БЕСКАРКАСНОЕ ДВУХСЛОЙНОЕ АРОЧНОЕ ЗДАНИЕ ИЗ ТОНКОЛИСТОВЫХ ХОЛОДНОГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкции из тонколистовых холодногнутых профилей, и может быть использована при строительстве бескаркасных арочных зданий.
Известна конструкция арочного свода, включающая решетчатые арки, по которым укладываются панели ограждения (полезная модель RU №37742, E04C 2/32, E04B 7/04, 2004 г.).
Недостатками этого технического решения являются многодельность, значительный расход материалов и трудоемкость строительно-монтажных работ.
Известна конструкция полигонального арочного свода, включающая холодногнутые тонколистовые унифицированные элементы - складки (авт. свид. СССР №1446250, E04B 7/08, 1988 г.).
Недостатками этого технического решения являются значительная трудоемкость заводского изготовления и строительно-монтажных работ.
Известно бескаркасное арочное здание системы M.I.C., включающее один слой холодногнутых профилей, формируемых на строительной площадке из тонколистового рулона и объединяемых между собой закаткой фальцевого замка (патент US №6722087, кл. E04B 1/32, 2004 г.).
Недостатками этого технического решения являются ограниченная несущая способность и пролет конструкции, значительное увеличение стоимости и трудоемкости строительно-монтажных работ по возведению теплых зданий.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является бескаркасное арочное здание (патент на изобретение РФ №2287644), включающее слой из тонколистовых холодногнутых профилей, формируемых на строительной площадке из рулонированного металла и соединенных между собой закаткой фальцевого замка, отличающееся тем, что оно снабжено расположенным сверху вторым слоем из тонколистовых профилей, идентичных профилям первого слоя, и объединенным с последним через установленные между слоями перфорированные прогоны, закрепленные с помощью самонарезающих болтов к контактирующим с прогонами фланцам первого слоя, а к верхнему слою с помощью листовых кляммеров, установленных в верхнем профиле закаткой в фальцевый замок, при этом оба слоя сопряжены с фундаментом с помощью болтов через листовые накладки, установленные на разных уровнях с перепадом по высоте, и усилены в опорной зоне дополнительным тонколистовым профилем.
Хотя данное техническое решение бескаркасного двухслойного арочного теплого здания обладает повышенной несущей способностью, увеличением пролета конструкции при снижении стоимости и трудоемкости строительно-монтажных работ, оно также обладает теми недостатками, что данная арочная конструкция при повышенной несущей нагрузке на вершину арки (крышу здания) может сильно просесть и привести к изменению гнутости боковых стенок арки, что в свою очередь может привести к полной поломке внутренней отделки помещений здания, связанных с боковыми стенками.
Задачей полезной модели является устранение недостатка прототипа.
Техническим результатом полезной модели является усиление прочности арочной конструкции здания, снижение или устранение эффекта проседания вершины арки (крыши здания) под действием нагрузки. Также техническим результатом является улучшение внутренней вентиляции верхней части арочной конструкции здания.
Указанный технический результат достигается за счет того, что бескаркасное арочное здание, включающее слой из тонколистовых холодногнутых профилей, формируемых на строительной площадке из рулонированного металла и соединенных между собой закаткой фальцевого замка, снабженное расположенным сверху вторым слоем из тонколистовых профилей, идентичных профилям первого слоя, и объединенным с последним через установленные между слоями перфорированные прогоны, закрепленные с помощью самонарезающих болтов к контактирующим с прогонами фланцам первого слоя, а к верхнему слою с помощью листовых кляммеров, установленных в верхнем профиле закаткой в фальцевый замок, отличающееся тем, что в верхней части арочного здания в первом слое через заданные интервалы проделаны сквозные отверстия, через которые пропущены тросы, концы которых закреплены с натяжением к перфорированным прогонам.
Предпочтительно, сквозные отверстия в первом слое проделаны под наклоном так, что продольная ось отверстий расположена перпендикулярно по отношению к отвесной линии.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показано арочное здание в разрезе вид с торца.
На Фиг. 2 показан узел 1 крупным планом.
Осуществление полезной модели
Бескаркасное арочное здание может быть выполнено аналогично прототипу, состоящее из нижнего 1 и верхнего 2 слоев холодногнутых профилей, формируемых на строительной площадке из тонколистового рулона, объединенных между собой по горизонтали в свод закаткой фальцевого замка 3, объединенных между собой по высоте с помощью перфорированных прогонов 4, установленных шагом 1,2-1,8 м, закрепленных к выступающим фальцам нижнего слоя с помощью самонарезающих болтов 6, а к верхнему слою с помощью листовых кляммеров 7, закрепленных одним концом к прогонам, а другим - в каждом третьем профиле верхнего слоя, закаткой в фальцевый замок, с укладкой между прогонами плит утеплителя (на чертежах не показаны). Новизной полезной модели является выполнение сквозных отверстий 8 во внутреннем первом слое 1. Через данные отверстия протянуты тросы натяжения 5, концы которых закреплены к перфорированным прогонам 4.
При возникновении повышенной несущей нагрузки на вершину арки (крышу здания) под действием натяжения тросов 5 просадка арки вниз уменьшена или исключена, что снижает или исключает вероятность изменения гнутости боковых стенок арки, что в свою очередь не позволит нарушить внутреннюю отделку помещений здания, связанных с боковыми стенками. Таким образом, тросы позволяют усилить прочность арочной конструкции здания, снижение или устранение эффекта проседания вершины арки (крыши здания) под действием нагрузки.
Поскольку без выполнения отверстий 8 тросы 5 невозможно закрепить к прогонам 4, они не только совершенно необходимы, но и одновременно служат вентиляционными отверстиями, которые позволяют улучшить внутреннюю вентиляцию верхней части арочной конструкции здания.
Лучше, когда сквозные отверстия в первом слое проделаны под наклоном так, что продольная ось отверстий расположена перпендикулярно по отношению к отвесной линии. Тогда тросы скользят по ним при натяжении и не формируют нагрузку на материал слоя, что может постепенно прорезать его и ослаблять тросы натяжения. Чтобы не выполнять отверстия под углом (наклоном), целесообразно установить у основания отверстия выходящего внутрь арки опорное колесо, на которое посадить трос.
Изготовление и монтаж бескаркасного арочного здания осуществляется в следующей последовательности.
Панели арочного здания изготавливают в два этапа: сначала формируют прямые тонколистовые холодногнутые корытообразные элементы, обрезают по длине, а затем на гибочной установке они получают заданную проектом форму поперечника здания с одновременным образованием поперечных гофр на широкой полке и примыкающих к ней участках стенок панели.
Монтаж выполняется укрупненными на земле арочными блоками, состоящими из нескольких панелей. Укрупнение панелей осуществляется в горизонтальном положении. Объединение панелей выполняется с помощью универсальной установки для фальцовки соединений, работающей в различных пространственных положениях и используемой также на монтаже.
Установку укрупненных монтажных блоков в проектное положение осуществляют с использованием специальных траверс, конструкция и длина которых зависит от пролета монтируемого блока. После установки двух смежных укрупненных монтажных блоков арочных панелей в проектное положение и их крепления к фундаменту их соединяют между собой закаткой фальцевого замка. На смонтированный первый слой арочных панелей устанавливают и крепят с помощью самонарезающих болтов перфорированные прогоны, к которым крепят на болтах листовые кляммеры. Между прогонами укладывают плиты утеплителя, а затем монтируют верхний слой арочных панелей, которые закрепляют с помощью листовых кляммер, закаткой в фальцевый замок верхнего слоя. После возведения здания через определенные интервалы просверливают отверстия для тросов, закрепляют тросы к прогонам, после чего натягивают тросы. Только после этого можно создавать нагрузку на арочную конструкцию, она не будет подвержена сильным изменениям формы.
Предлагаемое техническое решение апробировано натурными экспериментальными испытаниями возведенного арочного здания пролетом 35 м. Здание использовалось в качестве производственного цеха завода, причем на верхней части арочной конструкции была сформирована нагрузка в виде второго этажа, на котором размещены офисные помещения управленческих отделов предприятия. Потолки второго этажа не доходили по высоте до тросов. Арочная конструкция не претерпела изменений формы в течение 3 лет.