а средние распределяющие пояса б в виде жестких профилированных вантов, расположенных в горизонтальной плоскости на одной высоте, прикреплены к ограждающей конструкции 11 в виде стенового ограждения. К падающей арке 10 прикреплена дугообразная верхняя направляющая 12, например, ограждающей конструкции, которая удерживается в горизонтальной плоскости на одной высоте, будучи прикреплена к стеновому ограждению 11, к падающей арке 10 и тягам 13. Тяги 13 прикреплены одним концом к падающей арке 10, а другим - к верхней направляющей 12. В обоих вариантах использования пространственной предварительно-напрях енной вантовой фермы 1 в качестве гибкого опорного контура средний распределяющий пояс б предназначен для восприятия односторонних горизонтальных усилий, например от прикрепленного к нему висячего покрытия, и для перераспределения этих усилий на другие пояса фермы 1 через затяжки 3, объединяющие между собой пояса (верхний 4, нижний 5 и средний б) и удерживающие средний пояс б в горизонтальной плоскости на одной высоте. Каждый пояс фермы 1 работает в трех пересекающихся плоскостях пространства, и за счет этого имеет жесткое закрепление в пространстве, позволяющее воспринимать усилия различных направлений и перераспределять их на другие пояса фермы. Преимущество пространственной предварительно-напряженной многопоясной вантовой фермы перед известной заключается в том, что повышение пространственной жесткости при повышении эффективности восприятия нагрузок достигается за счет объединения поясов фермы между собой затяжками, выполненными в виде многоугольных элементов, уменьшающихся и средине пролета фермы, которые стягивают пояса к центРУФерма может опираться на различные опорные конструкции, например пилоны, стойки, стены и др., располагаться в любой плоскости пространства и воспринимать усилия различных- направлений.

Пространственную предварительно-напряженную многопоясную вантовую ферму можно использовать для опорных контуров, позволяющих прикреплять к себе различные висячие (подвесные) покрытия, как тяжелые покрытия большепролетных зданий и сооружений, например ангаров, гаражей, крытых стадионов, залов и т. п., так и легкие (тентовые и др.) висячие, сборно-разборные покрытия, например, оранжерей, парников, теплиц, навесов и т. п., а также для опорных каркасов различных сооружении например подвесных канатных дорог, кранов, мостов, переходов и т. п.

Формула изобретения

Пространственная предварительно-напряженная вантовая ферма, включающая гибкие пояса, расположенные в плоскостях, пересекающихся в центре, и обращенные выпуклостью к центру, и гибкие затяжки, расположенные по длине на расстоянии друг от друга, уменьщающиеся к середине пролета, отличающаяся тем, что, с целью поБыщения пространственной жесткости при повышении эффективности восприятия нагрузок, затяжки выполнены в виде замкнутых многоугольных элементов и расположены по контуру фермы, объединяя между собой пояса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Кириенко В. И. и др. Висячие трубоводные переходы. Киев, «Будивельник 1968, с. 30, рис. 1,29.