РАМНАЯ КОНСТРУКЦИЯ, УСИЛЕННАЯ ВАНТОВОЙ СИСТЕМОЙ

Полезная модель относится к области строительства каркасов промышленных и гражданских зданий.
Известны облегченные рамные каркасы, в которых снижение металлоемкости достигается за счет развития геометрических характеристик двутаврового ригеля. Ригель изготовляется путем зигзагообразной резки по диагонали стенки исходного прокатного двутавра с последующей сваркой образованных тавров. (Л.В.Енджиевский, В.Д.Наделяев, И.Я.Петухова Каркасы зданий из легких металлических конструкций. М.: АСВ, 1998. - 247 с.; с.46-47). Недостатком такого способа изготовления каркасов рам является дополнительная работа по увеличению высоты сечения по отношению к исходному профилю, что приводит к увеличению трудоемкости строительства объекта.
Известны также рамы с элементами переменной жесткости, которые позволяют снизить металлоемкость каркаса здания. В этом варианте все элементы рамы изготовляют либо из прокатных профилей путем резки с дальнейшей сваркой, либо полностью сварными из стальных листов. Недостаток такого способа состоит в том, что требуется дополнительная работа по раскрою стального проката и последующей его сварке. Высокий уровень напряжений по периметру рамы с элементами переменной жесткости по сравнению с рамами, элементы которых имеют постоянное по длине сечение, вызывает повышенную деформативность ригеля и стоек. (В.И.Трофимов, А.М.Каминский. Легкие металлические конструкции зданий и сооружений. - М.: АСВ., 2000 г. - 575 с.; с.180-186)
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности является висячее покрытие при передаче распора на балку жесткости. В такой конструкции ригель рамы поддерживает висячая система, состоящая из гибкой нити с подвесками ригеля, что позволяет значительно уменьшить материалоемкость каркаса. Но в такой конструкции из-за кинематических перемещений гибкой нити при половинном загружении снеговой нагрузкой возникают большие изгибающие моменты, что значительно снижает эффект уменьшения материалоемкости. Кроме того, гибкая нить закрепляется на вертикальном пилоне, и вызывает его горизонтальное перемещение в месте крепления, что приводит к еще большему изгибу ригеля рамы. (И.П.Сигаев, С.Н.Колодежнов. Модель висячего покрытия промышленного здания и ее испытание, с.121126/ - Сб.: исследования всячих конструкций покрытий и мостов. Воронеж. Изд-во Воронежского университета. 1982, 140 с.).
Поэтому нами предложена новая конструкция каркаса, в котором ригель рамы поддерживает вантовая конструкция. В новой конструкции при половинном загружении ригеля снеговой нагрузкой не возникают большие изгибающие моменты благодаря отсутствию кинематических перемещений. Балка ригеля подвешивается к вантовой конструкции без модификации прокатного профиля, что существенно уменьшает трудоемкость изготовления. Кроме того, в новой конструкции применен наклонный пилон, к которому крепится гибкая нить в виде одноугольника. Такое крепление не вызывает горизонтального перемещения оголовка пилона, что также ведет к уменьшению материалоемкости ригеля.
Целью полезной модели является уменьшение материалоемкости поперечной рамы каркаса с применением прокатного профиля без его модификации. Поставленная цель достигается тем, что рама, состоящая из ригеля и колонны, усиливается вантовой системой с одной или двумя подвесками. Вантовая система состоит из гибкой нити в виде одноугольника, закрепленного на оголовке наклонного пилона. К оголовку наклонного пилона закреплена также оттяжка, а нижний конце оттяжки закреплен на фундаменте. Дальнейшая сущность предлагаемой полезной модели поясняется графическим материалом и описанием работы конструкции.
На фиг.1 показана схема поперечной рамы каркаса, усиленной вантовой системой с одной подвеской. Поперечная рама состоит из: 1 - ригель; 2 - колонна; 3 - гибкая нить в виде одноугольника; 4 - подвеска; 5 - наклонный пилон; 6 - оголовок пилона; 7 - оттяжка; 8 - фундамент.
Возможно усиление поперечной рамы каркаса вантовой системой с двумя подвесками, как показано на фиг.2.
Предлагаемая конструкция каркаса рамы работает следующим образом: на ригель 1 воздействует нагрузка, которая воспринимается непосредственно ригелем 1 и подвеской 4 и передается на одноугольник 3. Затем усилие воспринимается наклонным пилоном 5 и оттяжкой 7 и передается на фундамент 8.