Вантовая ферма

эоск 1"Мкол тг О П И С А Н И Е и 11870678ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик) Заявлено 25,12.74 (21) 2087023/33 1) М. Кл.- Е 04 С 3/ 22 с присоединением заявкиГасу твенныи иоьитст ииистров СССРйиков и Е, Р. Лоевскииьский и проектный институроектирования зрелищных,ых зданий и сооружений ева А ВАНТОВАЯ м производится в вилавеской канатов на опоИзобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям вантовых ферм.Известны вантовые конструкции, в которых канаты укрепляются на отдельных возвышающихся пилонах и имеют оттяжки 11,Однако в такой ферме оттяжки требуют дополнительных территорий для их размещения и устройства анкеров и массивов для закрепления их концов, а вертикальные нагрузки на пилоны удваиваются от действия оттяжек. Наличие оттяжек ухудшает архитектурный вид зданий и сооружений.Известны также вантовые конструкции, в которых канаты укрсплены на жестких замкнутых контурах, преимущественно круглой или овальной формы в плане 2,Но выполнение сооружения круглой или овальной формы ограничивает технологические и архитектурно-планировочные возможности здания в целом, а необходимость устройства кровли по кривым поверхностям в соответствии с формой натянутых канатов вызывает трудности в производстве работ и в организации водоотводов,Наиболсе близким техническим решением является вантовая ферма, включающая верхний жесткий и нижний гибкий пояса, соединяющие их жссткис элемснты рсшстки и натяжные блоки, расположенные на опорных частях фермы, имеющие разновеликие рычаги, подвешенные на опорах на канатах 31.Недостатком этого решения является сложность конструкции и монтажа и большие габариты натяжных блоков, а такжс необходимость подвески последних на опоры, приподиятыс иад кровлей, что усложняет с= устройство и требует создания деформационных швов вокруг опор.Монтаж таких фери ку с последующеи нруКроме того, в вертикальных стойках этих 5 ферм возникают изгибаюшис моменты от несовпадения направления стоек с биссектрисой угла, образованного канатами нижнсго пояса в местах его перегиба под концами стоек.Целью изобретения является упрощение 0 конструкции фермы, ее монтажа и уменьшение габарита опорных частей фермы.Указанная цель достигается тем, что каждый натяжной блок выполняется в виде замкнутой жесткой прямоугольной рамы в плане, 5 одна из сторон которой имеет трубчатое ссчение с навитым на него гибким нижним поясом и шарнирно сосдинсна с всрхним поясом, противоположная ей опорная сторона рамы имеет силошиос кругнос ссчснис, а соединяюшие их параллельные между собой стороны ",амы выполнены в виде дисков, между которыми закреплены концы гиб, ого нижнего пояса.1(роме того, гибкий нижний пояс очерчен по линии круга, а элементы решетки направлены по радиусам этого круга.На фиг. 1 схематично изображена предложенная ферма, вид с Фасада; на фиг. 2 - то же, в плане; на фиг. 3 - сечение по А - А на фиг. 1; на фиг, 4 - чзел 1 на фиг. 1; на фиг.5 - сечение по Б - Б на фиг, 4; на фиг, 6 - фрагмент верхнего пояса в положении, соответствующем фиг. 1; на фиг, 7 - узел 11 на фиг. 4; на фиг. 8 - сечение по В - В на фиг. 7.Вантовая ферма содержит верхний жесткий пояс, состоящий из продольных элементов 1 и поперечных элементов решетки - горизонтальных уголков 2 и наклонных уголков 3, расположенных в вертикальных плоскостях, проходящих черсз продольные элементы 1.1(руглые трубчатые элементы 4 неподвижно укреплены на нижних концах наклонных уголков 3.На концах верхнего пояса расположены вертикальные листы 5 с круглыми отверстиями б для свободного ввода трубы 7 натяжного блока. Нижний гибкий пояс в виде канатов 8 навит на натяжные блоки, каждый из которых состоит из трубы 7, листов 9 и опорного вала 10. Листы 9 укреплены на торцах трубы 7, придают ей жесткость и фиксируют ее в габаритах верхнего пояса. Опорный вал 10 закреплен в дисках (рычагах) 11, которые вместе с трубой 7 образуют жесткую прямоугольную в плане раму натяжного блока.В конструкцию натяжного блока входят также листы 12 и 13, соединенные болтами 14 и уголком 15, служащие для закрепления в натяжном блоке канатов 8.Уголок 15 укреплен на дисках 11, лист 13 неподвижно связан с уголком 15 и, очерченный по кругу, предназначен для перегиба на нем канатов 8. Накладной лист 12 служит для фиксирования и зажима канатов в месте перегиба. Лист 12 затягивается болтами 14 к уголку 15 и листу 13,Ферма работает следующим образом.Ферма, установленная на опорных валах 10, при нагружении по верхнему поясу передает нагрузку опорам. Натяжные блоки при этом натягивают канаты 8.При возрастании нагрузки на ферму канаты 8 удлиняются и натяжные блоки получают угол поворота, обусловленный величиной удлинения канатов 8,При этом опорные валы 10, оставаясь на уровне опорных пло)ьадок, перемещаются по горизонтали в зависимости от величины горизонтальной проекции рычага Я, равного расстоянию между центрами сечений опорного вала 10 н трубы 7,Вся ферма, кроме опорного вала 10, с увеличением нагрузок опускается по отношению 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 к уровню опорных площадок, Сохраняя по стоянство свосй формы и расчетной схемы,Монтаж фермы производится опусканием ее до установки опорных валов 10 на опорные площадки, Ферма с натянутыми канатами устанавливается в положение, когда опорный вал 10 опущен по отношению к ферме, а диски 11 упираются в концевой горизонтальный уголок 2, входящий в состав верхнего жесткого пояса,В начальный момент установки фермы рычаг Я натяжного блока зацимаст положение, обозначенное на узле Я, а труба 7 поднята над опорой (см. пунктирную окружность М) . При предельных нагрузках положение рычага обозначено Я, а положение трубы 7 - окружностью У.На чертеже узел 1 изображен в промежуточном положении, когда центр трубы 7 находится на одной горизонтали с центром опорного вала 10.При предельных нагрузках опорный вал 10 находится на вертикали, совпадающей с центром тяжести сечения опорной конструкции (колонны, стойки). При этих условиях опорная конструкция испытывает только центральное сжатие, без моментов от эксцентриситета вертикальной силы.Направление каната 8 нижнего пояса в крайней панели фермы (до набегания каната на трубу 7) установлено так, чтобы точка пересечения этого направления с горизонтальной осью верхнего пояса 1 также находилась на вертикали центра тяжести сечения колонны. Этим достигается равновесие сил в опорном узле при максимальных расчетных нагрузках.Даже при максимальных нагрузках опорная площадка и элементы натяжного блока расположены ниже поверхности и конструкции кровли.Монтаж производится непосредственной установкой фермы на опоры без заводки в вилку.Нижний пояс зафиксирован на контуре многоугольника, вписанного в круг, в результате чего усилие в канатах нижнего пояса уменьшено до 10 О/О по сравнению с известной по прототипу фермой. Стойки верхнего пояса, передающие узловую нагрузку канатам нижнего пояса, направлены по биссектрисам углов образуемых канатами в точках их пере. гиба (по радиусам круга). Стойки при этом не испытывают поперечного изгиба,Формула изобретения1. Вантовая ферма, включающая верхний жесткий пояс, нижний гибкий пояс, соединя. ющие их жесткие элементы решетки и натяж ные блоки, расположенные на опорных частях фермы, имсющис разновеликие рычаги, от. личающаяся тем, что, с целью упроще ция конструкции фермы, ее монтажа и уменьшения габарита опорных частей фермы, каждый натяжной блок выполнен в виде замкнуТираж 881Совета Министров СССи открытийгпская нао., д. 4 5 1 ПИСНОЕ Изд.736кчднрственного комитета по делам изобретен113035, Москва, Ж.35, Ра 95/911 П кс 1 ипография, пр, Сапупо той прямоугольной рамы в плане, одна из сторон которой имеет трубчатое сечение с навитым на него гибким нижним поясом и шарнирно соединена с верхним поясом, противоположная ей опорная сторона рамы имеет сплошное круглое сечение, а соединяющие их параллельные между собой стороны рамы выполнены в виде дисков, между которыми закреплены концы гибкого нижнего пояса.2. Ферма по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения материалоемкости и снижения усилий в соединяющих пояса элементах решетки, гибкий нижний пояс очерчен го линии круга, а элементы решетки направлены по радиусам этого круга.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе:5 1. Стрелецкий Н. С. и др, Металлическиеконструкции, М Гос. изд-во литературы построительству, 1961, с. 643.2. Каталог рекомендуемых типов пространственных конструкций для зданий с боль 10 шими пролетами. Шифр Т.01.-72,ЛенЗНИИЭП, М., 1973, с, 37 - 39.3, Авторское свидетельство СССРЫ 4075,кл. Е 04 С 3/02, 1973,