ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ ШПРЕНГЕЛЬНАЯ ФЕРМА

Полезная модель относится к строительству, а именно, к несущим конструкциям покрытий зданий и сооружений промышленного, общественного и гражданского назначения.
Известна шпренгельная ферма, включающая балку жесткости, затяжку и стойки шпренгеля, установленные между ними, а также подкосы, установленные в средних панелях шпренгельной фермы (Брудка Я., Лубиньски М. Легкие стальные конструкции. Пер. с польского. Под ред. С.С. Кармилова. - М.: Стройиздат, 1974, стр. 329, рис. 9-40).
Недостатком известного технического решения является недостаточная устойчивость элементов шпренгельной фермы на монтаже и при эксплуатации. Растянутая затяжка расположена ниже центров тяжести приведенных поперечных сечений шпренгельной фермы и, следовательно, находится в неустойчивом положении. Сжатая двутавровая балка жесткости имеет сравнительно небольшие значения моментов инерции сечений в направлении из вертикальной плоскости шпренгельной фермы и находится в неустойчивом положении.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является предварительно напряженная шпренгельная ферма, включающая балку-распорку, гибкую затяжку, стойки шпренгеля и натяжное устройство (RU 2184819, Е04С 3/10, 10.07.2002 г.).
Недостатком известного технического решения является недостаточная устойчивость элементов предварительно напряженной шпренгельной фермы на монтаже и при эксплуатации.
Задача полезной модели - повышение устойчивости и, как следствие, несущей способности элементов предварительно напряженной шпренгельной фермы на монтаже и при эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что предварительно напряженная шпренгельная ферма, включающая элемент жесткости в виде балки-распорки, гибкую затяжку, объединяющие их стойки шпренгеля, и натяжное устройство, имеет элемент жесткости в виде парных балок-распорок, объединенных решеткой, а гибкая затяжка на приопорных участках присоединена к V-образным траверсам, закрепленным на торцах парных балок-распорок.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
- фиг. 1 - общий вид предварительно напряженной шпренгельной фермы;
- фиг. 2 - план предварительно напряженной шпренгельной фермы;
- фиг. 3 - разрез 1-1 на фиг. 1;
- фиг. 4 - разрез 2-2 на фиг. 1;
- фиг. 5 - разрез 3-3 на фиг. 1.
Предварительно напряженная шпренгельная ферма включает элемент жесткости 1, гибкую затяжку 2, объединяющие их стойки шпренгеля 3 и натяжное устройство 4. При этом элемент жесткости 1 выполнен в виде парных балок-распорок 5, а гибкая затяжка 3 на приопорных участках присоединена к V-образным траверсам 6, закрепленным на торцах 7 парных балок-распорок 5 (фиг. 2). Парные балки-распорки 5 выполнены в виде перфорированных труб 8 (фиг. 1) замкнутого поперечного сечения, квадратного или прямоугольного, и объединены между собой решеткой 9.
Стойки шпренгеля 3 жестко соединены с парными балками-распорками 5 и шарнирно сопрягаются с гибкой затяжкой 2, проходящей через направляющие 10, расположенные на их нижних концах (фиг. 3, 4, 5). Верхние концы стоек шпренгеля 3 объединены горизонтальными распорками 11.
Очертание осей парных балок-распорок 5 и гибкой затяжки 2 приняты подобными форме эпюры изгибающих моментов в системе, например, в форме квадратной параболы (фиг. 1) в случае загружения всего пролета шпренгельной фермы равномерно распределенной нагрузкой. Оси стоек шпренгеля 3 ориентированы перпендикулярно касательным к осям парных балок-распорок 5 (фиг. 1), проведенным через точки их пересечения с осями стоек шпренгеля 3.
Таким образом, предварительно напряженная шпренгельная ферма является комбинированной системой, состоящей из жестких элементов рамной надстройки в виде парных балок-распорок 5 с присоединенными к ним стойками шпренгеля 3, объединенными горизонтальными распорками 11, установленных на опоры 12 и опирающихся в пролете на гибкую затяжку 2, объединенную с опорами 12 через V-образные траверсы 6.
После приложения нагрузок жесткие и гибкие элементы комбинированной системы начинают работать совместно, поддерживая друг друга. При этом гибкая затяжка 2 и V-образные траверсы 6 находятся в растянутом состоянии, а устойчивость пространственного положения гибкой затяжки 2 в направлении из вертикальной плоскости предварительно напряженной шпренгельной фермы обеспечивается ее объединением с жесткими элементами рамной надстройки, а именно усилия от гибкой затяжки 2 передаются через наклонные к вертикали стойки шпренгеля 3 к парным балкам-распоркам 5, объединенных между собой горизонтальными распорками 11 и решеткой 9. При этом парные балки-распорки 4 вместе с горизонтальными распорками 11 и решеткой 9 образуют горизонтальную ферму. Парные балки-распорки 5 находятся в сжато-изогнутом напряженном состоянии, а их пространственная устойчивость обеспечивается: в вертикальном направлении опиранием на гибкую затяжку 2 через наклонные к вертикали стойки шпренгеля 3, а в горизонтальном направлении - фермой, состоящей из горизонтальных распорок 11 и решеткой 9, уменьшающей свободные длины парных балок-распорок 5 до размеров панелей решетки 9. Стойки шпренгеля 3 работают на сжатие с изгибом, как элементы жесткой рамной надстройки, опирающейся на растянутую гибкую затяжку 2. Устойчивость формы гибкой затяжки 2 в горизонтальном направлении обеспечивается закреплением ее в направляющих 10, пространственное положение которых гарантируется фиксацией к указанной выше горизонтальной ферме наклонными стойками шпренгеля 3.
Изготовление предварительно напряженной шпренгельной фермы ведется с использованием подмостей в следующем порядке: устанавливаются парные балки-распорки 5 элемента жесткости 1; на торцах 7 парных балок-распорок 5 монтируются опоры 12; парные балки-распорки 5 объединяются между собой горизонтальными распорками 11 и решеткой 9; к парным балкам-распоркам 5 с присоединенными к ним горизонтальными распорками 11 снизу подводятся стойки шпренгеля 3, снабженные на своих нижних концах направляющими 10; в направляющие 10 устанавливается гибкая затяжка 2 и закрепляется к опорам 12 при помощи V-образных траверс 6, собранных поэлементно. Производится предварительное натяжение гибкой затяжки 2 натяжными устройствами 4 (фиг. 6).
Использование предлагаемого изобретения позволит повысить устойчивость и, как следствие, несущую способность предварительно напряженной шпренгельной фермы при монтаже и эксплуатации.