СТАЛЬНАЯ ФЕРМА

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении зданий с дорогостоящим оборудованием или большим скоплением людей.
Известна стальная ферма, состоящая из верхнего и нижнего поясов, соединенных между собой решеткой, и вынесенной за пределы нижнего пояса стойкой с затяжкой из высокопрочной стали /1/. Однако во время аварии такая конструкция фермы не предотвращает ее падения на расположенное внизу дорогостоящее оборудование и людей, с соответствующими последствиями.
Известна стальная ферма, состоящая из верхнего и нижнего поясов, соединенных между собой решеткой, и размещенного в области нижнего пояса троса с анкерами на концах, и упорами /2/.
Недостатком такой стальной фермы является ее падение во время аварии на расположенное внизу дорогостоящее оборудование и людей.
Наиболее близкой по техническому решению к предлагаемому изобретению является стальная ферма, состоящая из верхнего и нижнего поясов, соединенных между собой решеткой, и размещенного в области нижнего пояса троса с анкерами на концах, и упорами /2/.
Недостатком такой стальной фермы является ее падение во время аварии на расположенное внизу дорогостоящее оборудование и людей, что приводит к выходу из строя оборудования и человеческим жертвам.
Цель изобретения - предотвращение падения фермы во время аварии на дорогостоящее оборудование и людей, сохранение оборудования и людей от гибели.
Указанная цель достигается тем, что у стальной фермы, состоящей из верхнего и нижнего поясов, соединенных между собой решеткой, троса из высокопрочной стали с анкерами на концах, расположенного него в области нижнего пояса, и упоров. Отличительным признаком предлагаемой конструкции фермы является то, что анкеры удалены от упоров на расстояния, обеспечивающие при обрушении фермы после  приближения анкеров к упорам необходимую стрелку провеса троса.
Благодаря наличию этих признаков достигается ожидаемый эффект, заключающийся в том, что при разрушении фермы во время аварии концевые участки троса проскальзывают в отверстиях упоров, анкера приближаются к ним и трос превращается в гибкую нить однопоясной висячей системы, несущая способность которой больше несущей способности фермы. При этом между анкерами и упорами могут быть установлены амортизаторы. Ферма после разрушения оказывается опертой на эту нить и зависнет над нижерасположенным оборудованием и людьми, которые остаются неповрежденными и спасенными.
На фиг.1 показана стальная ферма в работоспособном состоянии, а на фиг.2 представлено ее одно из возможных положений после разрушения.
Стальная ферма состоит из верхнего 1 и нижнего 2 поясов, соединенных между собой элементами решетки 3. На нижнем поясе расположен трос 4 с анкерами на концах 6 и упоры 5. Около упоров могут находиться  амортизаторы 7, смягчающие удар. Трос не подвержен предварительному натяжению и анкеры удалены от упоров на расстояние, обеспечивающее после приближения к упорам необходимую стрелку провеса гибкой нити, в которую трос преобразуется при обрушении фермы. На фиг.1, 2 конструкции кровли условно не показаны.
При разрушении фермы во время аварии, которая может сопровождаться разрывом нижнего пояса 2, крайние участки троса 4 проскальзывают в отверстиях упоров 5 до тех пор, пока анкеры 6 не достигнут амортизаторов 7, а через них и упоров 5, как это показано на фиг.2. Под действием  массы  кровли и фермы трос провиснет, образуя гибкую нить висячей однопоясной конструкции, несущая способность которой может быть в несколько раз больше несущей способности фермы. Поэтому она воспримет нагрузку от разрушенного покрытия, предотвращая гибель людей и выход из строя дорогостоящего оборудования.
Осуществление предлагаемой конструкции проиллюстрируем на применении стальных ферм из спаренных уголков над залом турбогенераторов с пролетом 24 м. При расчетной нагрузке 14,27 кН/м масса каждой фермы составляет 1940 кг ФС 2.4-1.45. Полагая, что их обрушение произойдет при увеличении нагрузки в 2 раза по сравнению с расчетной предусматриваем тросы типа ТК ГОСТ 3068-74 диаметром 55 мм двойной свивки длиной по 25,0 м, которая обеспечит стрелку провеса при обрушении покрытия 3,0 м и восприятие увеличенной нагрузки по сравнению с исходной в 2,5 раза. Общая металлоемкость каждой фермы при этом увеличится всего на 18%. Металлоемкость обычной стропильной фермы, воспринимающей эту нагрузку, должна быть в 2,5 раза больше, чем предполагаемой
Источники информации
1. Металлические конструкции: Спец. курс: Учебное пособие для вузов / Е.И.Беленя, Н.Н.Стрелецкий, Г.С.Ведеников и др.: Под ред. Е.И.Беленя - 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Стройиздат, 1991 - 687 с. Ил.
2. Ференчик П., Тохачек М. Предварительно напряженные стальные конструкции: Перев. с нем. М.: Стройиздат, 1979. - 423 с. Ил.