Складной каркас

(51) М Ка Е 04 В 1/343 Государственный комитет Опубликовано 15.10.80. Бюллетень 38Дата опубликования описания 25.10.80по делам иэооретений и открытий(72) А вторы изобретения Б. Г, Мухин, А. В. Киселев и В. В. Волков Ордена Трудового Красного Знамени Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций(54) СКЛАДНОЙ КАРКАС Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве каркасов складных сетчатых оболочек покрытий, например, в качестве опорных контуров распорных конструкций (куполов или вантовых систем).Известен складной каркас, состоящий из жестких плоских пересекающихся по длине стержней, образующих четырехугольные ячейки. Стержни соединены шарнирами в местах их пересечения по длине и на концах 1.Недостатками этого решения являются большая строительная высота, многоэлементность, затруднительность устройства кровельного ограждения, а также сложность узлов сопряжения складныхсэлементов, имеющих различные направления в плане, Необходимость подвижности в вертикальных плоскостях приводит к снижению жесткости в горизонтальной плоскости.Наиболее близким техническим решением является складной каркас, замкнутый в плане, содержащий жесткие, шарнирно соединенные стержни, пересекающиеся в пределах длины, по крайней мере, один раз и имеющие поперечное сечение открытого профиля 2с плоскими гранями, причем оси стержней расположены по прямолинейным образующим однополостного гиперболоида вращения, а оси шарниров направлены по нормалям к его поверхности. Стержни сопряжены друг с другом по плоскостям граней 2).При рассмотрении работы стержней напродольный изгиб в касательной плоскости к поверхности гиперболоида в расчет принимается вся длина стержня, а в перпендику 1 в лярной плоскости - длина стержня до среднего узла - узла пересечения стержней по длине, Таким образом, радиусы инерции относительно главных осей поперечного сечения профиля должны отличаться приблизительно в два раза.15 Недостатком известного складного каркаса является применение стержней открытого профиля, у которых указанные радиусы инерции примерно равны. Это приводит к применению стержней повышенной металлоем кости.Вследствие того, что в стержнях открытого профиля продольные оси не совпадают с линиями центров изгиба и отсутствует цент- рация узлов каркаса, возникают дополни- стельные изгибающие моменты, требующие повышения металлоемкости.К повышению металлоемкости приводит также необходимость предотвращения изгиб- но-крутильной формы потери устойчивости стержней открытого профиля.Цель изобретения - снижение металло- емкости за счет использования стержней замкнутого профиля.Указанная цель достигается тем, что, в складном каркасе, замкнутом в плане, содержащем жесткие, шарнирно соединенные стержни, пересекающиеся в пределах их длины, по крайней мере, один раз и расположенные по прямолинейным образующим гиперболоида вращения, оси пересекающихся стержней расположены в одной плоскости, причем стержни в зоне их пересечения по длине выполнены разрезными, и к концу каждого стержня прикреплена фасонка с двумя отверстиями, равноудаленными от оси стержня, при этом отверстия смежных фасонок объединены между собой, образуя параллелограмм, вершины которого совпадают с центрами отверстий, а другие концы стержней снабжены оголовками и обоймами, шарнирно соединенными между собой и установленными с возможностью поворота в плоскости пересечения осей стержней, при этом стержни соединены с оголовками посредством торсионных вставок, оси которых совмещены с осями стержней.С целью повышения удобства транспортирования шарнирные соединения могут выполняться разъемными.С целью обеспечения синхронного поворо. та оголовков относительно оси симметрии обоймы каждый оголовок может присоединяться к обойме двумя шарнирами, один из которых выполнен неподвижным относительно обоймы и оголовка, имеющим продольную ось, пересекающую ось стержня перпендикулярно к ней, а другой выполнен общим для обоих оголовков, и установлен с возможностью перемещения относительно обоймы вдоль ее оси симметрии.С целью облегчения сборки-разборки каркаса обоймы, расположенные в местах установки складного каркаса на основании, выполнены в виде опор с цилиндрической подошвой.Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематически изображены на фиг, 1 складной каркас в аксонометрии в рабочем состоянии; на фиг. 2 - средний узел пересечения стержней по длине (узел 1 фиг. 1) в разложенном виде; на фиг. 3 - тот же узел в сложенном виде; на фиг. 4 - разрез А - А бокового шарнира на фиг, 3; на фиг. 5 - нижний узел соединения стержней (узел 11 на фиг. 1), штрих-пунктирными линиями показан узел в сложенном виде; на фиг. 6 - разрез Б - Б на фиг. 5; на фиг. 7 - разрез В - В на фиг. 5, крепление торсионной вставки; на фиг. 8 - разрез Г - Г на фиг. 7; на фиг. 9, - верхний узел соединения стержней (узел 111 на фиг. 1), штрих-пунктирными линиями показан узел в сложенном виде.Складной каркас, замкнутый в плане,состоит из жестких стержней 1. В поперечном сечении стержни имеют замкнутый прямоугольный профиль. Стержни 1 пересекаются в пределах их длины, по крайней мере, один раз, и расположены по прямолинейным образующим гиперболоида вращения.Стержни шарнирно соединены между со бой.Оси пересекающихся стержней лежат водной плоскости, для чего стержни выполнены разрезными в зоне их пересечения по длине. В этом месте стержни 1 снабжены фасонками 2, двумя отверстиями, равноуда Зленными от оси стержня. Отверстия смежных фасонок 2 объединены между собой шарнирами 3, образуя параллелограмм, вершины которого совпадают с центрами отверстий.Каждая пара стыкуемых концов стержней в. верхних и нижних узлах снабжена оголовками 4 и обоймой 5. Каждый оголовок 4 присоединен к обойме 5 двумя шарнирами 6 и 7. Каждый шарнир 6 выполнен неподвижным относительно своего оголовка и обой-мы. Ось шарнира 6 пересекает ось стержня 1.А каждый шарнир 7 выполнен подвижным относительно оси симметрии обоймы, для чего обойма 5 имеет паз 8, расположенный вдоль ее оси симметрии, Каждый оголовок имеет паз 9, ось которого пересекает ось неподвижного шарнира 6. Подвижный шарнир 7 является общим для обоих оголовков и обоймы и расположен в пазу 8 обоймы и пазах 9 оголовков, Оголовки имеют возможность поворота в плоскости пересечения осей зз стержней. Нижни обоймы выполнены в виде опор с цилиндрической подошвой 10.Каждый стержень 1 соединен со своимоголовком 4 с помощью торсионной вставки 11, ось которой совпадает с осью стержня.На фиг. 5 и фиг. 9 торсионные вставки по О казаны пунктиром. Каждый оголовок 4 повернут относительно стержня 1 на угол а.При складывании-раскладывании каркаса оголовки со стержнями вращаются вокруг неподвижных шарниров, а каждый под вижный шарнир перемешается по пазу своей обоймы, обеспечивая синхронный поворот всех оголовков со стержнями относительно осей симметрии обойм каркаса, При этом угол а меняет свою величину.Использование стержней замкнутого проф филя в складном каркасе снизит его металлоемкость на 30/О, улучшив при этом внешний вид каркаса.Повышается удобство транспортирования каркаса, так как шарнирные соединения выполняются разъемными. При разъемных боковых шарнирах средних узлов обеспечивается возможность разделения каркаса на две части по высоте; что повышает компактность при перевозке. Сборку этих частей мож 77 265но производить, когда каркас находится в сложенном виде в горизонтальном положении. Затем, установить сложенный каркас в вертикальное положение, производят его раздвижку в проектное положение.Благодаря тому, что жесткость стержней на кручение определяется податливостью торсионных вставок, варьируя диаметр торсиона, можно изменить жесткость стержней на кручение, достигая тем самым оптимального соотношения между величиной сил, потребных для складывания-раскладывания каркаса, и пространственной устойчивостью заданной формы каркаса в процессе монтажа.Выполнение нижних обойм в виде опор с цилиндрической подошвой позволяет при монтаже и демонтаже каркаса уменьшить силы сопротивления основания.Формула изобретения1, Складной каркас, замкнутый в плане, включающий жесткие, шарнирно-соединенные стержни, пересекающиеся в пределах их длины, по крайней мере, один раз, и расположенные по прямЬугольным образующим гиперболоида вращения, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости за счет использования стержней замкнутого профиля, оси пересекающихся стержней расположены в одной плоскости, причем стержни в зоне их пересечения по длине выполнены разрезными, и к концу каждогостержня прикреплена фасонка с двумя отверстиями, равноудаленными от оси стержня, при этом отверстия смежных фасонок объединены между собой, образуя параллелограмм, вершины которого совпадают с центрами отверстий, а другие концы стержней снабжены оголовками и обоймами, шарнирно соединенными между собой и установленными с возможностью поворота в плоскости пересечения осей стержней, при этом стержни соединены с оголовками посредством торсионных вставок, оси которых совмещены с осями стержней.2. Каркас по и. 1, отличающийся тем,что, с целью повышения удобства транспор тирования, шарнирные соединения выполнены разъемными.3. Каркас по п. 1, отлсчающийся тем,что, с целью обеспечения синхронного поворота оголовков относительно оси симметрии обоймы, каждый оголовок присоединен к 15нобоиме двумя шарнирами, один из которых выполнен неподвижным относительно обоймы и оголовка, имеющим продол пую ось, пересекающую ось стержня перпендикулярно к ней, а другой - выполнен общим для обоих оголовков и установлен с возможностью, перемещения относительно оооймы вдоль ее оси симметрии.4. Каркас по п. 1, отличающийся тем,что, с целью облегчения соорки-разборки каркаса, обоймы, расположенные в местах установки складного каркаса на основание, выполнены в виде опор с цилиндрической подошвой. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 506690, кл, Е 04 В 37/О, 1973.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Мо 2499372/29-33, кл. Е 04 В 1/343,1977 (прототип).. Шаро ВНИИПИ Гопо делам13035, Москва Филиал ППП Па едактор Э. Шибаевааказ 6646/41 Составител Техред К, Ш Тираж 772 ударственно изобретени Ж - 35, Р ент, г. Ужь Н. Павловауфрич Корректор МПодписноего комитета СССРй и открытииаущская наб., д. 4/5город ул Проектная 4