Устройство для регулирования усилий в стержнях структурных плит покрытия здания

Изобретение относится к области строительства, а именно к вопросам регулирования усилий в элементах покрытий, выполненных из структурных плит типа "Кисловодск", "МАРХИ". Технический результат изобретения направлен на расширение возможности регулирования усилий во всех стержнях структурной плиты, как в поясах, так и в решетке, и повышение надежности покрытий при наличии в них как явных, так и скрытых дефектов. Устройство состоит из вантовой сети, прикрепленной в узлах пересечения к коннекторам нижнего пояса. Крайние ванты сети проходят через оголовки пилонов и закрепляются во внешних узлах примыкающих к колоннам угловых стержней нижнего пояса. Кроме регулирования усилий предварительно напряженная вантовая сеть повышает надежность конструкции, предотвращая падение даже аварийных стержней структуры. Возникающие дополнительные усилия в крайних угловых стержнях нижнего пояса компенсируются увеличением сечения их путем прикрепления швеллеров. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Устройство относится к области строительства, а именно к металлическим конструкциям покрытий, выполненных из структурных плит типа "Кисловодск", имеющих нижние и верхние ортогональные пояса, расположенные в горизонтальных плоскостях, связанные наклонной решеткой и выполненные из труб, соединенных в узлах при помощи коннекторов.

Несущая способность подобных покрытий на расчетную нагрузку обеспечивается при условии высокой культуры производства на всех стадиях: при изготовлении, монтаже конструкций и устройстве кровли. Повышенную чувствительность к точности и качеству изготовления и монтажа можно отнести к недостаткам структурных покрытий. Кроме того, в указанных конструкциях зачастую имеются скрытые дефекты [1], в частности отсутствие сварки фланца со стержнем (сварной шов смещен от места стыка), которые могут привести к отказу в работе стержней структурной плиты. Эти дефекты особенно опасны для растянутых элементов.

Известен метод регулирования усилий в плоских фермах путем введения затяжек по нижнему поясу [2].

Однако такое техническое решение может привести к потере устойчивости нижнего пояса, не раскрепленного "из плоскости фермы".

Наиболее близким по совокупности признаков к изобретению является устройство для перераспределения и регулирования усилий в элементах структурных плит покрытий зданий [3]. В известном техническом решении в виде перекрестно расположенных затяжек, прикрепленных к установленной на колонны структурной плите, имеющей ортогонально расположенные трубчатые стержни верхнего и нижнего поясов, а наклонные стержни решетки соединены в узлах посредством коннекторов, затяжки позволяют осуществлять регулирование усилий в отдельных растянутых стержнях.

Однако использование такого устройства ограничивает область регулирования усилий в стержнях структурных плит и, следовательно, не исключает отказа в работе растянутых либо сжатых стержней поясов и решетки.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение возможности регулирования усилий во всех стержнях структурной плиты, как в поясах, так и в решетке и, следовательно, повышение надежности пространственных структурных плит типа "Кисловодск", при наличии в них как явных, так и скрытых дефектов, а также расширение области их использования.

Технический результат достигается за счет использования дополнительных затяжек в виде вантовой сети, прикрепленной к установленной на колонны структурной плите, с ячейками, соответствующими ячейкам нижнего пояса структурной плиты, к коннекторам которой прикреплены узлы пересечения вант, крайние из которых пропущены через оголовки пилонов, установленных на колоннах, и закреплены в коннекторах внешних узлов угловых стержней нижнего пояса, примыкающих к колоннам, при этом указанные угловые стержни снабжены швеллерами, обладающими значительной надежностью и универсальностью способов регулирования усилий во всех элементах структурной плиты в пределах ее габаритов.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что устройство для регулирования усилий в стержнях структурных плит выполнено в виде вантовой сети с ячейками, соответствующими ячейкам нижнего пояса структурной плиты, к коннекторам которой прикреплены узлы пересечения вант, обладающие значительной надежностью и универсальностью способов регулирования усилий во всех элементах структурной плиты в пределах ее габаритов.

Выполнение устройства для регулирования усилий в стержнях структурных плит покрытия зданий в виде вантовой сети с ячейками, соответствующими ячейкам нижнего пояса структурной плиты, к коннекторам которой прикреплены узлы пересечения вант, крайние из которых пропущены через оголовки пилонов, установленных на колоннах, и закреплены в коннекторах внешних узлов угловых стержней нижнего пояса, примыкающих к колоннам, при этом указанные угловые стержни снабжены швеллерами, позволяет получить в сравнении с известным техническим решением новые свойства, заключающиеся в создании вантовой сети с ячейками, соответствующими ячейкам нижнего пояса структурной плиты, к коннекторам которой прикреплены узлы пересечения вант, крайние из которых пропущены через оголовки пилонов, установленных на колоннах, и закреплены в коннекторах внешних узлов угловых стержней нижнего пояса, примыкающих к колоннам, при этом указанные угловые стержни снабжены швеллерами.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - поперечный разрез фиг.1; на фиг.3 - вариант узла крепления сети к структурной плите; на фиг.4 - усиление сжатых стержней; на фиг.5 - поперечный разрез фиг.4; на фиг.6 - размещение вантовой сети в сблокированных структурных плитах; на фиг.7 - разрез фиг.6.

Устройство (фиг.1 и 2) состоит из вантовой сети 1 с ячейками, соответствующими ячейкам нижнего пояса 3, прикрепленной в узлах пересечения к коннекторам 2 нижнего пояса 3 структурной плиты 4, включающей также верхний пояс 5 и раскосы 6. Крепление вантовой сети 1 к коннекторам 2 может осуществляться при помощи болта 7 и накладок 8 (фиг.3). Крайние ванты 9 сети 1 проходят через оголовки 10 пилонов 11, установленных на колоннах 12 здания (фиг.1 и 2), и закрепляются в коннекторах внешних узлов примыкающих к колоннам 12 угловых стержней 13 нижнего пояса 3 структурной плиты 4. Швеллеры 14, усиливающие угловые стержни 13 нижнего пояса 3, прикрепляются к ним болтами 15 с помощью хомутов 16.

В зданиях с покрытием из сблокированных структурных плит (фиг.6 и 7) вантовая сеть выполняется единой между крайними колоннами всего блока структурных плит.

Устройство работает следующим образом: после монтажа пилонов 11 с оголовками 10 на колонны 12 здания концы крайних вант 9 сети 1 закрепляются во внешних узлах примыкающих к колоннам 12 угловых стержней 13 нижнего пояса 3 структурной плиты 4. Для регулирования усилий в стержнях 3, 5, 6 структурной плиты 4 производится закрепление остальных узлов сети 1 к коннекторам 2 нижнего пояса 3 при помощи накладок 8, натяжение вант любым известным способом и окончательная затяжка болтов 7. При натяжении вант в элементах структурной плиты значительно снижаются растягивающие усилия, а часть элементов становится сжатыми, что повышает надежность в работе дефектных растянутых стержней. Кроме регулирования усилий предварительно напряженная вантовая сеть 1 повышает надежность конструкции в целом, предотвращая падение даже аварийных стержней структуры. Возникающие дополнительные усилия в крайних угловых стержнях 13 нижнего пояса 3 компенсируются увеличением сечения их путем прикрепления швеллеров 14 с помощью хомутов 16 и болтов 15.

В сравнении с прототипом предлагаемое размещение предварительно напряженной сети в пределах габаритов структурной плиты позволяет регулировать усилия во всех элементах и использовать это решение при реконструкции производственных зданий, оборудованных подвесными кранами, без остановки технологических процессов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. А.С.Щеглов, И.П.Сигаев, А.В.Панин, А.Н.Аверин. Отказы в работе структурных плит типа "Кисловодск". В кн. Труды международной научно-технической конференции "Проблемы строительного и дорожного комплексов". - Брянск, 16-19 ноября 1998, с.344-347.

2. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий / А.И.Кикин, А.А.Васильев, Б.Н.Кошутин и др.; Под ред. А.И.Кикина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Сройиздат, 1984, рис.IV.3.

3. Рекомендации по проектированию структурных конструкций / Центр. н.-и. ин-т строительных конструкций им. Кучеренко. - М.: Стройиздат, 1984, рис.1.3, а, б.

1. Устройство для регулирования усилий в стержнях структурной плиты покрытия здания, содержащее затяжки, прикрепленные к установленной на колонны структурной плите, имеющей ортогонально расположенные трубчатые стержни верхнего и нижнего поясов, наклонные стержни решетки, соединенные в узлах посредством коннекторов, отличающееся тем, что затяжки выполнены в виде вантовой сети с ячейками, соответствующими ячейкам нижнего пояса структурной плиты, к коннекторам которой прикреплены узлы пересечения вант, крайние из которых пропущены через оголовки пилонов, установленных на колоннах, и закреплены в коннекторах внешних узлов угловых стержней нижнего пояса, примыкающих к колоннам, при этом указанные угловые стержни снабжены швеллерами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что швеллеры прикреплены к угловым, примыкающим к колоннам трубчатым стержням с помощью хомутов на болтах.