Пространственный блок сооружения

(51) М. Кл.з Е 04 В 1/348 Е 04 Н 1/12 Гесудерствеиимв кемитет Опубликовано 07.10.82. Бюллетень37Дата опубликования описания 17.10.82ло делам иэебретеиий и аткрмтий(72) Автор изобретения Б. П. Пасынков Уральский электромеханический институт инжене ов железнодорожного транспорта(54) ПРОСТРАНСТВЕННЫЛ БЛОК СООРУЖЕНИЯ 1Изобретение относится к строительству, преимущественно к пространственным конструкциям пролетных строений транспортерных галерей, объединяюших несущие и ограждающие функции.Известны пространственные блоки про- з летных строений галерей, состоящие из сборной оболочки, выполненной из панелей, поперечных рамок и продольных несущих ребер 11. 1 ООднако эти блоки-оболочки обладают очень большой металлоемкостью и трудоемкостью изготовления, пониженной жесткостью и недостаточной герметичностью вследствие нерациенального прямоугольного сечения блока и слабой взаимной связи между 1 несущими и ограждающими элементами в поперечном сечении блока-оболочки. Здесь ограждающие конструкции (утеплитель и внутренние обшивки) практически не участвуют в работе и не повышают несущую спо 20 собность основных несущих конструкций блока. Кроме того, при одностороннем расположении поперечных и продольных ребер очень трудно избежать в утепленных панелях мостиков холода. 2Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является пространственный блок сооружения, включающий панели покрытия, пола и стен и напрягающие элементы. Напрягаюшие элементы выполнены в виде гибкой эластичной обшивки из самонапрягающегося материала, концы которой закреплены по периметру панели пола 12.При этом панели пола оказываются не- напряженными, а степень предварительного напряжения панелей стен и перекрытия является слаборегулируемой и ограничивается усадкой малопрочной, нежесткой оболочки из стеклоткани. В связи с этим пространственный блок получается негерметичным по перекрытию, недостаточно прочным и нежестким как в поперечном, так и в продольном направлениях.Применение таких блоков-оболочек целесообразно лишь при небольших внешних нагрузках и малых размерах самого блока, когда ширина и высота блока равны длине соответствующей панели. Использование длинномерных панелей, располагающихся вдоль блока, здесь невозможно из-за отсутствия поперечных рамок, которые бы мог964082 1 О 15 2 О 25 ЗО 35 40 50 55 ли удерживать панели в проектном положении,Цель изобретения - повышение прочности блока, герметичности стыков и снижение трудоемкости изготовления.Поставленная цель достигается тем, что в пространственном блоке сооружения, вклю- чающем панели покрытия, пола и стен и напрягающие элементы, последние выполнены в виде внутренних жестких и наружных жестких или гибких рамок,.а панели блока заключены между рамками и соединены одна с другой через уплотнительные прокладки, при этом панели пола и потолка расположены с образованием свода и дополнительно напряжены посредством горизонтальных затяжек.Также с целью обеспечения совместной работы рамок с панелями, жесткие элементы рамок соединены с панелями по площади их контакта, а уплотнительные прокладки выполнены из стеклоткани, пропитанной полимерным связующим. На фиг. 1 изображен предлагаемый про странственный блок, внешний вид; на фиг, 2 -боковой фасад, вид на стену; на фиг. 3 -разрез А- -Л на фиг. 2; на фиг, 4 -- сечение Б - Б на фиг. 2. Пространственный блок сооружения включает панели покрьггия 1, перекрытия 2 и стен 3, которые на основе жестких внутренних 4 и наружных 5 рамок собраны в виде короба, имеющего вертикальные стены и выпуклые покрытие 1 и пол 2. Между панелями в швах размещены уплотнители 6, смазанные клеем. Наружная рамка 5 - сборная и состоит из нескольких элементов 7 с фланцами 8 по концам для соединения элементов между собой при помощи стяжных болтов 9. Наружные рамки 5 могут быть выполнены как из жестких 7, так и из гибких 1 О элементов, а внутренние рамки 4 должны быть полностью жесткими. При этом на одном блоке несколько наружных рамок 5 (обычно не менее 2-х) могут быть жесткими,а все остальные - частично или полностью гибкими, Из соображений более простого соединения блоков между собой по длине,крайние наружные рамки 5 должны быть жесткими и прикреплены к панелям 1 - 3. В местах передачи усилий от напряжения рамок 5 должны быть предусмотрены элементы 11. распределяющие нагрузку по площади. Жесткие элементы рамок 4 и 5 лучше выполнять из металла трубчатой формы сечения, а гибкие элементы 10 и 12 - из круглой стали или тросов. Сечения и размеры элементов рамок 4 и 5 (7 и 10) можно легко унифицировать. Панели 1 - 3 могут быть как утепленные, так и неутепленные 1 лучше трехслойные с двумя обшивками,обрамлением и средним слоем). Очень важ -но, чтобы панели могли воспринимать сжимающие усилия, действующие в поперечном направлении в плоскости панели, и не только от предварительного напряжения, но и в период эксплуатации, когда вертикальные внешние нагрузки, действующие на блок будут во всех панелях 1 - 3 увеличивать эти усилия, активно вовлекая их в совместную работу блока. Влагодаря надежной совместной работе всех панелей в сечении пространственного блока как единого целого, панели1 - 3 могут быть выполнены однотипными,легкими, с минимальным расходом конструкционного материала, обеспечивая при этом повышенную жесткость блока в целом, Размеры панелей могут быть унифицированы и приняты с учетом габаритов транспортных средств.Дополнительное поперечное сжатие панелей покрытия 1 пола 2 в процессе эксплуатации от внешних вертикальных нагрузок достигается благодаря принятому расположению их в поперечном сечении блока по выпуклым линиям в виде пологих арок. Это позволяет лучше обеспечить геометричность пола и кровли и повысить долговечность и надежность работы гидроизоляции. Кроме того, принятая форма сечения блока позволяет за счет предварительного напряжения рамок создать в жестких поперечных рамках разгружающие изгибающие моменты, т.е, моменты противоположного знака изгибающим моментам, возникающим от внешней вертикальной нагрузки. Таким образом создается возможность оптимально регулировать усилия в жестких несущих элементах поперечных рамок и обеспечивать работу их совместно с панелями Принятая форма арочного расположения панелей пола 2 и покрытия 1 позволяет осуществлять дополнительное предварительное напряжение с помощью затяжек для верхнего ригеля 13 внутренней рамки 4 и нижнего ригеля 14 наружной 5 рамки. Дополнительное , предварительное напряжение жестких ригелей 13 и 14 рамок 4 и 5 при помощи затяжек 10 и 12 из высокопрочного материала особенно целесообразно при больших пролетах блока в свету, когда вертикальные нагрузки, передающиеся от панелей пола 2 и кровли 1, вызывают очень боль 45 шие изгибающие моменты в середине пролетов этих ригелей. Напряжение следует начинать с верхнего ригеля 13 затяжкой 12 внут ренней рамки 4, а затем напрягать элементы7, 10 и 14 (внешних) наружных рамок 5, При этом деформации обжатия и растяжения всех напрягаемых элементов блока должны быть рассчитаны или установлены опытным путем и учтены прн назначении размеров рамок 4 и 5 и их элементов 7, 1 О и 12 в соответствии с размерами и формой поперечного сечения короба-блока, шириной панелей 1 - 3 толщиной прокладок 6 и др.Форма поперечного профиля покрытия 1 и перекрытия 2 блока может быть выполнена либо в виде треугольной или круговой,симметричной арки со стрелой подъема в середине, обеспечивающей уклоны (стоки в обе стороны) не менее 3 - 5/ Конкретновысота подъема арки (свода) для покрытияи пола определяется экономическими соображениями,конструктивными требованиями, назначением и условиями эксуплуатации блока.Пространственные блоки-оболочки предлагаемой конструкции могут быть выполнены любых размеров по длине и сечению. Однако из условий транспортировки элементов(особенно панелей 1 - 3) и оптимизации поперечного сечения стенок блока по прочности и жесткости, наиболее целесообразнаядлина блока от 6 до 50 м. При этом длябольшего требуемого поперечного сечения 15блока соответствует большая длина блока.Шаг поперечных рамок 4 и 5 размерысечений их элементов 7 и 1 О и элементовпанелей 1 - 3 устанавливается по расчетуот внешних нагрузок с учетом предварительного напряжения элементов и совместной работы их, как единого целого пространственного блока-оболочки.Блоки особенно целесообразно применятьв составном виде для пролетных строенийтранспортерных галерей (эстакад) выполняемых по схеме вантовых систем с минимальным количество внешних стоечных опорнапример, всего с одной стоечной опорой,и одним расположенным на ней пилоном.В этом случае пролетное строение собирается по длине из однотипных пространствен- З 0ных блоков данной конструкции, длина которых равна или кратна шагу вант, подвешивающих пролетное строение к пилону.Соединенные между собой блоки, и подвешанные.вантами к пилону, образуют неразрезную балку жесткости, коробчастого сечения, на упругих опорах-вантах.Соединение блоков между собой можетвыполняться впритык через наружные 5 ивнутренние 4 жесткие рамки посредствомих стягивания высокопрочными болтами, 40или сварки или др. комбинированными способами. При соединении блоков через рам- .ки 4 и 5 последние должны быть прикреплены к панелям 1 - 3 или соединены несущимиэлементами в углах по всей длине блока между собой,Внутренние рамки 4 используются дляустановки станин (рам) конвейеров, подвешивания монорельсов, промпроводок, отопительных приборов и др. коммуникаций,располагающихся в галерее. 50Ванты, поддерживающие блоки в проектном положении, могут крепиться к наружнымжестким рамкам 5, расположенным в местах стыка смежных блоков, где образуются,после соединения блоков, спаренные рамки,большой жесткости и прочности.55Посредством искусственного изменениянатяжения вант в неразрезной балке, коробчатого сечения, образованной пространственными блоками, можно регулировать изгибающие момента в ее сечениях по длине и добиться равных или почти равных условий работы для всех пространственных блоков, составляющих пролетное строение галереи. Такое решение открывает возможность изготовлять пространственные блоки с минимальным расходом конструкционного материала, повышенной прочности и жесткости из однотипных стандартных панелей 1 - 3 и элементов рамок 4 и 5 реально обеспечивая тем самым межотраслевую унификацию всех элементов, индустриальное заводское изготовление и комплектную поставку их к месту строительства галерей (эстакады).Снижение трудоемкости и материалоемкости конструкций сборного пространственного блока при одновременном повышении его прочности, жесткости, герметичности н надежности в работе по сравнению с известным решением, достигается за счет использования рационального поперечного сечения оболочки-блока и регулируемого предварительного напряжения всех элементов в поперечном сечении при наличии двойных поперечных рамок 4 и 5, что обеспечивает совместную их работу, как единого целого, и позволяет применять высокопрочные конструкционные материалы вместе с эффективыми монолитными утеплителями.фориула изобретения1. Пространственный блок сооружения,включающий панели покрытия пола и стени напрягающие элементы, отличающийсятем, что, с целью повышения прочности блока, герметичности стыков и снижения трудоемкости изготовления, напрягающие элементы выполнены в виде внутренних жестких инаружных жестких или гибких рамок, а панели блока заключены между рамками исоединены одна с другой через уплотнительные прокладки, при этом панели пола ипотолка расположены с образованием сводаи дополнительно напряжены посредствомгоризонтальных затяжек.2. Блок сооружения по п. 1, отличающися тем, что, с целью обеспечения совместнойработы рамок с панелями, жесткие элементырамок соединены с панелями по площадиих контакта.3. Блок сооружения по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительные прокладки выполнены из стеклоткани, пропитанной полимерным связующим.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Металлические транспортерные галереи пролетами 50 м и более. Технические решение. Ленпростройпроект. Л. О ЦНИИпроектстальконструкция, шифр М - 24 - 855732 Т. - Л., 1977, с. 4,33,2. Авторское свидетельство СССРМо 526697 кл. Е 04 Ч 192, 1974.,Со акаренко В 1303илиал едактор Е. Кипи аказ 7 1 64/1 Составитель И. ЕрТехред А. БойкасТираж 724ИПИ Государственного копо делам изобретений иМосква, Ж - 35, РаушскППП Патент, г, Ужгород итета ткрыт я наб, ул. П рректор Ю.дписноеСССРйд. 4/5роектная, 4