СПОСОБ СБОРКИ ПОКРЫТИЯ (ПЕРЕКРЫТИЯ) ИЗ ПЕРЕКРЕСТНЫХ ФЕРМ
METHOD OF ASSEMBLY OF COATING (OVERLAPPING) FROM CROSS FARMS

Предлагаемое техническое решение относится к строительству и предназначено для возведения пространственных покрытий (перекрытий) зданий и сооружений из перекрестных ферм.
Известна пространственная несущая конструкция покрытий зданий и сооружений, включающая систему перекрестных ферм, в которой верхние и нижние пояса ферм одного направления расположены над одноименными поясами ферм другого направления. Фермы одного направления могут служить при монтаже опорными конструкциями, а другого - устанавливаться на последних в точках пересечения раскосов, где предусмотрены специальные опорные плитки-столики, причем в этих же точках перекрестные фермы взаимодействуют и при эксплуатационной нагрузке. Для того чтобы реализовать такой монтаж, в местах пересечения ферм предусмотрены съемные вставки в поясах: верхних - у опорных ферм и нижних - в установленных на них. После установки вышележащих ферм скрепляют опорные плитки, замыкают разрывы поясов и соединяют пересекающиеся пояса между собой для их взаимной развязки из плоскости ферм [Беспалов С.М., Долгинов Е.С., Фукс О.М. Пространственная несущая конструкция покрытия зданий и сооружений. - Авторское свидетельство №608897, 16.05.1978, бюл. №20].
Основной недостаток известного решения состоит в прерывании сжатых и растянутых поясов монтажными окнами. При этом монтажные стыки размещены в самых напряженных местах конструкции, из-за чего специальные вставки и накладки должны восполнить сечения поясных элементов, что приводит к перерасходу материала и увеличению количества соединительных болтов и сварки.
Еще одно известное решение представляет собой пространственную несущую конструкцию покрытия зданий и сооружений, включающую систему перекрестных ферм, в которой верхние и нижние пояса ферм одного направления расположены над одноименными поясами ферм другого направления. Узлы перекрестных ферм совмещены по вертикали, а раскосы решетки вышележащей фермы в узлах смещены от оси на ширину верхнего пояса нижележащей фермы. Причем нижние пояса вышележащих ферм выполнены съемными, а фермы соединены через верхние пояса [Аденский В.А., Гринберг М.Л., Прицкер А.Я., Шимановский В.Н., Трофимов В.И., Штепа Б.А. Пространственная решетчатая несущая конструкция. - Авторское свидетельство №964083, 07.10.1982, бюл. №37].
Недостатком такого известного решения является сложность пропуска всех съемных поясов ферм одного направления сквозь все фермы другого направления с последующей сваркой не только узлов пересечения ферм, но и узлов прикрепления стержневых элементов решеток к съемным поясам, что увеличивает трудоемкость монтажа. При этом в стержневой системе несущей конструкции узлов прикрепления гораздо больше, чем узлов пересечения, что так же негативно влияет на трудоемкость монтажа. Перекрестные фермы одного направления отличаются от таких же ферм другого направления как съемными поясами, так и решетками, раскосы которых в узлах пересечения смещены на ширину поясов, что приводит к снижению степени унификации несущих конструкций и сопровождается ростом трудоемкости их изготовления.
Наиболее близким к предлагаемому (принятым в качестве прототипа) является техническое решение, представляющее собой способ сборки покрытия из перекрестных ферм, включающий установку ферм первого направления с параллелограммной решеткой и пропуск через их межпоясной зазор ферм второго направления с внешней высотой сечения больше, чем этот зазор. Сквозь такой зазор фермы пропускают в наклонном виде и разворачивают до проектного положения с распором поясов ферм первого направления, вызывая тем самым удлинение диагонали параллелограммной решетки и строительный подъем ферм покрытия [Хисамов Р.И., Наумов А.К., Котлов В.Г. Способ сборки покрытия из перекрестных ферм. - Авторское свидетельство №1206410, 23.01.1986, бюл. №3].
Недостаток прототипа проявляется в том, что пропуск перекрестных ферм одного направления в наклонном виде сквозь перекрестные фермы другого направления не менее сложно и трудоемко, чем пропуск съемных поясов. Дополнительные трудности связаны с разворотом монтируемых ферм из наклонной позиции в проектное положение, при котором для распора поясов ферм другого направления необходимо прикладывать определенное усилие. Кроме того, реализация описываемого способа сборки покрытия из перекрестных ферм требует повышенной точности их расчета, проектирования, изготовления и монтажа.
Техническим результатом предлагаемого решения является упрощение сборки покрытия (перекрытия) из перекрестных ферм и уменьшение трудоемкости их монтажа.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе сборки покрытия (перекрытия) из перекрестных ферм, включающем установку одинаковых ферм с доборными стойками решеток в узлах пересечения ферм (угловых, контурных и внутренних), а также неразрезными прогонами, делящими все ячейки перекрестной системы пополам, монтируемые фермы одного из направлений с монтажными окнами в верхних (сжатых) поясах подвешивают при помощи траверсы в перевернутом виде за нижние пояса установленных ферм другого направления и разворачивают в проектное положение. В качестве траверсы используют прогон, который после сборки очередной фермы устанавливают посередине ячеек перекрестной системы.
Предлагаемый способ сборки перекрестных ферм имеет достаточно универсальное техническое решение для монтажа несущих конструкций как покрытий, так и перекрытий. При этом по аналогии с прототипом перекрестные фермы могут быть деревянными с узловыми соединениями на металлических зубчатых пластинах. С не меньшей эффективностью его можно использовать в модулях (блоках) покрытий и перекрытий из перекрестных ферм типа «Пятигорск» с применением прямоугольных труб (замкнутых гнутосварных профилей) [1. Марутян А.С., Кобалия Т. Л. Модуль (блок) покрытия (перекрытия) из перекрестных ферм типа «Пятигорск». - Патент №117944, 10.07.2012, бюл. №19; 2. Марутян А.С., Кобалия Т.Л., Боков С.А., Ковалев Д.А., Глухов С.А. Пространственная решетчатая несущая конструкция. - Патент №2485257, 20.06.2013, бюл. №17].
Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображена схема сборки покрытия (перекрытия) из перекрестных ферм с монтируемой фермой, снабженной монтажными окнами и подготовленной к вертикальной транспортировке с использованием прогона в качестве траверсы; на фиг. 2 - то же во время подъема монтируемой фермы в перевернутом виде; на фиг. 3 - то же во время подвески монтируемой фермы в перевернутом виде через траверсу за нижние пояса установленных ферм другого направления; на фиг. 4 - то же во время разворота монтируемой фермы из перевернутой позиции в проектное положение; на фиг. 5 - то же во время закрепления монтируемой фермы в проектном положении; на фиг. 6 приведена схема собранного каркаса покрытия (перекрытия) из перекрестных ферм; на фиг. 7 представлена аксонометрия узла пересечения ферм с монтажным окном, его вставкой и стойкой решеток в разобранном виде; на фиг. 8 показан снимок того же узла без вставки и стойки.
Предлагаемый способ сборки покрытия или перекрытия из перекрестных ферм включает установку одинаковых ферм 1 с доборными стойками решеток 2 в угловых, контурных и внутренних узлах пересечения, а также неразрезными прогонами 3, делящими все ячейки перекрестной системы пополам. Верхние и нижние пояса ферм 1 в узлах пересечения расположены поэтажно, из-за чего доборные стойки 2 короче рядовых стоек решеток на высоту поясных элементов. Неразрезные прогоны 3 расположены в одном направлении и оперты на верхние пояса ферм 1 таким образом, чтобы с верхними поясами ферм 1 другого направления сформировать опорную плоскость (или поверхность) для ограждающих конструкций. После установки опорных конструкций, коими являются угловые колонны, их обвязывают фермами 1. При количестве ячеек перекрестной системы 2×2 фермы 1 по контуру оставляют одиночными, а при количестве ячеек 3×3 - их сдваивают. Затем на контурные фермы устанавливают внутренние фермы 1 одного направления. В верхних (сжатых) поясах внутренних ферм 1 другого направления при помощи двойных прямых резов выполняют монтажные окна 4, габариты которых определяют с учетом ширины поперечного сечения ферм 1 и минимизации трудоемкости их сборки. Для вертикальной транспортировки фермы 1 с монтажными окнами 4 узлы ее нижнего пояса при помощи такелажных цепей 5 соединяют с прогоном 3, как с монтажной траверсой. Такелажные цепи 5 выполняют соединения в форме восьмерок, верхние петли которых плотно затянуты вокруг прогона 3, а нижние - обхватывают узлы пояса с определенными люфтами, достаточными для линейных и угловых перемещений монтируемой фермы при ее установке в проектное положение. При помощи прогона 3 и крана с его стропами 6 монтируемую ферму приводят в вертикальное положение и в перевернутой позиции поднимают до низа нижних поясов установленных ферм другого направления. Применив еще один комплект такелажных цепей, прогон 3 подвешивают за нижние пояса установленных ферм с таким расчетом, чтобы разворот монтируемой фермы 1 из перевернутой позиции привел ее в проектное положение. Для этого разворота стропы крана 6 закрепляют за верхний пояс, монтажные окна которого пропускают сквозь монтируемую ферму нижние пояса и решетки установленных ферм другого направления. После разворота фермы 1 и приведения ее в проектное положение заваривают вставки монтажных окон, устанавливают доборные стойки решеток 2 и обваривают соединительные узлы ферм. Прогон 3, использованный в качестве монтажной траверсы, демонтируют и размещают по проекту на верхних поясах установленных ферм другого направления.
Положительным эффектом предлагаемого решения можно признать не только упрощение сборки покрытия (перекрытия) из перекрестных ферм и уменьшение трудоемкости их монтажа, но и ту гибкость, которая достаточно заметна при его использовании совместно с новым способом изготовления монтируемых конструкций [Марутян А.С. Способ изготовления решетчатых конструкций из трубчатых (гнутосварных) профилей. - Патент №2600887, 27.10.2016, бюл. №30]. Такой подход обеспечивает существенное снижение материальных и трудовых затрат за счет того, что его реализация в значительной мере основана на современном компактном оборудовании (в первую очередь сварочном) и соответствующей квалификации тех, кто на нем работает как в цеховых, так и построечных условиях. Продолжающаяся модернизация самих конструкций и способов их изготовления, сборки (монтажа) обеспечивает им определенный спрос в нестабильных условиях современной конъюнктуры.