Вантовая ферма

Совэ Сфветскик Социалистических республикОп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 090376 (21) 2331553/29-33 с присоединением заявки М 2522665/29-33 Е 04 С 3/10 Государственный комитет СССРно аелам изобретений и открытий(72) Авторизобретения Ю,В. Гайдаров Ленинградский ордена Ленина институт инженеровжелезнодорожного транспорта им. акад. В.Н. Образцова(54) ВАНТОВАЯ ФЕРМА Изобретение относится к строительным конструкциям и предназначена для использования в покрытиях зданийбольших пролетов. 5 Известно, что .в покрытиях общественных и специального назначения промышленных зданий все чаще и чаще используют различные вантовые системы, характеризующиеся большой архи,тектурной выразительностью, позволяющие эффективно использовать высокопрочные стали и имеющие, по сравнению с другими, наименьший вес и . стоимость. Однако обычные вантовые 15 системы (Фермы, сетчатые покрытия двоякой кривизны) для погашения распора нуждаются в устройстве оттяжек и специальных фундаментов для их анкеровки, либо материалоемких контро форсов или опорного контура, причем последнее решение относительно эффективно лишь для круглых и овальных в плане зданий, Что касается оттяжек и;контрофорсов то они, кроме от меченных недостатков, загромождают территорию вокруг здания.Известна вантовая Ферма, включающая распорку с расположенными по ее цлине поперечными стойками, концы 30:которых охвачены гибкими затяжками закрепленными на концах распоркиЦВ этой ферме гибкие затяжки, проходящие ниже распорки, являются несущими поясами, а затяжка, проходящая выше распорки, образует стабилизирующий пояс.Весь распор несущих поясов в вантовой ферме погашается распоркой, которая имеет постоянное сечение.Исследование подобных конструкций на моделях и аналитическим путем с применением ЭВМ позволило выявить два их главных недостатка: При расчетной симметричной вертикальной нагрузке несущая способность систем с распоркой постоянного сечения ограничена прочностью распорки в середине пролета. Если допускать здесь возникновение пластических деформаций, то после нескольких циклов нагружения и разгрузки неизбежны местные повреждения (искривления, трещины и т.п,);при загружении конструкции несимМетричной (снеговой) нагрузкой распорка изгибается по 5-образной кривой, и пластические деформации возникают в четвертях пролета.Борьба с этими дефектами путем равномерного увеличения жесткости распорки по всей длине приводит к тому, что гибкие пояса используются неэффективно и главная часть нагруз-, ки воспринимается распоркой, постепенно перерождающейся в обычную фермуЦелью изобретения являются повышеНие эффективности использования мате,риала фермы при несимметричныхнагруз ках, упрощение монтажа и транспортировки.Для этого вантовая ферма включает распорку с расположенными по ее длине поперечными стойками, концы кото рых охвачены гибкими затяжками, закрепленными на концах распорки, причем распорка выполнена по длине составной из нары одинаковых элементов с наибольшими изгибными жесткостями 2 О в серединах, соединенных между собой шарниром с горизонтальной осью вращения. При этом каждый из элементов распорки может быть выполнен в виде фермы со сквозной решеткой переменной высоты. Кроме того, каждый из этих элементов может быть выполнен постоянного трубчатого сечения с дополнительными затяжками, верхняя из которых проходит в отверстиях поперечных стоек, а нижняя - оперта на дйполнительные поперечные стойки.На фиг. 1 изображена вантовая ферма, элементы распорки которой выполнены в виде ферм со сквозными решетками переменной высоты, вид сбоку на фиг. 2 - сечение А-А Фиг. 1; на Фиг. 3 - шарнир с горизонтальной осью вращения в увеличенном масштабе для вантовой фермы с элементами распорки в виде ферм со сквозными ре щетками, вид сбоку; на Фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - вантовая ферма, элементы распорки которой выполнены постоянного трубчатого сечения, вид сбоку; на .Фиг. 6 - сечение Б-Б 45 фиг. 5; на Фиг. 7 - шарнир с гори- . зонтальной осью вращения в увеличенном масштабе для вантовой фермы с элементами распорки постоянного трубчатого сечения, вид сбоку; на фиг.8- Ото же, вид сверху.Вантовая ферма включает распорку 1, которая выполнена по длине составной из пары одинаковых элементов 2 и 3 с наибольшими изгибными жесткостями. в серединах. Элементы 2 и 3 соединены между собой шарниром 4 с горизонтальной осью вращеиия. На каждом элементе по длине жестко закреплены поперечные трубчатые стойки 5, концы которых охвачены гибкими Я затяжками, закрепленными на концах распорки. Гибкие затяжки, проходящие ниже распорки 1, образуют гибкие несущие пояса 6 вантовой Фермы, а гибкая затяжка, проходящая выше распор- у ки, образует гибкий стабилизирующий пояс 7 фермы. Гибкие затяжки изготовлены из высокопрочной стали. Концы трубчатых стоек 5, расположенных в одной поперечной распорке плоскости, соединены между собой связями 8.Соединение стоек с поясами производится посредством обрезков труб 9,внутри которых проходят затяжки, асечения, в которых стойки прикреплены к распорке, усилены диафрагмами 10,Возможны различные варианты конструкции элементов распорки с наибольшими изгибными жесткостями в серединах.Каждый из элементов распорки (первый вариант)выполнен в виде пространственной фермы 11 со сквозной решеткой переменой высоты. Шарнир, соединяющий между собой элементы распорки, выполнен в виде стального листа 12, приваренного к торцевым час".тям элементов. Наличие шарнира позволяет уменьшить изгибную жесткость исечения распорки в пролете и околоопор 13 и 14.При такой конструкции вантовой фермы ее изготовление и предварительноенапряжение осуществляется обычнымиметодами и не вызывает каких-либоосложнений. Эксплуатация также достаточно проста и надежна. Расходстали в зависимости от пролета и соотношения постоянной и временной нагрузки, как показали расчеты, посравнению с прототипом, снижается неменее чем на 10.Каждый из элементов распорки (второй вариант) выполнен в виде трубы15 постоянного сечения, усиленной дополнительными затяжками, расположенными в вертикальной плоскости. Верхняя дополнительная затяжка 16 проходит в отверстиях 17 поперечных стоек 5, а нижняя 18 - оперта на дополнительные поперечные стойки 19, про-ходя через соединенные с ними отрезки труб 20. Расстояние между элементом распорки и ее дополнительными затяжками увеличивается по параболическому закону к четверти пролета. Шарнир между элементами распорки представляет собой стальной лист 21, который пропущен в прорези в торцовойчасти каждой трубы 15 и приварен кстенке трубы и к заглушке 22,При больших пролетах и нагрузкахэтот вариант может дать еще большую,чем в первом варианте, экономию сталидо 20.формула изобретения1. Вантовая Ферма, включающая распорку с расположенными по ее длине поперечными стойками, концы которыхохвачены гибкими затяжками, закрепленными на концах распорки, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности использования материала фермы при несимметричных нагрузках, упрощения монтажа и транспортировки, распорка выполнена по длине составной из пары одинаковых элементов с наибольшими изгибными жесткостями в серединах, соединенных между собой шарниром с горизонтальной осью вращения.2. Ферма по п. 1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что каждый из элементов распорки выполнен в виде фермы со сквозной решеткой переменной высоты.3. Ферма по п. 1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что каждый из элементов распорки выполнен постоянноготрубчатого сечения с дополнительнымизатяжками, верхняя из которых проходит в отверстиях поперечных стоек,а нижняя - оперта на дополнительныепоперечные стойки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Лвторское свидетельство СССР Р 331161, кл. Е 04 С 3/04, 1969.844721 0 Ь Составитель В. КлюкинПетрова Техред А,Ач Корректор Г. Решетни Редактор За е 4 ППП фПатент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 фил 4485/15 Тираж 765 ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва, Подписн венного комитета ССС ретений и открытий 35, Раушская наб., д