Каркас быстровозводимого строения

Полезная модель относится к области строительства быстровозводимых зданий и сооружений различного назначения, пригодных для различных хозяйственных, производственных и складских нужд, а также для использования под спортивные, развлекательные цели и прочие нужды.
Известна быстросборная каркасно-тентовая конструкция (патент РФ на полезную модель №77883, дата публикации 10.11.2008, МПК E04B 1/342). Конструкция содержит каркас, состоящий из прямоугольного в плане основания, полукруглых ферм, соединенных между собой обрешеткой, и ветровых стоек - по две на каждый торец конструкции, и тент ПВХ, при этом между ветровыми стойками закреплены направляющие, выполненные с возможностью установки створок раздвижной двери, отличающаяся тем, что каждая ферма состоит из трех частей: средней и двух боковых, выполненных в виде опорных стоек и части кровли, причем обрешетка выполнена с возможностью крепления к ферме с помощью Г-образного уголкового соединения на обрешетке и петлевого соединительного элемента фермы, а опорные стойки соединены по диагонали жесткостными элементами.
К недостаткам данной конструкции каркаса можно отнести сложность конструкции и ее пониженную надежность.
Известен каркас стальной тентовой конструкции (патент РФ на изобретение № 2542060, дата публикации 20.02.2015, МПК E04B 1/343). Каркас состоит из секций, сборку которых осуществляют в целостную конструкцию. Каждая секция содержит по меньшей мере, две арки. Первая секция путем шарнирного крепления оснований каждой арки на опорных пятах крепится к одной продольной стороне фундамента, после чего на каждом из несущих элементов оснований арки в заданном порядке закрепляют несущие элементы дугообразных и прямолинейных пролетов, заканчивающихся вторым основанием. При этом присоединение пролетов каждой секции арок осуществляют последовательно на доступной для сборщика высоте, приподнимая каждый раз собранные элементы конструкции на требуемую высоту за счет шарнирного соединения оснований секции с пятами фундамента, после чего арки и секции каркаса стальной тентовой конструкции соединяют друг с другом при помощи поперечных балок.
Недостатком данной конструкции является повешенный расход металла, сложность конструкции.
Задачей данной полезной модели является разработка каркаса быстровозводимого строения, конструкция которого исключает указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации предложенной полезной модели, заключается в уменьшении металлоемкости конструкции при сохранении ее прочности и надежности.
Данный технический результат достигается в предложенном каркасе быстровозводимого строения, содержащем пространственную сетку из ферм и продольных связевых балок, соединяющих фермы с образованием пролетов между ними, а каждая из ферм состоит из нижнего пояса, верхнего пояса и раскосной решетки, установленной между нижним и верхним поясами, согласно полезной модели фермы выполнены с переменным сечением между нижним и верхнем поясами, с сужением у основания, с расширением в местах изгиба и с сужением в верхней части, при этом соединение нижнего и верхнего поясов в верхней части ферм выполнено под углом друг к другу с образованием конькового узла.
В предпочтительном варианте выполнения устройства ширина пролетов равна ширине каркаса, а высота в коньковом узле составляет половину ширины фермы.
В других предпочтительных вариантах реализации полезной модели нижний и верхний пояса, с также раскосная решетка выполнены из гнутой профильной трубы квадратного сечения. Шаг пролетов составляет 2 или 3 м. Продольные связевые балки выполнены из профильной трубы квадратного сечения с шагом 0,6 м от основания до конькового узла.
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг. 1 изображен общий вид каркаса,
на фиг. 2 – схематическое изображение фермы,
на фиг. 3 – схематическое изображение полуфермы.
Каркас быстровозводимого строения представляет собой пространственную сетку, состоящую из ферм 1 (фиг. 1) и продольных связевых балок 2. Фермы 1 располагаются на некотором расстоянии друг от друга, образуя пролеты 3. Каждая ферма состоит из нижнего пояса 4 (фиг. 2, фиг. 3), верхнего пояса 5 и раскосной решетки 6, установленной между нижним и верхним поясами.
Фермы выполнены с переменным сечением между нижним и верхним поясами (фиг. 2), с сужением у основания 7, с расширением в местах изгиба 8 и с сужением в верхней части 9. Соединение нижнего 4 и верхнего 5 поясов в верхней части 9 ферм выполнено под углом друг к другу с образованием конькового узла 10.
Предложенная конструкция каркаса с переменным сечением ферм и образованием конькового узла в его верхней части образует форму двускатного купола. Данная форма приводит к экономии металла за счет сужения фермы у основания и в ее верхней части, и образования конькового узла в верхней части фермы, выполняющего функции укрепляющей продольной балки, т.к. за счет этого происходит экономия профильной трубы для раскосной решетки, и исключения дополнительных укрепляющих продольных балок в верхней части каркаса.
Для строительства арочных ангаров с каркасом по данной конструкции стандартной высотой в коньковом узле являются следующие варианты размеров: 9, 12, 15, 18, 20, 22, 24 м. Шаг пролетов в зависимости от климатического района составляет 2 или 3 м. Пространственная жесткость конструкции обеспечена продольными связевыми балками, расположенными с шагом – 0,6 м от основания ферм до конькового узла.
Верхний и нижний пояса могут представлять собой составное сечение из гнутой профильной трубы квадратного сечения 30×30 мм с толщиной стенки 2 мм, выполненные по ГОСТ 54157-2010 из стали, соответствующей климатическому поясу региона установки сооружения. Продольные связевые балками изготавливаются из профильной трубы 40×20×2 мм. Раскосная решетка выполняется из гнутой профильной трубы квадратного сечения 30×30 мм.
Сечение трубы по контуру фермы может изменяться в зависимости от климатического района. Профильные трубы верхнего и нижнего поясов загибаются по радиусу: две по нижнему поясу, две по верхнему поясу. Коньковый узел изготавливают из оцинкованной стали и закрепляют кровельными саморезами и заклепками.
Каркас быстровозводимого строения может собираться двумя способами:
1) с помощью сварных соединений;
2) с помощью болтовых соединений.
Выбор способа сборки каркаса зависит от вида сооружения, его эксплуатационных характеристик, а также от климатических особенностей района сборки (снеговые, ветровые и т.д.).
Двухскатная купольная форма каркаса также исключает скопление снеговых масс на кровле сооружения, благодаря чему не требуется дополнительного укрепления верхней части от обрушения конструкции, а значит, происходит уменьшение металлоемкости при сохранении прочности и надежности конструкции в целом. Кроме этого, данная конструкция каркаса быстровозводимого строения в отличие от полукруглых арочных конструкций приводит к сохранению полезной площади здания за счет малого угла наклона боковых частей ферм, что приближено по функционалу к прямостенным конструкциям сооружений.