СОЕДИНИТЕЛЬ ТРОСОВОЙ СЕТКИ ВОЗДУХООПОРНОГО СООРУЖЕНИЯ

Предложение относится к конструктивным элементам воздухоопорных (надувных) строительных сооружений, точнее, к элементам для соединения участков тросовой сети, покрывающей оболочку таких сооружений.
Современные воздухоопорные сооружения для стабилизации и разгрузки оболочки используют сетку из диагональных по отношению к контуру оболочки в плане перекрещивающихся тросов. Размеры таких сооружений составляют десятки метров. Для облегчения изготовления и монтажа оболочку и тросовую сетку таких сооружений выполняют разборными. При монтаже сооружения отдельные секции сетки соединяются между собой, причем в местах соединения секций образуются узлы из трех и более тросов.
Широко известны такелажные U-образные и кольцевые скобы для соединения нескольких заканчивающихся огонами, или петлями, тросов, замыкаемые винтовыми или подпружиненными штырями (А.И.Сапко. Монтаж, наладка и ремонт механического оборудования электротермических установок. - М., «Энергоатомиздат», 1990, с.13). Недостатком скоб является то, что их положение под воздействием усилий нескольких, направленные в разные стороны тросов, и положение самих тросов не являются строго определенными. Под воздействием переменной ветровой нагрузки натяжение тросов изменяется, скоба с тросами поворачивается на оболочке и со временем протирает ее. Концы скоб и замыкающие их элементы, при неудачном повороте способны повредить оболочку. Под действием усилий со стороны тросов замыкающий элемент деформируется, затрудняя тем самым разборку соединения при обслуживании или ремонте сооружения.
Известно устройство для соединения гибких элементов, содержащее С-образную скобу и соединительный элемент для ее замыкания, входящий в отверстия концов скобы (а.с. СССР №572618 по кл. F 16 G 11/00 от 23.12.75). Устройство предназначено для соединения двух тросовых петель, в том числе, оснащенных коушами, натянутых в противоположных направлениях. При закладке в устройство более чем двух петель соединительный элемент может быть поврежден. Кроме того, в рабочем состоянии плоскость скобы располагается перпендикулярно плоскости расположения петель тросов.
вследствие этого, известное устройство с тросами при любой ориентации взаимодействует с оболочкой сооружения только через участки малой площади и потому способно ее повредить.
Известен соединитель-зажим для троса, содержащий две плоские квадратные пластины, крепежный элемент в виде резьбового стержня с гайкой, стягивающий эти пластины, и четыре штыря, закрепленные на одной пластине и входящие в отверстия другой, причем крепежный элемент расположен в центре пластины, штыри - по обе стороны от крепежного элемента, а два троса заводятся параллельно по разные стороны от крепежного элемента между ним и парой штырей. Возможно исполнение зажима с накаткой, нанесенной на поверхности штырей и обращенных к канату поверхностях пластин (а.с. СССР №842302 по кл. F 16 G 11/00 от 15.08.79). В известном соединителе расстояние от внутренней плоскости пластины со штырями до начале резьбы на крепежном элементе меньше суммы диаметра зажимаемого троса и толщины второй пластины. Это позволяет зажимать заведенные между штырями канаты или тросы между пластинами.
При использовании в воздухоопорных сооружениях известный зажим не обеспечивает долговечности тросов и оболочки из-за того, что он лишает тросы подвижности. Сетка монтируется на не надутой или частично надутой оболочке. В этих условиях нельзя заранее точно сориентировать соединяемые тросы в необходимых направлениях. Когда оболочку надувают до рабочего давления, зажатые между пластинами тросы, стремясь занять естественное положение, изгибаются, а соединитель смещается. При продолжительном непрерывном воздействии переменных ветровых нагрузок на сооружение тросы обрываются от усталости в местах изгибов, а постоянно перемещающийся по оболочке соединитель протирает ее.
Известен соединитель для концов тросовой сетки воздухоопорного сооружения, содержащий две плоские пластины и закрепленные на одной пластине штыри с резьбовым концом, свободно входящим в отверстия другой пластины, при этом концы тросов заделаны в виде огонов и надеты на штыри, а участки штырей, расположенные между пластинами, имеют диаметр, больший диаметра отверстия в пластине для прохода резьбовой части этого элемента и длину, обеспечивающую свободу углового перемещения огонов относительно штырей, то есть предотвращающие зажимание огонов пластинами (патент США №4478012 по кл. Е 04 В 1/34 (НКИ 52/2) от 20.09.82, фиг.7). Недостатками
известного соединителя являются повышенная трудоемкость сборки и разборки из-за наличия нескольких резьбовых соединений, а также малая прочность штырей, ослабленных наличием резьбы.
Наиболее близким к предложенному является соединитель тросовых петель сетки воздухоопорного сооружения, содержащий две плоские пластины, резьбовой стержень с гайкой, расположенный в центре пластин, штыри, закрепленные на одной пластине и свободно входящие в отверстия другой, и средство, обеспечивающее свободу углового перемещения тросовых петель (предотвращающее зажимание петель пластинами), выполненное в виде участка резьбового стержня, расположенного между пластинами, имеющего диаметр, больший диаметра отверстия в пластине для прохода резьбовой части этого элемента (патент США №4478012 по кл. Е 04 В 1/34 (НКИ 52/2) от 20.09.82, фиг.5). В этом соединителе резьбовой стержень, стягивающий пластины, не испытывает усилий со стороны тросов, а потому более надежен. Трудоемкость установки соединителя невелика, так как достаточно установив тросы и надев пластину, затянуть только одну гайку. Недостаток известного соединителя состоит в его низкой эксплуатационной надежности. Концы штырей, свободно входящие в отверстия пластины, под действием нагрузки от тросов, слегка отклоняются, упираются в стенки отверстий в пластине, благодаря чему нагрузка распределяется по обеим пластинам и по обоим концам штырей. Однако, в воздухоопорных сооружениях из-за того, что оболочка под действием ветровой нагрузки и колебаний внутреннего давления, непрерывно изменяет форму, непрерывно изменяется и нагрузка на тросы, а, следовательно, и на штыри. Поэтому в ходе эксплуатации штыри расшатываются, а отверстия под них в пластине разбиваются, что приводит к излому или вырыванию штырей.
Техническая задача, решаемая настоящим предложением, состоит в повышении надежности и долговечности соединений тросовой сетки воздухоопорного сооружения, использующих предложенный соединитель.
Эта задача решается тем, что в известном соединителе тросовых петель сетки воздухоопорного сооружения, содержащем две плоские пластины, резьбовой стержень с гайкой, расположенный в центре пластин, штыри, закрепленные на одной пластине и свободно входящие в отверстия другой, и средства, обеспечивающие свободу углового перемещения тросовых петель, средства, обеспечивающие свободу углового перемещения тросовых петель, расположены на штырях.
Кроме того, указанные средства выполнены в виде дистанционных втулок, установленных на штырях.
Кроме того, указанные средства выполнены в виде упоров на штырях, например в виде участков штырей, имеющих диаметр, больший диаметра отверстий в пластине для прохода концов штырей.
Кроме того, соединитель дополнительно содержит втулки установленные на штырях с возможностью вращения.
Благодаря расположению средств, обеспечивающих свободу углового перемещения тросовых петель на штырях, при затяжке резьбового соединения штыри оказываются зажатыми между пластинами. Это предотвращает расшатывание штырей от переменной нагрузки, повышая тем самым надежность и долговечность соединителя. Кроме того, при затяжке упругое воздействие прогнутой пластины предотвращает самоотвинчивание стяжной гайки и образование зазоров между плоскостями пластин и упорами на штырях, что также повышает надежность соединителя.
Выполнение средства для обеспечения свободы углового перемещения тросовых петель в виде втулки на штырях упрощает изготовление штырей.
Выполнение средств для обеспечения свободы углового перемещения тросовых петель в виде упора на штырях удешевляет соединитель, сокращая число составляющих его деталей.
Применение дополнительных втулок, установленных на штыри с возможностью вращения, снижает износ штырей и тросовых петель, повышая тем самым надежность и долговечность соединения
Существо предложения поясняется чертежами.
На фиг.1 показан вид на предложенный соединитель сбоку, причем на левой и правой частях чертежа изображены два варианта выполнения средств для обеспечения свободы углового перемещения огонов.
На фиг 2 показан вид на предложенный соединитель сверху.
На фиг.3 показан вид сбоку на вариант соединителя с дополнительными втулками на штырях.
Соединитель состоит из нижней 1 и верхней 2 плоских пластин, соединенных расположенным в центре крепежным элементом в виде резьбового стержня 3 с гайкой 4. Форма пластин определяется числом соединяемых тросов 5. При трех тросах пластины могут иметь вид равностороннего треугольника, при четырех - квадрата и т.д. Пластины могут быть и круглыми. По углам пластины
1 и 2 имеют соосные отверстия. Штыри 6 запрессованы или закреплены иным образом в отверстиях пластины 1 и свободно входят в отверстия пластины 2. Для надежности и облегчения сборки, длина штырей установлена так, чтобы в собранном соединителе их концы выступали над пластиной 2 приблизительно на толщину пластины. С этой же целью концы штырей могут иметь фаски или округления.
Соединяемые тросы 5 заделаны по концам в петли (огоны) 7. Петли могут иметь коуши 8. Для того чтобы при затяжке гайки 4 петли не были жестко зажаты между пластинами и имели свободу углового перемещения (поворота) относительно штырей, на штырях установлены дистанционные втулки 9 (см. вариант левую часть фиг.1), высота которых превышает высоту петли или коуша, обеспечивая тем самым свободу углового перемещения тросовой петли. Втулки 9 установлены на штыри 6 с натягом. Вместо втулок 9 расстояние между пластинами может быть задано выступами или ступенчатыми заточками на штырям 6, ограничивающими сближение пластин при затяжке гайки 4. Резьбовой стержень 3 такого дистанционного элемента не имеет и пластина 2 при затяжке гайки 4 может свободно скользить по стержню 3. Пример такого выполнения показан на правой части фиг.1, где изображен штырь, средняя часть которого, расположенная между пластинами 1 и 2, имеет диаметр, больший диаметра отверстий в пластинах.
При колебаниях давления внутри оболочки и порывах ветра натяжение и направление тросов изменяются. Для повышения срока службы соединения за счет предотвращения преждевременного износа коушей и штырей, при их взаимном трении, на штырях могут быть установлены свободно вращающиеся втулки 9 (см. левую часть фиг.2).
При затяжке гайки 4 пластины, опирающиеся на втулки 9 или заточки штырей 6, слегка прогибаются и создают постоянное упругое давление на штыри 6, препятствующее их расшатыванию под действием переменных усилий со стороны тросов, и на гайку 4, препятствующее ее самоотвинчиванию.
Поскольку размеры предложенного соединителя очень малы по сравнению с размерами сооружения, он прилегает к оболочке практически всей своей плоскостью, усилие от натяжения тросов распределяется по плоскости соединителя и давление на оболочку оказывается многократно меньше предельно допустимого. Из-за малой кривизны оболочки усилия от тросов, действующие на штыри, лежат практически в плоскости пластин, которые работают только на
растяжение и потому могут иметь небольшую толщину и массу. При очень сильном натяжении тросов концы штырей 6, отклоняясь, выбирают зазоры между ними и стенками отверстий в пластине 2, нагрузка распределяется примерно поровну между обеими пластинами, но при снятии нагрузки штыри в начальное положение уже не возвращаются, так как этому препятствует давление со стороны упруго деформированных нагрузкой от затяжки гайки 4 пластин. Для предотвращения повреждения оболочки, все элементы соединителя, взаимодействующие с ней, имеют гладкую поверхность и скруглены по углам.
Применение предложенного соединителя практически исключает обрывы тросовой сети воздухоопорных сооружений из-за обрыва штырей.