Устройство для крепления консольной балки к несущей конструкции
Изобретение относится к строительству, а именно к упругогибким строительным конструкциям, и может найти применение при возведении различных типов зданий и сооружений, в том числе в районах повышенной сейсмичности. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение несущей способности. Устройство для крепления консольной балки 1 к стойке 2 включает упорную часть стойки, состоящую из направляющих 3 блоков качения и диафрагм 4, закрепленных с возможностью осевого перемещения вдоль стойки и имеющих с наружной стороны фиксаторы концов каната 6, состоящие из стаканов 7 с пружинами сжатия. Опорный конец балки снабжен распределительным устройством 9, состоящим из переферийных блоков и опорного пустотелого блока, соединенного с ветвями стойки посредством пропущенного через него цилиндрического шарнира 13, имеющего на концах ограничители углового перемещения балки. Опорный конец балки выполнен в виде цапфы 18, размещенной между боковинами распределительного устройства, опирающейся на его опорный блок и снабженной регулирующими блоками 19. Оголовник балки 1 выполнен составным из неподвижной части 21, стянутой напрягающими тяжами 22 с опорным блоком, и шарнирно соединенного с ней поворотного блока 23 с прижимной колодкой 24 на конце. Вдоль балки расположены обжимающие хомуты 25 с отверстиями в стенках для пропуска ветвей каната 6 и напрягающих тяжей 22. Предлагаемая упругогибкая система "консольная балка - опора (стойка)" при сохранении высокой прочности и надежности функционирования в экстремальных условиях эксплуатации позволяет экономить строительный материал, увеличивая при этом выносы консольных балок для перекрытия значительных по размерам безопорных пространств. 5 з.п.ф-лы, 12 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„Я0„„1597425
А1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H ABTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4432344/23-33 (22) 10.06.88 (46) 07.10.90. Бюл. ¹ 37 (75) М. А. Антонян, И. Я. Тямаев и 1О. С. Лебедев (53) 69.057.4:693.565.8(088.8) (56) Вахненко 11. Ф. и др. Строительные конструкции зданий и сооружений. — М.:
Стройиздат, !980, с. 378, рис. 26.
Авторскос свидетельство ГССР. № 1060773, кл. Е 04 В 5/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ
КОНСО."1ЬНОЙ БАЛКИ К НЕСУЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к строительству, и именно к упругогибким строительным конструкциям, и может найти применение при возведении различных типов зданий и сооружений, в том гисле в районах повышенной сейсмичности. Целью изобретения является расширение фуккциональ(51)5 Е 04 В 1/38, 1/58, Е 04 Н 9 02
2 ных возможностей и повышение несущей способности. Устройство для крепления консольной балки 1 к стойке 2 включает упорнук часть стойки, состоящую из направляюгцих блоков 3 качения и диафрагм 4, закрепленных с возможностью осевого перемещения вдоль стойки и имеющих с наружной стороны фиксаторы концов каната 6, состоящие из стаканов 7 с пружинами сжатия. Опорный конец балки снабжен распределительным устройством 9, состоящим из периферийных блоков и опорного пустотелого блока, соединенного с ветвями стойки посредством пропущенного через него цилиндрического шарнира 13, имекццего на концах ограничители углового перемещения балки. Опорный конец балки выполнен в виде цапфы 18, размещенной между боковина ми распределительного устройства, опирающейся на его опорный блок и снабженной регулирующими блоками 19. Оголовник балки 1 выполнен составным из неподвиж!
597425!
f(.Й (асти 21, стянутой напрягающими тя)кам и 22 с otlopHhlM блоком, и шарнирно сосдHIIeIJHoI с ней поворотного блока 23 с (рнжимной к(1:(одкой 24 на конце. Вдоль ба IKlf расночожены Обжимающие хомуты 25 с Огвсрстнями в стенках для пропуска ветвей каната 6 и напрягающих тяжей 22. ! !редлага Md)f упругогибкая система консольi «>О. i(< е Относится к строи3ельств) и .,; f;!!. применение при возведении .<><>, ж; ни и п>н>мы шленного и селья ;: е,;;-Ог:.:,
::. <3, l()(Обности. ! Н<. изображено кренленпс кон- 25
::.; >, >и ба.<> н к двухветьевой с) ойке, Об;3! <й н;;:; «а фи!. 2 -- то )t(e, узел пр:.!х>ыка : я; <и< фн<, > сечение Л вЂ” -А на фиг. и 2;
; н" 4 (ечение Б---Б на фиг. 3; на
;> ви.< В на фнг. 3; на фиг. 6 -- опорЗО ! ИФа консольной г)алки, вид сбоку, 7 «ид Г на фнг. 6; на фиг. 8 -- се- Д н < фиг. 6; 3<>, фиг. 9 -- рас,с., и i, Ih! <>(устройство, аксонометрия:
lIi . I 0 . < Оставной ОГО. loRIIHK б(3лк и, « f><>K)", lit ф: ;,.н . 12 < ечение — Е на фиг. 10. (< .". ("; i; !. <я Kp(."..3ен>!я консолы(ой ;тьевой стойк(2 включает ОЛ i. e) ОИКН, СОСТОЯ(цу>О ИЗ Н:3llpBf3олок(>в 3 качения и,tft Jt!)pdf 4, . !снных между ветвями 5 стойки 2 с 4р нч . Ню осевого переме(пения вдоль ,li, д>;а l",:а . а; 4 закреплены с HBpów", ««!u - ",ЛОРЫ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КОН. .<> Kd . !! а 6, вьшолненные в ви,:.<, Г<1, <
„,;.. < .-.„", H> . ià которые Опирак)т.:. >>3- << " н;< Kott t(d. кана tt 6. Опор.«а!< . ", алки снабж. 3 размещенным .Иафрагм,". 3 4:i <вях133 5 стойки :,>;< д(л и гельным устрои(гвом 9, состоя.: н; )п обьсдиненных боковинами 10 неподни ilhlx периферийных блоков 1 и о3!Орного l<(., >гело! О блока !2, coe;!Híeííîãî с ветвями :): i< ><ГНИ 2 посредством !рону!ценного через н(:О нилиндрического;, рliltp;I !3. концы ко::рогo вза>1модейству«)I с Ог )аничителями >" " 55 ! 4 углового перемещениЯ балки в ее веркальной плоскости. ()! pf»tIf«flite;tb 14 углового перемещения .: >)K(т быть выполнен н виде обоймы 15 с ная балка †опо (стойка) при сохранении высокой прочности и надежности функционирования в экстремалнь)х условиях эксплуатации позвол яет экономить строительный ма. териал, увеличивая при этом выносы консольных балок для перекрытия значительных по размерам безопорных пространств 5 з. п. ф-лы, 12 ил. пружиной сжатия и пальцем !6, взаимодействующим с опорным уступом 17 на конце цилиндрического шарнира 13. Опорный конец балки выполнен в виде цапфы 18, размещенной между боковинами 10, опирающейся на опорный блок 12 и снабженной регулирующими блоками 19, которые через шаровые шарниры 20 взаимодействуют с ветвями 5 стойки 2. Оголовник балки выполнен составным в виде неподвижной части 21, стянутой напрягающими тягами 22 с опорным блоком 12, и шарнирно соединенного с ней поворотного блока 23 с прижимной колодкой 24 Hd конце. Вдоль консольной балки 1 расположены обжимающие хомуты 25 с отверстиями в стенках для пропуска ветвей каната 6 и напрягающих тяжей 22. Диафрагмы 4 могут быть Bbiilo;iifeiibi из отрезков швеллера и для закрепления их положения по в ысоте стойки 2 имеют фиксаторы 26. Консольная балка может быть изготовлена, например, из тонколистового прессованного профиля, заключенного в прямоугольную трубу с образованием сечения 27 балки типа пчелиные соты. Защем;(ение витков каната 6 прижимной колодкой 24 на поворотном блоке 23 условно делит канат по характеру его работы на рабочий (в верхней зоне балки) и стабилизирующий (ниж>(яя зона участка). Разгружая консольную балку от отрицательных изгибающих моментов и воспринимая основную силу тяжести полезной нагрузки и сооственного веса конструкции, канаты 6 в верхней плоскости консоли преднапряжены на B((! Нчину, определенную расчетом, и плотно прижаты к поверхности балки обжимающимн хомутами 25. В это we время стабнлизиру Ощие канать<, работающие в нижней плоскости консоли, препятствуют ее растяжению и изгибу балки вверх в экстремальных ситуациях, например при воздействии сейсмических, динамических и других переменных нагрузок. Консольный элемент, шарнирно закрепленный посредством предлагаемого устройства к несущей конструкции, работает в основном на осевое сжатие. Этому способствует также преднапряжение его тяжами 22. 159742 Усилия от преднапряжения в рабочих и стабилизирующих участках каната 6 воспринимаются распределительным устройством 9, когда канаты, проскальзывая через его блоки, проходят, огибая регулирующие блоки 19 опорного конца балки и направляющие балки 3 опорной части стойки, и передаются на диафрагмы 4 через обоймы-гасители. Такая передача усилий с консольной балки на стойку позволяет разгрузить ее от отрицательных изгибающих моментов. Напряженные канаты, проходя через блоки распределительного устройства 9, создают в опорном блоке 12 силу, вектор которой направлен по оси консольной балки и уравновешивает силу давления балки на несущую конструкцию (стойку), обеспечивая напряженное равновесие системы. Усилия в рабочих и стабилизирующих участках каната с примерно неизменным суммарным значением направлены перпендикулярно оси стойки, однако, благодаря распределительному устройству и блокам, изменяющим их направления, передаются на горизонтальные плоскости диафрагм (швеллеров) и сжимают стойку параллельно ее оси с двух противоположных сторон. При увеличении усилий в верхней плоскости консольного элемента под действием неосновных, временных перегрузочных воздействий, поворотный блок 23 оголовника, поворачиваясь вокруг своего цилиндрического шарнира, автоматически переключает силы растяжения с верхних рабочих канатов на стабилизирующие канаты нижнего пояса. Стабилизирующие канаты, еще более напрягаясь, дополнительно сжимают верхний пояс, в них возникает сила растяжения, которая приложена к свободному концу напряженного консольного элемента, направлена вверх и поддерживает консольный элемент на весу. После снятия перегрузочных аварийных воздействий оголовник возвращается в исходное состояние напряженного равновесия. Совместная работа напряженных канатов верхнего и нижнего поясов. обусловленная подвижным элементом, делают систему самонапрягаемой и саморегулирующейся. В предлагаемой системе стойка — консольная балка действие отрицательных изгибающих моментов можно свести к минимуму путем регулируемого напряжения канатов так, что вся конструкция работает согласованно, как бионическая система. Усилия от постоянной равномерно распределенной или нескольких сосредоточенных полезных нагрузок, приложенных к консольному элементу, стремятся изогнуть его, но равнодействующая векторов двух сил (силы натяжения рабочего каната и силы тяжести от полезных нагрузок) расположена под незначительным углом в несколько градусов к оси Приподнимая свободный конец консольного элемента на лесах под расчетным углом и закрепляя концы канатов с головками 8 в стаканах 7 обойм-гасителей на нижней подвижной диафрагме 4, пропускают их через блоки 3 и 19, блоки распределительного устройства 9 и поворотный блок 23 оголовника и закрепляют на верхней диафрагме 4 стойки в обойме-гасителе. Затем на консольную балку надевают и затяги40 вают в проектных точках обжимающие хомуты 25. На стойку устанавливают гидравлические домкраты, соединяя их с подвижными диафрагмами 4 упора стойки. Опуская нижнюю дифарагму домкратом и создавая тем самым требуемое начальное 45 напр яжение в системе, фиксируют положение диафрагмы фиксаторами 26. Затем убирают леса, давая тем самым дополнительное расчетное напряжение всей системе и защемляют на поворотном блоке 23 оголовника балки витки каната прижим50 ной колодкой 24, разделяя их функционально на рабочие канаты верхнего пояса и стабилизирующие канаты нижнего пояса консольной оалки. С наружной стороны к стойке приваривают ограничители 14 углового перемещения балки (они же сигнализаторы перенапряжения конструкции) и расклинивают шарнир 28 поворотного блока 23 оголовника балки, включая его в работу (гаситель колебаний системы). 25 балки, поэтому значения изгибающих моментов в консольном элементе малы, Чем больше силы преднапряжения рабочих и стабилизирующих канатов, тем меньше угол между равнодействующей двух основных сил и центральной осью консольного элемента. Следовательно, систему можно отрегулировать за счет изменения усилий в канатах (тросах) так, что полностью устраняются изгибающие моменты и прогиб в любом месте консоли даже при значительных ее пролетах. Монтаж системы консольная балка несущая конструкция (стойка) может быть осуществлен в следующей последовательности. Опорный конец балки (цапфа 18) заправляют в распределительное устройство 9 и заваривают по контуру, после чего поднимают и навешивают на опорный цилиндрический шарнир 13. К свободному концу консольной балки приварив ают неподвижную часть 21 оголовника, соединенную с поворотным блоком 23 заклиненным шарниром 28. Неподвижную часть 21 оголовника и р " пределнтельное устройство 9 стягивают напрягающими тяжами 22, которые, пронизывая шарнир 13, упираются в опорный блок 12 распределительного устройства. 1597425 Формула изобретения 1 <к, до в ател ьность монтажа может быть )цскьлько изменена. Так, свободный конец балкl, м<) ).< т быть приподнят в конце сборки с пол)о))),ью установленных на стойке ).ядран. <ч. свих домкратов, присоединенных к .т ;)
М ))). аж системы может быть также иол,)<)с)ью осуществлен на земле с последук)и<им подъемом, полностью смонтированно) . ") <:)<: v) ) автокранами и закреплением ее гойки в фундаменте. ! р< i. )ÿ ãàåìàÿ система уп ругогибкой с) роится).ной конструкции может быть иси<, ) ьзo)iаиа в различных областях народи<и о х<1зяйства, позволяет при сохране)ll .)) «<,)сокой прочности и надежности функ< ио<) ирования в экстремальных условиях "к<)))омить строительный материал, увеличи„)в ир). этом выносы консольных балок,, <ж )!c )<)вая перекрытие значительных по, поим размерам безоиорных пространств. <)<) 1. Устройство для крепления консольной балки к несущей конструкции, преимуществе))))о к сквозной стойке, включающее закрепленный на стойке упор с фиксаторами для крепления концов стяжного напрягаюи)его каната, размещенного в обхват граней и оголовки балки, расположенные вдоль балки направляющие детали, отличающееся тем, что, с целью расширения фуl)KI)HQH3ëüíûõ возможностей и повышения ) < <. ущей способности, упор выполнен в виде неподвижных направляющих блоков качения и диафрагм, закрепленных между ветвями стойки с возможностью осевого перемещения, а фиксаторы — в виде размещенных с наружной стороны диафрагм обоймгасителей, при этом опорный конец балки снабжен размещенным между диафрагмами распределительным устройством, состоящим из объединенных боковинами неподвижных периферийных рлоков и опорного пустотело1О го блока, соединенного с ветвями стойки посредством пропущенного через него цилиндрического шарнира с ограничителями углового перемещения балки на концах, и выполнен в виде опирающейся на опорный блок цапфы, снабженной регулирующими блоками, а оголовник балки выполнен составным в виде неподвижной, стянутой напрягающими тяжами с опорным блоком части и шарнирно соединенного с ней поворотного блока с прижимной колодкой на конце. 20 2. Устрйство по п. 1, отличающееся тем, что направляющие детали выполнены в виде обжимных хомутов с отверстиями в стенках для пропуска ветвей каната и напрягающих тяг. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обоймы-гасители выполнены в виде стаканов с пружинами сжатия, а концы стяжного каната — с опирающимися на пружины головками. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулирующие блоки цапфы снабжены шаровыми шарнирами, взаимодействующими с ветвями стойки. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ограничитель углового перемещения выЗ полнен в виде обоймы с пружинкой сжатия и пальцем, взаимодействующим с цилиндрическим шарниром. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диафрагмы выполнены в виде швеллеров с фиксаторами проектного поло40 жения по высоте стойки. 1597425 1597425! 59 /425 Юдд Юад Г ФЫ2. 7 159742 > Риг. 9 155.7425 " ) ) < ТГ у < оста«итеаь H. Радковс«ий ! . дни! Ор ! .. < еп()«к ехред Л. Кравчук Корректор Н. Ренская :Заказ,3!!3! Тираж 6(N Подписное ! 5Н!!!jf(!! Г<>«. ир ..!<".;:«< ° к ни<с I!< по и» <6ре:еч<ияк < >гкрытиям при j ЕНТ С С< .Р ! j !(I:!; . М«< в;r, Ж-:!5, Раун. с< «и и;нк, д. 4<5 < и. е Ужеоро!. < I. Гата!)ииа. !!
