Пространственная предварительно напряженная ферма

Ф СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 Е 04 С 3/ОО ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) 18.05.88 (46)30.03.91 В л К.12 (71) Новосибирский инженерно-строительный институ им, В,В.Куйбышева (72) П,А.Дмитриев, И.С,Инжутов, гО.,Ц,Стрижаков и В,И,Хороший (53) 624,072,2(088,8) (56) Авторс:ое свидетельство СССР ГФ 654776, л, Е 04 С 3/00, 1979,(54) ПРОСТГАНСТВЕННАЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ ФОРМА(57) Изобрете ие относится к строите;ьству и может оь:ть использовано в покрытиях зданий, Цель изобретения - уменьшение деформативности фермы и упоощение ее предварительного напряжения за счет введения дополнительнь,х гибких арок в состав верхнего пояса, создания натяжения никнего пояса в поперечном направлении отдействия эксплуатационной нагрузки и включения в работу констру.ции поперецных траверс з качестве подстропильной системы. Ферма состоит из верхнего пояса 15 О 1638284 А 1 включа,ащего ребристье плить 2 с утеплителем 3 и кровлей 4, гибких арак 5 и нижнего пояса б в виде полосьц Между гибкими арками и нижним поясом установлены в распо р трапециевидные расп орки 7, скрепленные своими меньшими основаниями 8 с нижним поясом посредством наклонных стержней 10 прямолинейной или Ч-образной формы, а большими основаниями 9 подпираюгцие гибкие арки верхнего пояса. Перекоестные раскосы 11 обеспец:1- вают геометрическую неизменяемость конструкции, Поперечные траверсы ",2 снабжены накгонной олкой, к которой на высоко- прочных болтах прикрепляются концы нижнего пояса. Для фиксирования опорных частей гибких арок на траверсах установлены на высокопрочных болтах фиксаторы- карманы. имеющие скошенные ссновэния, которыми они примыкают к нижнему поясу, Концы гибких арсзакреплены в карманах болтами Предлагаемую конструкцию целесообразно использовать в покрытиях больших пролетов. 1 з п.ф-лы, 8 ил.Изобретение относится к строительству и может быть использовано в покрытиях зданий.Цель изобретения - уменьшение деформативности и трудоемкости предварительного напрякения конструкции,На фиг.1 изображена пространственная ферма для варианта с прямолинейными стержнями, соединяющими распорки с нижним поясом, общий вид; на фиг.2 - то же, для варианта с Ч-образными стержнями, соединяющими распорки с нижним поясом, общий вид; на фиг,З - вид фермы на фиг,1 в пролете; на фиг.4 - разрез А-А на фиг,З; на фиг.5 - вид фермы на фиг,2 в пролете; на фиг,6 - разрез Б-Б на фиг.5; на фиг.7 - опорный узел фермы; на фиг,8 - разрез В-В на фиг,7,Пространственная предварительно напрякенная ферма состоит из верхнего пояса 1, включающего ребристые плиты 2 с теплителем 3 и гидроизоляционным ковром 4, уложенные на гибкие арки 5. Между арками 5 и нижним поясом-затяжкой 6, выполненным в виде тонкой полосы, установлены вертикальные распорки 7, представляющие собой жесткие диски трапецеидальной формы, Распорки 7 своими большими основаниями 8 примыкают к нижним граням гибких арок 5, а меньшими основаниями 9 соединены с нижним поясом-затяжкой 6 при помощи наклонных по отношению к образующей ее поверхности прямолинейных или Ч-образных стержней 10, При этом каждый конец большего основания 8 распорок 7 соединен с соответствующими ему концами наклонных стержней 10 у смежных распорок в местах их примыкания к поясу-затяжке 6 системой перекрестных растяжек 11, В варианте фермы с Ч-образными наклонными стержнями 10 перекрестные растяжки 11 соединяют концы больших оснований 8 распорок 7 с соответствующими им концами меньших оснований 9 смежных распорок. Поперечные траверсы 12, установленные по концам фермы, имеют форму двутавра с наклонной верхней полкой 13, к которой прикреплены на высокопрочных болтах 14 концы пояса-затяжки 6. В местах примыкания гибких арок 5 установлены также на высокопрочных болтах 14 фиксаторы-карманы 15, имеющие скошенные основания 16, которыми они примыкают. к поясу-затяжке 6, В карманы этих фиксаторов заведены концы гибких арок 5 и закреплены там болтами 17, Сборку пространственной паредварительно напряженной фермы .осуществляют следующим Образом, На степель, повторящий очертание нижнего пояса-затяжки 6, раскладыва ют металлическую полосу с обработанными концами и кромками, с просверленными отверстиями и установленными необходимыми крепежными деталями. Нижний 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1ех = - (гх хуОу)Егде е - относительная деформация в направлении оси Х;Ох - нормальные напряжения в направлении оси Х;Оу - нормальные напряжения в направлении оси У; пояс-затяжку 6 частично скрепляют с поперечными траверсами 12 высокопрочными болтами 14. Затем устанавливают фиксаторы-карманы 15 и осуществляют окончательную затяжку высокопрочных болтов, После этого выставляют распорки 7, закрепляют на них и на поясе-затяжке 6 наклонные стержни 10 и расчаливают их перекрестными раскосами 11. Далее на большие основания 8 распорок 7 укладывают гибкие арки 5, а их концы размещают в фиксаторах-карманах 15, После закрепления этих арок производят укладку ребристых плит 2 и соединяют их друг с.другом и с гибкими арками 5, На завершающем этапе сборки фермы наклеивают гидроизоляционный ковер 4, Специальных технологических операций по предварительному напряжению фермы не осуществляют,Конструкция работает следующим образом.Вертикальные нагрузки, действующие на пространственную предварительно напряженную ферму, передаются на ребристые плиты 2, а с них на гибкие арки 5 и вертикальные распорки 7. От гибких арок 5 и распорок 7 нагрузки передаются на нижний пояс-затяжку 6 и вызывают в ней появление растягивающих усилий. Действу-, ющие в продольном направлении усилия.3 вызывают, удлинение пояса-затяжки 6 на величину ЬХ, а это в свою очередь обусловливает увеличение прогиба фермы, При этом, чем больше это удлинение, тем больше прогиб, Величина продольной деформации Л Х существенно уменьшается за счет появления растягивающих сил Р, приложенных в поперечном направлении к поясу-затяжке 6, Эти силы Р возникают за счет распора, возникающего вследствие наклона стержней 10 к образующей поверхности пояса-затяжки 6. При этом, чем меньше угол наклона стержня 10 и чем больше усилие в распорке 7, тем больше величина этого распора, а следовательно, и усилия Р. Из обобщенного закона Гука для плоской задачи следует, чтоРх, - коэффициент Пуассона;Е - модуль упругости материала.Из приведенного выражения видно, что величина,.;н: х удет уменьшаться при увелиот действия сил Р, Если б =Рх = РхуОу, ТО Эти деформации вообще будут равны О, т,ехх=О, и, следовательно, ЛХ=-ех (где длина, т,е. длина нижнерастягиваемого элемента, т,е. дли " го пояса-затяжки 6) также будет равна О, чтости нижнего означает отсутствие податливости пояса-затяжки 6. Это в конечном ит во иткм итоге прид уменьшению деформативности фермы вообще и уменьшению ее и оги частност,.и.15Таким об ар зом, предварительное наи конструкпряжение фермы предложенной к ции осуществляется автоматически, этом ипоявляется эффект самонаки, принапряжения без каких-либо трудозатрат.20 Формула изобретения П ространственная предварительно напряженная ферма, включающая верхний пояс с утеплителем и гидроиэоляционным ко- вро,нижнии пояс-затяжку в виде тонкой полоные траверсы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью уменьшения деформативности и трудоемкости предварительного,напряжения конструкции, верхний пояс выполнен иэ шарнирно сопряженных друг с другом ребристых плит, уложенных на гибкие а ки, распорки выполнены в виде жестких дисков трапецеидальной формы, примыкающих большим основанием к верхнему поясу, а меньшим тяжкой посредством наклонных стержней с возможно тн стью поворота относительно оси, перпендикулярной к плоскости распорок,.8. О Фиг,8 2Составитель Н,Сутырина ор А,Долинич Техред М.Моргентал Ре рректор Л,Бески Заказ 907 Тираж 424 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5