Стержневая структурная конструкция из длинноразмерных элементов

Изобретение относится к строительству и касается пространственных металлических стержневых конструкций, используемых в качестве конструкций покрытий и перекрытий зданий и сооружений производственного или общественного назначения.
Известна конструкция системы «Тюбакорд (Франция), которая представляет собой пространственную стержневую конструкцию, образуемую совокупностью плоских наклонно расположенных ферм со стержнями из круглых труб. К поясам в каждом узле фермы под углами 45° и 90° к ее плоскости вварены две фасонки для крепления примыкающих стержневых доборных элементов других направлений. Последние снабжены по концам фасонками из тавра или листа, крепятся к фермам на строительной площадке болтами и имеют длину на одну поясную ячейку /Клячин А.З. Металлические решетчатые пространственные конструкции регулярной структуры (разработка, исследование, опыт применения). -Екатиринбург: Диамант, 1994. -С.22, рис. 1.9.8..
К недостаткам такой конструкции следует отнести использование в качестве составляющих конструкцию стержней более дефицитных и более дорогих трубчатых прокатных профилей (в сравнении с уголковым профилем).
Известна конструкция структуры, разработанная Харьковским Промстройпроектом при участии лаборатории металлических конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. Эта структурная конструкция, принятая за прототип, собирается из плоских ферм с поясами из одиночных уголков, устанавливаемых под углом 45° к плоскости фермы. Фермы на монтаже располагаются наклонно друг к другу, пояса смежных ферм объединяются в единый пояс структурной конструкции, приобретающий сечение в виде тавра. Объединение ферм в пространственную конструкцию осуществляется линейными доборными элементами поясов, устанавливаемыми на нижние и верхние пояса ферм (снизу и сверху, соответственно), имеющими длину на всю ширину пространственного блока структуры /Трофимов В. Н., Бегун Г. Б. Структурные конструкции (исследование, расчет и проектирование). - М.: Стройиздат, 1972. - С.39, рис. 1.29.6./ 2.
К недостаткам такой конструкции следует отнести наличие изгибающего момента в элементах поясных сеток структуры. Изгибающий момент возникает вследствие расцентровки поясных стержней при установке линейных доборных элементов на верхний и
нижний пояса ферм (сверху и снизу, соответственно). Наличие изгибающего момента в дополнение к сжимающим (растягивающим) усилиям в стержнях поясных сеток приводит к необходимости учета дополнительных изгибных напряжений, что в свою очередь приводит к увеличению сечений стержней и, как следствие, повышенному расходу материала.
Техническим результатом изобретения является устранение изгибающего момента в стержнях поясных сеток структуры, вызванного наличием эксцентриситета от расцентровки стержней и, как следствие, снижение материалоемкости конструкции.
Технический результат достигается расчленением доборных элементов поясов на более короткие элементы, имеющие длину на одну поясную ячейку, и прикреплением их центрировано к элементам поясов ферм, для чего в узлах ферм перпендикулярно к их плоскости устанавливаются листовые фасонки. В фасонках предусмотрены отверстия для установки монтажных болтов. Конструкция узла фермы с дополнительными листовыми фасонками представлена на рисунке 1.
На рис. 1 изображены аксонометрическая проекция и три стандартных вида узла плоской фермы с фасонками для крепления доборных элементов поясов. На рисунке приняты следующие обозначения: 1 - одиночный уголок пояса, 2 - фасонка для прикрепления раскосов плоской фермы к поясам, 3 - раскос плоской
фермы, 4 - фасонка для крепления доборных элементов поясов, 5 - отверстия для установки монтажных болтов.
На рис. 2 изображена монтажная схема стержневой структурной конструкции, собираемой из плоских наклонных ферм с поясами из одиночных уголков и доборных элементов поясов, имеющих длину равную ширине поясной ячейки и установленных центрировано к элементам поясов ферм. На рисунке приняты следующие обозначения: 1 - плоская ферма, 2 - доборный элемент поясов.
При исследовании отличительных признаков стержневой структурной конструкции авторами был проведен обширный поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, в результате которого не был обнаружен ни один аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. В частности, не выявлено каких-либо аналогичных решений, касающихся использования структурных конструкций, собираемых из наклонных плоских ферм с поясами из одиночных уголков, путем объединения поясов смежных ферм в тавр и установкой доборных элементов поясов структуры длиной, равной ширине поясной ячейки, центрировано к поясу фермы, прикрепляя их к листовым фасонкам, установленным в поясах ферм перпендикулярно к их плоскости. Следовательно, описанное техническое решение соответствует критерию «новизна.
Предлагаемая конструкция не требует для ее изготовления применения каких-либо специальных приспособлений, внедрения новой технологии или изменения традиционно принятой на заводах металлоконструкций технологии изготовления ферм. Следовательно, предлагаемое конструктивное решение соответствует критерию «промышленная применимость.