Предварительно напряженная пространственная конструкция

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 270281 (21) 3253342/29-33с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Опубликовано 15.12.82 Бюллетень М 46 Я) М Кп 3 Е 04 В 7/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 151282(72) Авторы изобретения Ю.В. Ким и Г,П. Епифанов Саратовский политехнический институт(54) ПРЕДВАРИТЕЛЬНОНАПРЯЖЕННАЯ ПРОСТРАНСТВЕННАЯКОНСТРУКЦИЯ Изобретение относится к наземному строительству, и может быть использовано при строительстве сборно-разборных подмостей, мостов и покрытий зданий.Известна структурная плита покрытия, включающая верхнюю и нижнюю плоскости, образованные поясами перескрестных ферм, и имеющая стойки в узлах пересечения ферм, в которой часть ферм выполнена раскосными и имеют решетку, выходящую иэ плоскости ферм и Ориентированную по диагоналям параллелепипедов, образованных поясами и стойками. При этом раскосы, образующие структуру плиты, выполнены иэ арматурных стержней и соединены между собой в центре йараллелепипеда посредством приваренных к ним пластин 1 1. Недостатками данной конструкции являются малая несущая способность и значительная трудоемкость монтажа.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемой конструкции является предварительно напряженная пространственная конструкция, образованная иэ параллелепипедов, включающих плиты верхнего пояса, горизонтальные стержни нижнегопояса, стойки, крестовые винтовыераскосы и узловые соединения нижнего и верхнего поясов в виде анкерных стаканов с гранями, снабженными цилиндрическими выступами 12).Недостатком данной конструкцииявляется высокая трудоемкость монтажа и сложность преднапряжения конструкции.Цель изобретения - снижение трудоемкости монтажа и упрощение преднапряжения конструкции.Поставленная цель достигаетсятем, что в предварительно напряженной пространственной конструкции,образованной из параллелепипедов,включающих плиты верхнего пояса, горизонтальные стержни нижнего пояса,стойки, крестовые вантовые раскосыиузловые элементы нижнего и верхнего поясов в виде анкерных стаканов с гранями, снабженными цилинд рическими выступами, стойки выполнены трубчатыми с воэможностью изменения длины и закреплены на цилиндрических выступах анкерных стаканов,а крестовые ванты расположены по З 0 диагоналям параллелепипеда и по50 диагоналям каждой из вертикальных граней последнего.На фиг. 1 изображен фрагмент конструкции, вид в плане; на фиг. 2 фасад конструкции; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 в аксонометрия углового пространственного элемента конструкции в виде параллелепипеда (плита не показана).Предварительно напряженная прост ранственная конструкция содержит вертикальные Фермы 1, включающие вертикальные стойки 2, горизонтальные элементы 3 нижних йоясов, крестовые раскосы 4, верхние 5 и нижние б узловые соединительные элементы и сборные прямоугольные в плане плиты 7, выполняющие роль верхних поясов ферм, и наклонные Фермы 8, включающие горизонтальные элементы 3 нижних 20 поясов, крестовые раскосы 9, верхние и нижние б узловые соединительные элементы и плиты 7, выполняющие роль верхних поясов ферм.Верхние узловые соединительные элементы 5 выполнены в виде квадратных в плане металлических анкерных стаканов, боковые грани которых служат односторонними упорами для плит 7. Верхние анкерные стаканы 5 снабжены опорным столиком 10, предназначенным для опирания плит 7, и цилиндрическим выступом 11, на который навинчена трубчатая стойка 2.Нижние узловые соединительные элементы б выполнены в виде квадратных в плане металлических анкерных стаканов, верхняя и боковые грани которых снабжены выступами 12, предназначенными для фиксирования одностороннего упора элемента 3 нижних 40 поясов и стойки 2 в грани анкерного стакана. Крестовые раскосы 4 вертикальныхконтурных ферм 1 выполнены в виде 45предварительно напряженных вант,изготовленных из высокопрочных тросов и заанкеренных концами в диагонально расположенных верхних 5 инижних б анкерных стаканах,Крестовые раскосы 9 наклонныхферм 8 расположены на диагоналяхпрямоугольного параллелепипеда, образованной сборной плитой 7, стойками 2 и элементами 3 нижних поясов,и выполнены в виде предварительнонапряженных вант, изготовленныхиз высокопрочных тросов и заанкеренных концами в диагонально расположенных верхних 5 и нижних б анкерных стаканах.бОСтойка 2 представляет собой металлическую круглую трубу, имеющую наверхнем конце внутреннюю резьбу,а в средней части местное усилениеи сквозное отвеостие 13, используе мое при вывинчивании стойки 2 на определенную Фиксированную конструктивно величину в процессе предварительного напряжения конструкции.Объединение всех сборных элементов в геометрически неизменяемую систему осуществляется за счет сил предварительного напряжения конструкцйи, создаваемого путем вывинчивания стоек на определенную величину, фиксированную конструктивно.Поскольку вантовые раскосы закреплены в анкерных стаканах, а плиты, стойки и элементы нижних поясов примыкают к анкерным стаканам и являются распорками между ними, то предварительное натяжение вантовых раскосов, достигаемое вывинчиванием трубчатых стоек, вызывает предварительное сжатие плит, стоек и элементов нижних поясов. Вывинчивание стоек производится до той степени, чтобы силы предварительного натяжения раскосов превышали расчетные сжимающие усилия в раскосах, а силы предварительного сжатия плит, стоек и элементов нижних поясов превышали бы расчетные растягивающие усилия в этих элементах, возникающие на стадии монтажа и эксплуатации конструкции при неблагоприятных сочетаниях нагрузок. При этих условиях плиты, стойки и элементы нижних поясов остаются всегда прижатыми к анкерным стаканам и поэтому отпадает необходимость в постановке креплений, воспринимающих растягивающие усилия между укаэанными элементами и анкерными стаканами. Данная конструкция по ширине может иметь столько пространственных панелей, сколько потребуется их при проектировании реального сооружения.Конструкция представляет собой пространственный блок. Из таких однотипных блоков могут собираться многоэтажные подмости, либо много- пролетные мосты, или покрытие здания произвольной длины, в котором между отдельными блоками по ширине здания устраиваются Фонари.Все сборные элементы конструкции изготавливаются в заводских условиях. Анкеровка вантовых элементов в анкерных стаканах осуществляется путем распушивания концов тросов с последующей заливкой внутренней полости стакана специальным сплавом. Тросовые элементы, заанкеренные;, в стаканах, образуют единую вантовую сетку, изготавливаемую на заводе на каждое пролетное строение.Сборные элементы нижних поясов и стойки изготавливают из стальных труб. Выступы 11 и 12 анкерных стаканов имеют цилиндрическую форму поперечного сечения.Конструкция обеспечивает удобствотранспортировки сборных элементовк месту строительства как железнодорожным, так и автомобильным транспортом.Небольшой вес вантовой сетки изтросов, заанкеренных в стаканах,и небольшая длина любого сборногоэлемента, не превышающая длины панели, позволяют перевозить элементыконструкции на обычных грузовыхавтомобилях.Монтаж конструкции включает сборку на площадке пространственнойконструкции из отдельных элементов,объединяемых вантовой сеткой, объединение всех элементов конструкциив геометрически неизменяемую систему натяжением тросовых раскосов,достигаемым за счет вывинчиваниятрубчатых стоек на определенную длину, и установку собранной конструкции на опоры,Данная конструкция позволяет уменьшить трудоемкость монтажа за счет уменьшения количества операций при сборке,Так, если конструкция выполнена по схеме известной конструкции, то монтаж конструкции включает трудоемкие операции по установке на центральных учас.".к.:; петлевых вантовых раскосов стяжных хомутов. При этом установка стяжного хомута включает в себя шесть операций: установка двух тросовых раскосов, в пазы центральной прокладки, установка двух накладок, установка и завинчивание двух болтов. В конструкции, содержащей 40 пространственных панелей, потребовалась бы установка 102 стяжных хомутов, т.е.объединение сборных элементов в геометрически неизменяемую предварительно напряженную систему включает 612 операций.Объединение же сборных элементов предлагаемой конструкции в геометрически неизменяемую предварительно напряженную систему достигается за счет вывинчивания лишь 63 трубчатых стоек, т.е. включает только 63 операции, Таким образом, число операций в данном случае уменьшается почти в 10 раз. Уменьшение трудоемкости монтажаконструкции приводит к сокращениюсрОков строительства сооружения.К достоинству предлагаемой пространственной предварительно напряженной структурной конструкции следует отнести повышенную пространственную жесткость, достигаемуюпутем пространственного расположения вантовых раскосов.10 Поточное высококачественное изготовление сборных элементов конструкции на специализированных заводах,удобство транспортировки сборныхэлементов к строительной площадке 35 железнодорожным или автомобильнымтранспортом, практически минимальноечисло простых операций при сборкеконструкции, позволяющее производить как монтаж, так и демонтаж про 2 р летного строения в чрезвычайно короткие сроки определяют высокие технические достоинства предлагаемойконструкции.Формула изобретенияПредварительно напряженная пространственная конструкция, обраэо- ЗО ванная из параллелепипедов, включающих плиты верхнего пояса, гориэон"тальные стержни нижнего пояса, стойки, крестовые вантовые раскосы и узловые элементы нижнего и верхнегопоясов в виде анкерных стаканов сгранями, снабженными цилиндрическимивыступами, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью снижения трудоемкости монтажа и упрощения преднацряжения конструкции стойки выполнены 46 трубчатыми составнь с возможностьюизменения длины и закреплены нацилиндрических выступах анкерныхстаканов, а крестовые ванты расположены по диагоналям параллелепипе да и по диагоналям каждой иэ вертикальных граней последнего.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЮ1. Авторское свидетельство СССР9 365444, кл, Е 04 В 5/14, 1971.2. Авторское .свидетельство СССРР 727780, кл. Е 04 В 7/14, 1976.981532 Составитель В. ВиниченкоВоловик Техред Л. Пекарь Корректор О. Била еда Заказ 9657/45/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна ТирВНИИПИ Госупо делам и113035, Мос ж 724арственобретенва, ЖПодписитета СССытийая наб го коми и откРаушс