СТАЛЬНАЯ ТЕНТОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ
STEEL TENT CONSTRUCTION

Изобретение относится к области строительства, а именно к каркасно-тентовым конструкциям, и может быть использовано в качестве легких мобильных быстромонтируемых сооружений различного назначения, пригодных для различных спортивных, хозяйственных, производственных и других нужд в виде накрытых от воздействия погодных условий площадей, как временное укрытие от внешних воздействий при производстве различного вида работ и т.п.
Известна быстросборная каркасно-тентовая конструкция по патенту РФ на полезную модель №77883 М., кл. Е04В 1/342. Каркасно-тентовая конструкция содержит каркас, состоящий из прямоугольного в плане основания, полукруглых ферм, соединенных между собой обрешеткой, и ветровых стоек - по две на каждый торец конструкции, и тент ПВХ. Между ветровыми стойками закреплены направляющие, выполненные с возможностью установки створок раздвижной двери, при этом каждая ферма состоит из трех частей: средней и двух боковых, выполненных в виде опорных стоек и части кровли, причем обрешетка выполнена с возможностью крепления к ферме с помощью Г-образного уголкового соединения на обрешетке и петлевого соединительного элемента фермы, а опорные стойки соединены по диагонали жесткостными элементами. Фермы установлены на расстоянии 2,5 м друг от друга. Обрешетка выполнена из трубы круглого или квадратного сечения. Жесткостные элементы представляют собой стальные тросы или тяжи с затяжкой талрепами. Конструкция собираемся из прямоугольного в плане основания и полукруглых ферм пролетом 10 м. Фермы устанавливаются на расстоянии 2,5 м друг от друга. Отдельные части фермы соединяются между собой с помощью болтовых соединений через накладки. Между собой фермы соединены стальной обрешеткой, выполненной из трубы круглого сечения диаметром 50 мм или квадратного сечения.
К недостаткам известной конструкции каркаса можно отнести сложности, связанные с низкой надежностью конструкции при воздействии на нее нагрузок.
Известна более совершенная конструкция каркаса ангара и более совершенная технология его сборки. См. патент РФ на изобретение №2449093 - прототип. Каркас быстровозводимого сооружения подкосно-ригельного типа, включающий шарнирно соединенные элементы арочно-рамной конструкции, так что стойки сопряжены с ригелями шарнирно, подкосы с ригелями и стойками также соединены шарнирно, имеются шарниры центральный и опорные, при этом каркас выполнен с дополнительными поворотными шарнирами в ригеле между стойкой и примыканием подкоса, а также в пределах длины подкоса, причем участки подкосов, примыкающие к ригелю, жестко присоединены к нему так, что вместе с элементами стойки и ригеля образуют ячейку выпуклого четырехзвенного механизма, геометрия которого обеспечивает возможность конструкции до монтажа опираться на площадку шарнирными узлами подкосов, а центральный шарнир при этом находится выше опорных шарниров. Каркас выполнен с дополнительными ячейками четырехзвенного механизма, которые объединены с основными по типу пантографа. Каркас выполнен в виде пространственного блока, который включает по крайней мере две рамы, соединенные связями. Монтаж каркаса быстровозводимого сооружения включает раскладку элементов на площадке, соединение элементов в узлах, установку каркаса на фундамент и подъем в проектное положение, при этом подъем каркаса производят за счет сближения и стягивания противоположных узлов ячеек четырехзвенного механизма, например, с помощью лебедок.
К недостаткам прототипа можно отнести ненадежность конструкции, связанную с постоянным напряжением стянутых узлов, и возможность изменения геометрии и жесткости конструкции в шарнирных соединениях. К тому же установка дополнительных соединительных связей по окончательной фиксации положения конструкции предполагает длительную работу сборщиков на высоте.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности создание более надежной, функциональной и более стойкой к нагрузкам каркасной конструкции.
Поставленный предлагаемым изобретением технический результат достигается сочетанием использования известных общих признаков с прототипом, включающих фермы, выполненные в виде соединенных пролетов, содержащих по продольным сторонам трубчатые несущие элементы, соединенные между собой обрешеткой, и смонтированные на фундаменте стяжки, двери, ворота, тент ПВХ, профлист или сэндвич-панель, и новых признаков, заключающихся в том, что каждая ферма выполнена в виде соединенных при помощи направляющих опорных стоек, прямых и дугообразных пролетов, при этом по меньшей мере одна стойка каждой фермы шарнирно соединена с опорной пятой, смонтированной на фундаменте, а в полости несущих элементов опорных стоек и продольных сторон пролетов в местах болтового соединения несущих элементов друг с другом смонтированы антидеформационные распорные узлы, при этом на наружной поверхности несущих элементов стоек и пролетов закреплен тент ПВХ.
Направляющие трубчатых несущих элементов каждого прямого и дугообразного пролетов и опорных стоек ферм выполнены с одной их стороны в виде жестко закрепленных по боковым сторонам несущих элементов пластин или уголков, а с другой стороны в несущих элементах пролетов и стоек выполнены отверстия для болтовых соединений с вмонтированными антидеформационными узлами.
Тент ПВХ выполнен в виде отдельных полотен на каждый пролет и закреплен на наружной поверхности несущих элементов стоек и пролетов при помощи замкового соединения, выполненного в виде двухсторонней профильной накладки с продольными пазами на боковых сторонах соответствующих профилю кедера, закрепленного на боковых сторонах тента ПВХ.
Между опорными стойками каждой фермы и на тенте ПВХ смонтированы натяжные балки, связанные друг с другом при помощи болтов.
Расстояние между фермами выполнено равным от 3 до 5 метров.
Новизной предложенной каркасно-тентовой конструкции является выполнение каждой фермы в виде соединенных при помощи направляющих опорных стоек, прямых и дугообразных пролетов, при этом по меньшей мере одна стойка каждой фермы шарнирно соединена с опорной пятой, смонтированной на фундаменте, а в полости несущих элементов опорных стоек и продольных сторон пролетов в местах болтового соединения несущих элементов друг с другом вмонтированы антидеформационные распорные узлы, при этом на наружной поверхности несущих элементов стоек и пролетов закреплен тент ПВХ.
Так, выполнение каждой фермы в виде соединенных при помощи направляющих опорных стоек, прямых и дугообразных пролетов и шарнирное соединение по меньшей мере одной стойки каждой фермы с опорной пятой, смонтированной на фундаменте, позволяет собирать надежную конструкцию фермы различной ширины дополняя ее прямыми и дугообразными пролетами, при этом наличие опорных пяток позволяет шарнирно присоединить к ним опорные стойки конструкции объединив их в секции по меньшей мере по две фермы и наклонив их в сторону ангара осуществлять последовательную сборку секции ферм на полу ангара в более доступном и удобном положении, приподнимая конструкцию по мере сборки краном.
Наличие в полости несущих элементов опорных стоек и продольных сторон пролетов в местах болтового соединения несущих элементов друг с другом атидеформационных распорных узлов предотвращает деформацию несущих элементов стоек и пролетов в местах их соединения и позволяет получить жесткую надежную прочно соединенную конструкцию.
Признаки выполнения направляющих трубчатых несущих элементов каждого прямого и дугообразного пролетов и опорных стоек ферм с одной их стороны в виде жестко закрепленных по боковым сторонам несущих элементов пластин или уголков, а с другой стороны выполнение в несущих элементах пролетов и стоек отверстий для болтовых соединений, выполнение тента ПВХ в виде полотен отдельно на каждый пролет, закрепленных на наружной поверхности несущих элементов стоек и пролетов при помощи замкового соединения, выполненного в виде двухсторонней профильной накладки с продольными пазами на боковых сторонах, соответствующих профилю кедера, закрепленного на боковых сторонах тента ПВХ, монтаж между опорными стойками каждой фермы и на тенте ПВХ натяжных балок, связанных друг с другом при помощи болтов, являются признаками, раскрывающими конкретное выполнение конструкции, и способствуют достижению поставленного технического результата.
Выполнение расстояния между фермами равным от 3 до 5 метров позволяет увеличивать его длину без ущерба надежности и жесткости конструкции ангара.
Согласно проведенному патентно-информационному поиску сочетания известных общих с прототипом и новых признаков предлагаемого изобретения в источниках информации не обнаружено, что позволяет сделать вывод о их новизне. Указанное сочетание не вытекает явным образом из существующего уровня техники, что позволяет отнести их к имеющим изобретательский уровень, а описание работы конструкции с использованием предлагаемых существенных признаков позволяет отнести их к промышленно выполнимым.
На фиг.1 показан общин вид конструкции ангара без тента.
На фиг.2 схематично показана собранная секция в виде трех опорных стоек ферм.
На фиг.3 схематично показаны три опорные стойки ферм, шарнирно закрепленные на пятах одной продольной стороны фундамента с прикрепленными к ним дугообразными пролетами и соединенные между собой поперечными балками.
На фиг.4 схематично показаны три опорные стойки ферм, шарнирно закрепленные на пятах одной продольной стороны фундамента с прикрепленными к ним по одному дугообразному пролету и двумя прямыми пролетами и соединенные между собой поперечными балками.
На фиг.5 схематично показаны три опорные стойки ферм, шарнирно закрепленные на пятах одной продольной стороны фундамента с прикрепленными к ним по одному дугообразному пролету, двумя прямыми и вновь по одному дугообразному пролету и соединенные между собой поперечными балками.
На фиг.6 схематично показаны три опорные стойки ферм, шарнирно закрепленные на пятах одной продольной стороны фундамента с прикрепленными к ним по одному дугообразному пролету, двумя прямыми, по одному дугообразному и вновь с двумя прямыми пролетами и соединенные между собой поперечными балками.
На фиг.7 схематично показаны три опорные стойки ферм, шарнирно закрепленные на пятах одной продольной стороны фундамента с прикрепленными к ним по одному дугообразному пролету, двумя прямыми, по одному дугообразному, вновь с двумя прямыми пролетами и одним дугообразным пролетом, соединенные между собой поперечными балками.
На фиг.8 показано замковое соединение тента ППХ с профильными накладками.
На фиг.9 показаны варианты выполнения направляющих, закрепленных на боковых сторонах несущего трубчатого элемента.
На фиг.10 показан антидеформационный узел, последовательно устанавливаемый в полость несущего трубчатого элемента.
На фиг.11 показан карман тента ПВХ с размещенной в нем натяжной балкой.
Предлагаемый каркасно-тентовый ангар состоит из треугольной формы стойки 1 с опорной пластиной 2, обеспечивающей шарнирное соединение 3 с пятой 4 фундамента 5. К стойке 1 фермы каркаса последовательно в зависимости от требуемых размеров ангара прикрепляют дугообразный 6, затем один или два прямых 7 пролета, затем вновь дугообразный 8 пролет, формирующий верх каркаса, и вновь два прямых пролета 9, дугообразный 10 и стойку 11, устанавливаемую на другой продольной стороне фундамента 5. Фермы между собой соединены балками 12 при помощи соединительных элементов, выполненных в виде уголка 13 с отверстиями 14 для болтового соединения. Между соединительными балками по меньшей мере в трех промежутках между фермами - в двух по краям каркаса и в одном в центре каркаса по диагонали установлены стяжки 15. В нижней части ферм смонтированы натяжные балки 16 натяжения тента 17, который закрепляется на наружных поверхностях несущих элементов стоек и пролетов при помощи замкового соединения, выполненного в виде профильной накладки 18, закрепляемой на верхней поверхности ферм и прутковой вставки-кедера 19 с закрепленным на ней тентом 17. Каждый несущий трубчатый элемент 20 пролета и стоек снабжен направляющими, выполненными в виде жестко закрепленных на их боковых сторонах пластин 21 или уголков 13. Для предотвращения деформации трубчатого несущего элемента каждый из них в месте болтового соединения снабжен антидеформационным узлом 22, выполненным в виде двух пластин 23, связанных друг с другом при помощи по меньшей мере одной распорной втулки 24, с выполненными отверстиями 25 для болтов.
Боковые стороны каркаса выполнены из продольных и поперечных балок, предназначенных для установки дверей и закрепления тента.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При изготовлении фундамента 5 требуемых размеров по его периметру на заданном расстоянии устанавливают опорные пяты 4, к которым на продольной стороне фундамента 5 при помощи шарнирного соединения закрепляют по меньшей мере две стойки 1 ферм, объединяемых в секции. В зависимости от возможностей грузоподъемного механизма, принимающего участие в сборке, количество одновременно закрепляемых на фундаменте стоек может быть и три, и четыре, и пять, и более. Поскольку стойка 1 одним краем закреплена шарнирно на фундаменте 5, то второй ее край находится на полу сборочной площадки или на монтажном столе высотой 80-100 см. Приподнимая незакрепленные края стоек 1 всех двух, трех и более ферм на стол, приступают к присоединению к стойкам 1 дугообразных пролетов 6. При этом на боковых сторонах несущих элементов стоек 1 и пролетов 6 закреплены направляющие - уголки 13 или пластины 21 с отверстиями для болтового соединения. Все частично собранные фермы соединяют между собой поперечными балками 12.
После закрепления дугообразных пролетов 6 на стойках 1 частично собранная конструкция каркаса принимает вид, показанный на фиг.3. Далее к дугообразным пролетам прикрепляют при помощи направляющих, антидеформационных узлов 22 и болтовых соединений по два прямых 7 пролета (см. фиг.4). Далее, приподнимая собранную таким образом конструкцию на удобную для работы сборщиков высоту - на монтажный стол, к крайним прямым пролетам 7 прикрепляют дугообразный пролет 8, формирующий верх каркаса, и соединяют фермы поперечными балками 12. Далее к дугообразному пролету 8 присоединяют два прямых пролета 9 и дугообразный пролет 10. Последним конструктивным элементом, присоединяемым к аркам секции, являются стойки 11, закрепляемые на противоположной стороне фундамента 5. В такой же последовательности осуществляют сборку других секций каркаса, включающих по две, три и более ферм. На наружную поверхность собранного каркаса при помощи профильных накладок 18 и прутковых вставок-кедеров 19 закрепляют тент 17. На торцевые стороны каркаса при помощи поперечных и продольных балок устанавливают двери и также закрепляют тент.
Пролеты каждой фермы друг с другом соединяют при помощи направляющих, смонтированных на боковых сторонах несущих элементов одного пролета, и соответствующих отверстий в них для болтовых соединений, и вмонтированных в полость несущего элемента другого пролета антидеформационных узлов 22.
Направляющие несущих элементов с отверстиями для болтовых соединений, жестко закрепленные на боковых их сторонах и выполненные в виде пластин 21 или в виде уголков 13, позволяют закреплять несущие элементы оснований и пролетов друг с другом, а также присоединять поперечные балки 12 и стяжки 15.
Выполнение антидеформационного узла 22 в виде двух пластин 23, соединенных друг с другом при помощи по меньшей мере одной распорной втулки 24 с отверстиями 25 для болтов, совпадающими с отверстиями втулок, позволяет в зависимости от габаритов каркаса выбирать требуемую жесткость антидеформационных узлов 22 путем выполнения в них двух и более распорных втулок 24.
Несущие элементы пролетов в вариантном исполнении могут быть выполнены в виде труб прямоугольного или круглого поперечного сечения.
Для повышения жесткости соединенных ферм каркаса в промежутках между фермами - в двух по краям и в одном в центре каркаса между соседними поперечными балками, под углом преимущественно в 45° устанавливают стяжки, обеспечивающие жесткость конструкции.
Выполнение тента ПВХ в виде отдельных полотен на каждый пролет, закрепленных на наружной поверхности несущих элементов каркаса при помощи замкового соединения, выполненного в виде двухсторонней профильной накладки с продольными пазами на боковых сторонах, соответствующих профилю прутковой вставки-кедера 19, закрепленного на боковых сторонах тента ПВХ, позволяет в сочетании с имеющимися между опорными стойками каждой фермы и на тенте ПВХ натяжными балками, связанными друг с другом при помощи болтов, надежно закреплять в замковых соединениях тент 17 и при помощи натяжных балок 16 обеспечивать необходимое его натяжение.
В настоящее время на предприятии изготовлено и собрано несколько каркасов ангаром различных размеров, которые проходят испытания. По окончании испытаний будет принято решение о широком использовании предлагаемой конструкции ангара.