Висячая система Советский патент 1982 года по МПК E04B7/14 

(54) ВИСЯЧАЯ СИСТЕМА

1

Изобретение относится к строительству и может найти применение при сооружении большепролетных покрытий для зданий общественного и производственного назначения, в том числе с подвесным крановым оборудованием, а также для большепролетных мостов, трубопроводных переходов и т. п.

Известна висячая система, состоящая из ферм с гибкими поясами и решеткой и опорной частью в виде примыкающих зданий, воспринимающих внещние распоры висячей системы 1.

Однако данная висячая система является недостаточно жесткой.

Наиболее .близкой к предлагаемой является висячая система, включающая фермы с гибкой рещеткой, гибким верхним и жестким нижним поясами,пиноли прикрепленные к фундаментам, стойки-оттяжки и гибкие оттяжки верхнего пояса фермы. Жесткий нижний пояс выполнен с воспринятым распором 2.

Недостатком данной системы является ее повышенная металлоемкость вследствие того, что нижний жесткий пояс системы работает на сжатие, что требует обеспечения

устойчивости пояса и не позволяет применять высокопрочные материалы.

Цель изобретения - сокращение металлоемкости и увеличение жесткости системы.

Цель достигается тем, что висячая система, включающая фермы с гибкой решеткой, гибким верхним и жестким нижним поясами, пилоны, прикрепленные к фундаментам, стойки-оттяжки и гибкие оттяжки верхнего пояса фермы, снабжена распорками, концевы.ми оттяжками, прикрепленными одними концами к фундаментам, другие концы которых прикреплены к распоркам или нижнему поясу фермы, а нижний пояс фермы выполнен в виде предварительно растя15 нутой арки, соединенной в опорных зонах с распорками, установленными по касательной к контуру арки.

С целью обеспечения минимально необходимой площади застройки распорки прикреплены щарнирно к нижнему поясу, концевые оттяжки прикреплены к распоркам в зонах их соединения с нижним поясом фермы, а каждый пилон выполнен составным по высоте с верхним элементом в виде качающейся стойки, щарнирно опертой на распорку, и нижним - в виде качающейся стойки, шарнирно опертой на фундамент или жестко защемленной в нем.

Кроме того, она снабжена дополнительными анкерными фундаментами, а концевые оттяжки могут быть прикреплены к расноркам в зонах их соединения со стойкамиоттяжками и заделаны в дополнительных анкерных фундаментах.

Кроме того, каждая оттяжка верхнего пояса фермы может быть выполнена составной из частей, одна из которых прикреплена к распорке в зоне ее соединения со стойкой-оттяжкой, а другая заделана в дополнительный анкерный фунда.мент конщ: вой оттяжки посредством пружинной вставки, приче.м каждая концевая оттяжка посредством пружинной вставки закреплена в дополнительный анкерный фундамент.

Возможен вариант, при которо.м нижний пояс фермы и распорки выполнены в виде неразрезной арки, а пилоны - в виде цельной опоры с опорными элементами переменной высоты для установки нижнего пояса фермы.

Кроме того, при значительном увеличении вылета распорки система может быть вь полнена в виде трехпролетной фермы.

На фиг. 1 схе.матически изображена висячая систе.ма с концевыми оттяжками, прикрепленными к распоркам в зонах их соединения с нижним поясом и вертикальными подвесками; на флг. 2 - то же, с наклонными подвесками; на фиг. 3 - то же, с концевыми оттяжками, прикрепленными к распоркам в зонах их соединения со стойка.чп-оттяжками; на фиг. 4 -- то же, с разделенны.ми оттяжка.ми верхнего пояса; на фиг. 5 - то же, с нижним поясом и распорками, выполненны.ми заодно; на фиг. 6 - то же, с фермой, выполненной трехпролетной.

Висячая система включает фермы 1 с 1-ибкой решеткой 2, состоящей из вертикальных (фиг. 1) или наклонных (фиг. 2) лодвесок, гибким верхним 3 и жестким нижним 4 поясами, пилоны 5, прикрепленные к фундаментам 6 стойки-оттяжки 7 и гибкие оттяжки 8 верхнего пояса фермы 1.

Жесткий нижний пояс 4 фермы выполнен в виде предварительно растянутой арки, соединенной в опорных зонах с распорками 9, установленными по касательной к контуру арки.

Распорки 9 могут быть соединены с нижним поясом 4 фермы 1 через шарниры 10 (фиг. 1-4) либо могут выполняться заодно с нижни.м поясом 4 (фиг. 5 и 6).

Концевые оттяжки 11 выполняются гибкими из высокопрочных материалов и могут быть прикреплены к распоркам 9 и к нижнему поясу фермы 4 в зонах их соединения между собой (фиг. 1), либо к распоркам 9 в зонах их соединения между собой (фиг. 1), либо к распоркам 9 в зонах их соединения со стойками-оттяжками 7 (фиг. 3-6). В первом случае (фиг. 1) концевые оттяжки 11 заделаны в фунда.ментах 6 стоек-оттяжек 7, во второ.м случае (фиг. 3) - в дополнительных анкерных

фундаментах 12.

Оттяжки 8 верхнего пояса фермы 1 могут быть выполнены в виде одного или нескольких гибких элементов из высокопрочных материалов (например, канатов), собранных в один пучок, и прикреплены к распоркам 9 в зоне их соединения со стойкамиоттяжка.ми 7 (фиг. 1 и 3) либо каждая оттяжка 8 может быть разделена на две части 13 и 14 (фиг. 4 и 5), одна из которых, оттяжка 13, прикреплена к распоркам 9 в

зоне ее соединения со стойка.ми-оттяжками 7, а другая оттяжка 14 заделана в анкерный фундамент 12 концевой оттяжки П через пружинную вставку 15, калибровснную на заданное усилие, приче.м концевые оттяжки 11 также заделаны в фундаменты 12 через подобные калиброванные пружинные вставки 16.

В тех случаях, когда распорки 9 соединены с нижним поясом 4 фермы 1 через шарниры 10, каждый из пилонов 5 выполнен составным по высоте с верхни.м элементом 17 в виде качающейся стойки, опертой на распорку 9, и нижним эле.ментом 18 в виде качающейся стойки или стойки, жесткой на изгиб и защемленной в фундаменте 19, В случае, если распорки 9 выполнены

заодно с нижним поясом 4 фермы 1 в виде неразрезной арки, пилоны 5 выполнены в виде цельных по высоте опор с опорными эле.мента.ми 20 переменной высоты для установки на пилоне нижнего пояса (фиг. 5).

5 При этом каждый пилон 5 может быть выполнен либо сквозным с тем, чтобы нижний пояс фермы проходил через него, либо Г-образным с тем, чтобы нижний пояс фермы проходил мимо ствола пилона.

Монтаж системы может производиться

О в следующем порядке.

Сначала устанавливаются нижние элементы 18 пилонов 5 и стойки-оттяжки 7, затем распорки 9 и верхние элементы 17 пилонов 5, далее концевые оттяжки 11 и

5 гибкие элементы висячей системы: верхний пояс 3 с оттяжка.ми 8 или 14 и элементы рещетки 2, потом жесткий нижний пояс 4 фермы (причем монтажные элементы нижнего пояса 4 могут либо подвешиваться прямо к элементам решетки 2 с помощью,

0 например, кабель-крана, либо устанавливаться на временных опорах). Производится выверка геометрии висячей системы и оформление монтажных стыков нижнего пояса, предварительное напряжение системы путем натяжения оттяжек 8 или 14 верхнего пояса фермы 1 на заданное усилие N (фиг. 1 и 4). При этом в верхнем поясе 3, элементах решетки 2 и в арке нижнего пояса 4 возникают растягивающие усилия. Если оттяжки верхнего пояса разделены на две части 14 и 13, то оттяжки 13 устанавливаются после осуществления предварительного напряжения, системы. В собранном состоянии под воздействием основных вертикальных нагрузок предлагаемая конструкция работает как висячая система с воспринятым распором, т. е. в рабочем состоянии в нижнем поясе 4 и в распорках 9 действует сжимающее усилие, равное в пределе расчетному распору Я в верхнем поясе 3 висячей фермы 1. В результате этого, предварительным растяжением арки нижнего пояса 4 до величины, равной или несколько больщей Я, можно полностью исключить сжатие в нижнем поясе системы. При этом добавочные растягивающие усилия в верхнем поясе 3 и в оттяжках 8 могут быть сведены к минимально требуемой величине путем задания соответствующего соотнощения стрелы провеса верхнего пояса Р к стреле подъема нижнего пояса f. Например, при , распор от предварительного растяжения в нижнем поясе 4 достигает расчетной величины Н при распоре в верхнем поясе системы, равном всего 0,1 Н. С целью исключения изгибающих моментов от равномерно распределенных нагрузок и от предварительного натяжения, арка нижнего пояса 4 должна быть очерчена по квадратной параболе так же, как кривая верхнего пояса 3. Кроме того, конструкция может быть выполпена таким образом, чторы практически вся распределенная расчетная нагрузка передавалась на верхний пояс. Так, для однопролетной, системы при отсутствии перемещений точек закрепления верхнего пояса можно показать, что коэффициент распределения нагрузки между верхним и нижним поясами ,в , fB 2 jH p-) -§5 EH . p- и где q, cj, - та часть полной равномерно распределенной нагрузки а, на систему, которая приходится на верхний и нижний пояса фермы соответственно, причем о.1 + fti г-в fH он ,, к т f , S , Е F ,f S Ё F - стрелапровеса (подъема), длина и жесткость верхнего и нижнего поясов фермы соответстве но. Например, при , -г-f - i; , т71. . в случае расположения концевых оттяжек 11, как показано на фиг. 1, распорки 9 оказываются дополнительно сжатыми усилиями преднапряжения, а в .случаях, соответствующих фиг. 3-6, усилиями преднапряжения растянуты и нижний пояс 4 и распорки 9. Если концевые оттяжки 11 закреплены в фундаментах 6 или 12 «напрямую (т. е. без применения калиброванных на требуемое усилие пружинных вставок 16), то при работе системы на расчетные нагрузки определенная часть расчетного распора воспринимается концевыми оттяжка.ми (в соответствии с соотнощением жесткостей и соотнощением углов наклона стержней, с.ходящи.чся в точке закреп тения концевой оттяжки 11). В тех случаях, когда концевые оттяжки 11 закреплены в фундаментах 6 или 12 через пружинные вставки 16, калиброванные на усилие предварительного растяжения в этих оттяжках, при работе системы на расчетные нагрузки весь расчетный распор Н воспринимается только распорками 9 и нижним поясом 4, т. е. никаких дополнительных усилий в концевых оттяжках 11 не возникает. Подобный эффект достигается при разделении оттяжек верхнего пояса 8 На две части 13 и 14, при закреплении оттяжек 14 в фундаментах 12 через калиброванные пружинные вставки 15, т. е. оттяжки 14 в этом случае работают только на усилия предварительного напряжения, а оттяжки 13 - на усилия, возникающие при работе конструкции в процессе эксплуатации. Рациональная конструктивная схема больщепролетной висячей систе.мы. применение предварительного растяжения наиболее металлоемкого эле.мента - сжатого нижнего пояса висячей фермы, позволяюг снизить расходы стали на жесткий нижииГ пояс до 30%, а на конструкцию в целом -до 15% при одновременном увели-чоиии жесткости системы. Формула изобретения 1.Висячая система, включающая фермы с гибкой рещеткой, гибки.м верхним и жестким нижним поясами, пилоны, прикрепленные к фундаментам, стойки-оттяжки и гибкие оттяжки верхнего пояса фермы, отличающаяся тем, что, с целью сокращен я металлоемкости и увеличения жесткости системы, она снабжена распорками, концевыми оттяжками, прикрепленны.ми одни.ми концами к фундаментам, другие концы которых прикреплены к распоркам или нижне.му поясу фермы, а нижний пояс фермы выполнен в виде предварительно растянутой арки, соединенной в опорных зонах с распорками, установленными по касательной к контуру арки. 2.Система по п. 1, отличающаяся те.м, что, с целью обеспечения минимально необходимой площади застройки, распорки прикреплены щарнирно к нижнему поясу, концевые оттяжки прикреплены к распоркам в зонах их соединения с нижним поясом фермы, а каждый пилон выполнен составным по высоте с верхним элементом в виде качающейся стойки, щарнирно опертой

на распорку и нижним - в виде качающейся стойки,, шарнирно опертой на фундамент или жестко защемленной в нем.

../

17

вая оттяжка посредством пружинной вставки закреплена в дополнительный анкерный фундамент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 320, рис. 201.

Г