ПРОСТРАНСТВЕННАЯ РЕШЕТЧАТАЯ КОНСТРУКЦИЯ С ПОЯСАМИ ИЗ ТРУБЧАТЫХ ПРОФИЛЕЙ

Изобретение относится к строительству и касается пространственных решетчатых конструкций, образуемых совокупностью плоских ферм с элементами произвольного сечения и доборных элементов трубчатого сечения (круглых и (или) квадратных); предназначенных в частности для применения в качестве конструкций покрытий и перекрытий зданий и сооружений.
Известны пространственные решетчатые конструкции покрытий и перекрытий в виде так называемых структурных плит с ортогональной сеткой поясов. Сборка таких конструкций возможна в двух вариантах:
1. из отдельных стержней и коннекторов, доставляемых на монтажную площадку россыпью;
2. из крупноразмерных элементов полной заводской готовности (плоских либо пространственных ферм) и доборных элементов.
Известны конструкции структурных плит, собираемых из крупноразмерных и доборных элементов, например, «Тюбакорд». Конструкция системы «Тюбакорд», принятая за прототип, представляет собой пространственную стержневую конструкцию, образуемую совокупностью плоских наклонно расположенных ферм со стержнями из круглых труб. К поясам ферм в каждом узле под углами 45° и 90° к ее плоскости приварены две листовые фасонки для крепления примыкающих стержневых доборных элементов. Последние снабжены по концам фасонками из тавра или листа и крепятся к фермам на строительной площадке болтами / Трофимов, В.Н. Структурные конструкции (исследование, расчет и проектирование). / В.Н.Трофимов, Г.Б.Бегун - М.: Стройиздат, 1972. - С.22, рис.1.12./ [1].
К недостаткам такой конструкции следует отнести:
1. невозможность создания пространственных покрытий сложной геометрической формы, ограниченность их лишь плоскими структурными плитами;
2. сложность монтажной сборки, требующей изготовления на строительной площадке специальных сборочных стапелей или иных вспомогательных приспособлений.
Сущность изобретения повышение эффективности монтажной сборки пространственных решетчатых конструкций покрытий сложной геометрической формы. Возможность создания пространственных конструкций сложной геометрической формы на основе плоских повторяющихся элементов.
Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости монтажной сборки пространственных решетчатых конструкций покрытий сложной геометрической формы.
Технический результат достигается тем, что в известной конструкции с поясами из трубчатых профилей, состоящей из плоских ферм со стержнями произвольного профиля и доборных элементов, особенностью является то, что плоские фермы выполнены с возможностью придания им требуемой геометрической формы, определяемой итоговой геометрией пространственной конструкции, при этом фермы имеют в узлах сквозные отверстия трубчатого сечения для пропуска доборных элементов поясов продольного направления, фиксирующие их положение и положение доборных элементов решетки, снабженных по концам соответствующими узловыми фасонками, при помощи которых они устанавливаются на трубчатые пояса.
При сборке заявленной пространственной конструкции используются плоские фермы-шаблоны, выполняющие одновременно функции элементов поперечного направления и образующие шаблоны для задания геометрической формы пространственной конструкции, с этой целью в узлах ферм предусмотрены сквозные отверстия для пропуска доборных элементов поясов продольного направления, которые выполняют одновременно функции поясов пространственной конструкции и направляющих для установки ферм-шаблонов и доборных элементов решетки, придающих конструкции геометрическую неизменяемость и пространственную жесткость. Для установки доборных элементов решетки на трубчатых поясах они снабжены по концам соответствующими узловыми фасонками, при помощи которых насаживаются на трубчатые пояса или примыкают к ним.
Сборка такой конструкции осуществляется путем последовательной установки и закрепления плоских ферм-шаблонов и доборных элементов решетки на элементы поясов продольного направления. Плоские фермы-шаблоны, в этом случае, являются одновременно и элементами конструкции и шаблоном, определяющим итоговую геометрическую форму пространственной конструкции. Пространственная конструкция получается в результате многократного повторения ферм-шаблонов вдоль прямолинейных образующих. Итоговая геометрическая форма пространственной конструкции ограничивается лишь геометрией самой плоской фермы-шаблона, распространенной вдоль направляющих элементов - поясов продольного направления.
В результате применения предлагаемого приема формообразования пространственных решетчатых конструкций возможно создание как известных конструкций (например, структурные плиты, двухсетчатые решетчатые оболочки, складчатые конструкции и другие), так и новые, например S-образные, волнообразные, стрельчатые, параболические, конструкции ломанного профиля, и прочее.
Направляющие элементы заявленной конструкции (пояса продольного направления), следует выполнять трубчатого сечения (круглая, квадратная, прямоугольная труба) для удобства выполнения примыкания к ним доборных элементов решетки, снабжаемых узловыми фасонками соответствующего профиля, при помощи которых они насаживаются на пояса или примыкают к ним. Плоские фермы-шаблоны могут выполняться из стержней произвольного профиля с листовыми фасонками либо бесфасоночными. Единственное требование к поясам или узловым фасонкам плоских ферм-шаблонов это возможность пропускать через них направляющие пояса продольного направления, например при помощи отверстий, в них выполняемых.
Фермы-шаблоны и доборные элементы решетки могут изготовляться из различных профилей, а не только трубчатых.
На фиг.1.а изображены три стандартных вида (проекции) пространственной решетчатой конструкции в форме структурной плиты. На фиг.1.6 изображена ее монтажная схема. На фиг.2 изображена сборочная схема пространственной решетчатой конструкции в форме структурной плиты. На фиг.3 изображена сборочная схема пространственной решетчатой конструкции в форме двухсетчатой цилиндрической оболочки. На фигурах приняты следующие обозначения: 1 - плоская ферма-шаблон, 2 - доборный элемент пояса, 3 - доборный элемент решетки.
На фиг.4 изображены составляющие элементы пространственной конструкции, соответственно 1 - плоская ферма-шаблон, 2 - доборный элемент пояса, 3 - доборный элемент решетки.
На фиг.5 изображены некоторые возможные геометрические формы ферм-шаблонов. На фиг.5 приняты следующие обозначения. Геометрическая схема фермы-шаблона кругового очертания, которая при сборке пространственной конструкции образует двухсетчатую оболочку цилиндрического очертания - а. Геометрическая схема фермы-шаблона параболического очертания - б. Геометрическая схема фермы-шаблона треугольного очертания - в. Геометрическая схема фермы-шаблона складчатого очертания. Геометрическая схема фермы-шаблона волнистого очертания - г.
Изобретение осуществляется следующим образом. Для упрощения монтажной сборки и обеспечения возможности придания пространственным решетчатым конструкциям различной геометрической формы, а не только формы плоской структурной плиты, конструкция собирается из крупноразмерных элементов, представляющих собой плоские фермы-шаблоны 1 (фиг.1-4), доборные элементы поясов 2 (фиг.1-4), доборные элементы решетки 3 (фиг.1-4). Плоские фермы-шаблоны 1 в узлах имеют отверстия для пропуска доборных элементов поясов 2. Доборные элементы поясов 2 изготавливают из труб (круглых, квадратных либо прямоугольных) и при сборке пространственной конструкции пропускают через отверстия в плоских фермах-шаблонах 1. Доборные элементы решетки 3 изготавливают с фасонками на концах. Фасонки имеют форму, соответствующую поясам конструкции (круглая, квадратная либо прямоугольная труба) и прикрепляются к стержню элемента под определенным углом. Доборные элементы решетки 3 при сборке конструкции нанизывают на доборные элементы поясов 2 (либо примыкают к ним) между плоскими фермами-шаблонами 1.
Снижение трудоемкости и упрощение монтажной сборки пространственной конструкции достигается за счет использования плоских ферм в качестве шаблона определяющего итоговую форму пространственной конструкции, а продольных поясов пространственной конструкции в качестве направляющих для них. Весь процесс монтажной сборки конструкции при этом заключается лишь в последовательной поочередной установке ферм-шаблонов и доборных элементов решетки на пояса конструкции, либо наоборот пропускания поясов через фермы-шаблоны и элементы решетки. После завершения такой сборки производится объединение элементов любым допустимым способом, например, при помощи электросварки, или при помощи болтов. Такая пространственная конструкция, при ее сборке, не нуждается в особом оборудовании или в специальных приспособлениях как-то кондукторы, стапели, струбцины и прочее, чем достигается снижение трудоемкости сборки и дополнительно снижение ее стоимости.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Трофимов, В.Н. Структурные конструкции (исследование, расчет и проектирование). / В.Н.Трофимов, Г.Б.Бегун - М.: Стройиздат, 1972. - 272 с.