МАЧТА ОПОРНАЯ РЕШЕТЧАТАЯ

Полезная модель относится к строительству, в частности к мачтам опорным для крепления и поддержания газоходов или воздуховодов различных установок, расположенных, к примеру, в блочно-модульных зданиях, блок-контейнерах (блок-боксах) или в ангарных укрытиях, в частности к мачтам опорным решетчатым для крепления и поддержания газоходов или воздуховодов отопительных или компрессорных установок, расположенных в таких сооружениях, а также может использоваться для крепления оборудования связи, телекоммуникаций и другого оборудования.
В настоящее время широкое распространение получили быстровозводимые здания, такие как блочно-модульные здания, состоящих из одного или нескольких блок-контейнеров, сборно-разборные ангарные укрытия. Преимуществом таких зданий по сравнению с капитальными зданиями является высокая скорость и простота монтажа, такие сооружения легко реконструируются и модернизируются, при необходимости их можно даже перенести на новое место. Такие здания, как правило, содержат каркас из профильного металлопроката, обшитый бескаркасными сэндвич-панелями, профнастилом или другими подобными материалами. Такие сооружения используются в различных целях, в том числе для размещения в них различного технологического оборудования и широко используются на промышленных предприятиях, в том числе нефтегазодобывающих. Технологическое оборудование, размещаемое в таких сооружениях, к примеру, отопительные установки, поршневые компрессорные установки содержат газоходы (дымоходы, газоотводящие трубы, воздухозаборные трубы) имеющие вертикальную часть, с высотой, достаточной для обеспечения санитарно-гигиенических норм рассеивания отводимых веществ (для дымоходов, газоотводящих труб) или для обеспечения чистоты забираемого воздуха (для воздухозаборник труб). Такие газоходы могут иметь высоту, значительно, иногда в несколько раз, превышающую высоту здания и должны иметь средства для крепления и поддержания в вертикальном положении.
Известны различные способы решения этой задачи.
Известна конструкция крепления газоходов к стене здания при помощи легкой рамы или хомутов с анкерным креплением, к примеру, Компании «Стройкомплект» (г. Ярославль, http:/www.tehcomp.ru/). Такое крепление экономично, так как не требуется несущей конструкции и отдельного фундамента под нее. Недостаток такой конструкции - высота газоходов ограничена высотой здания, не всегда имеется возможность прикрепить газоход к стене здания, ограничен вес газоходов.
Известна мачта для крепления газоходов той же Компании «Стройкомплект» (г. Ярославль, http:/www.tehcomp.ru/), представляющая собой несущую свободностоящую мачту, на которой закрепляются индивидуальные газоходы. Мачта производится из металлических круглых труб. Основание мачты прикрепляется к анкерной корзине фундамента, который принимает все нагрузки газоходов на себя. Вертикальные газоходы прикрепляются хомутами. На мачте можно установить до 3 газоотводящих стволов, имеющих разные диаметры. Недостаток - большая материалоемкость, большой вес, необходимость дополнительного места под фундамент мачты, большая ветровая нагрузка.
Известна башня по а.с. на изобретение № 787604 (опубл. 15.12.1980). Башня включает фундамент и четырехгранную стойку, выполненную из плоских ферм и распорок, проходящих через узлы плоских ферм и образующих горизонтальные диафрагмы, плоские фермы расположены в диагональных плоскостях фермы. Недостаток - сложная конструкция башни, необходимость дополнительного места под фундамент башни, из-за диагонального расположения плоских ферм невозможно использовать пространство внутри башни для размещения газохода.
Известна башня для поддержания газоотводящих стволов по патенту на изобретение RU 2052055 (опубл. 10.01.1996). Башня содержит наружную и внутреннюю поясные сетки с треугольными ячейками и соединяющие их распорки, при этом каждый узел соединен десятью стержнями с ближайшими к нему узлами, при этом каждые шесть стержней, соединяющих четыре ближайших друг к другу узла, образуют жесткий пространственный элемент, имеющий форму неправильного тетраэдра, а каждые два соседних элемента имеют три общих стержня, изготавливается из металлических труб. Недостаток такой башни - сложность конструкций, высокая трудоемкость изготовления и высокая материалоемкость. Под такую башню также требуется фундамент.
Известны мачты опорные для поддержания газоходов блочно-модульных котельных, к примеру, той же Компании «Стройкомплект» (г. Ярославль, http:/www.tehcomp.ru/). Мачта представляет собой несущую решетчатую колонну в виде призмы квадратного либо треугольного сечения, имеющую расположенные с определенным шагом пояса, между которыми расположены раскосы. На мачте может закрепляться от 1 до 4 газоходов (иногда до 6) - это зависит от количества сторон колонны. Газоходы могут находиться как внутри колонны, так и снаружи. Крепление газоходов к несущей колонне осуществляется кронштейнами и хомутами. Благодаря решетчатой конструкции мачты уменьшена ветровая нагрузка на фундамент и вес конструкции. Мачта прикрепляется к фундаменту, который воспринимает на себя все нагрузки газохода. Это техническое решение выбрано за ближайший аналог заявляемой полезной модели. Недостаток такой мачты - требуется дополнительное место под фундамент мачты. Быстровозводимые блочно-модульные здания и ангарные укрытия, как уже говорилось выше, широко используются для размещения технологического оборудования на промышленных предприятиях, в том числе нефтегазодобывающих. При этом их компактность имеет большое преимущество при размещении в условиях сложившейся планировки и инфраструктуры предприятия. Однако в таких условиях не всегда возможно выделить место под фундамент мачты для поддержания газоходов установок, размещенных в блочно-модульных зданиях, отдельных блок-контейнерах или сборно-разборных быстровозводимых ангарных укрытиях. Возведение фундамента под мачту требует проведения земляных работ, бетонирования, при этом требуется также время на застывание и упрочнение бетона, требуется материал для фундамента.
Перед авторами стояла задача создания простой конструкции мачты опорной решетчатой для крепления и поддержания газоходов или воздуховодов различных установок, размещенных, к примеру, в блочно-модульном здании, отдельном блок-контейнере или сборно-разборном быстровозводимом ангарном укрытии, под которую не требуется отдельного фундамента, сокращение сроков монтажа, материалоемкости мачты опорной решетчатой. Далее дано описание предлагаемой мачты опорной решетчатой применительно к креплению газоходов и применительно к блочно-модульным зданиям, блок-контейнерам и ангарным укрытиям, но это не ограничивает ее применение в других подобных сооружениях и для крепления других устройств.
Для достижения указанного технического результата мачта опорная решетчатая, имеющая расположенные с определенным шагом пояса, между которыми расположены раскосы, вертикальными стойками боковой грани своего основания присоединена к каркасу стены здания, к примеру, блочно-модульного здания, ангарного укрытия или отдельного блок-контейнера. При этом соединение каждой вертикальной стойки основания мачты с каркасом здания выполнено шарнирным, содержащим верхний и нижний кронштейны-шарниры, с горизонтальными осями, параллельными стене здания, при этом верхние кронштейны-шарниры выполнены по типу шарнирного параллелограмма, а нижние - по типу цилиндрического шарнира. Противоположная стене здания плоскость основания мачты может быть выполнена скошенной сверху вниз. Таким образом, конструкция мачты опорной интегрирована с конструкцией здания. Газоходы размещаются как снаружи, так и внутри мачты и крепятся к ней при помощи кронштейнов и/или хомутов.
Выполнение мачты с основанием, соединенным с каркасом здания, к примеру, блочно-модульного здания, ангарного укрытия или отдельного блок-контейнера, позволяет распределить вертикальные нагрузки от веса газоходов и самой мачты на каркас здания. Тем самым отпадает необходимость в фундаменте под мачту, в проведении земляных работ и бетонировании, сокращается время на монтаж мачты, а освободившееся пространство может быть использовано для других целей.
Выполнение соединения шарнирным, с верхними кронштейнами-шарнирами выполненными по типу шарнирного параллелограмма, а нижними - по типу цилиндрического шарнира позволяет избежать изгибающих и крутящих моментов в соединении при воздействии, например, ветровой нагрузки или тепловых деформаций. Кроме того это способствует быстрому креплению мачты к зданию, сокращая срок монтажа мачты.
Выполнение противоположной стене плоскости основания мачты скошенной сверху вниз позволяет снизить массу и материалоемкость мачты по сравнению с прототипом, отсутствие фундамента также способствует снижению материалоемкости.
Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что мачта опорная решетчатая вертикальными стойками боковой грани своего основания присоединена к каркасу стены здания, к примеру, блочно-модульного здания, отдельного блок-контейнера или ангарного укрытия. При этом соединение каждой вертикальной стойки основания мачты с каркасом здания выполнено шарнирным, содержащим верхний и нижний кронштейны-шарниры, с горизонтальными осями, параллельными стене здания, при этом верхние кронштейны-шарниры выполнены по типу шарнирного параллелограмма, а нижние - по типу цилиндрического шарнира. Противоположная стене здания плоскость основания мачты может быть выполнена скошенной сверху вниз. Совокупность указанных признаков позволяет создать простую конструкцию мачты опорной решетчатой, которая не нуждается в фундаменте, сокращается время монтажа мачты опорной решетчатой, материалоемкость.
Предлагаемая конструкция иллюстрируется чертежами.
На фигуре 1 представлен общий вид мачты опорной решетчатой треугольного сечения интегрированной в блок-контейнер в аксонометрической проекции, на фигуре 2 представлено основание мачты, на фигуре 3 представлено основание мачты в аксонометрической проекции (основание условно показано в горизонтальном положении), на фигуре 4 представлен нижний цилиндрический кронштейн-шарнир, на фигуре 5 представлен кронштейн нижнего цилиндрического кронштейна-шарнира в аксонометрической проекции, на фигуре 6 представлен верхний кронштейн-шарнир, выполненный по типу шарнирного параллелограмма. На фигуре 7 представлен другой пример мачты опорной решетчатой интегрированной в двухэтажное ангарное укрытие, свободное от фундамента под мачтой место использовано для организации входа в здание.
Мачта опорная решетчатая 1 своим основанием 2 (фиг. 1, фиг. 2, фиг  7) присоединена к каркасу стены здания 3 и поддерживает газоходы 4. Основание 2 мачты опорной решетчатой 1 в нижней части вертикальными стойками 5 присоединено к каркасу стены здания 3 посредством вилки 6 и пальца 7 нижнего цилиндрического кронштейна-шарнира 8, жестко закрепленного своим кронштейном 9 на каркасе здания 3 (фиг. 2, фиг. 4, фиг. 5). В верхней части основание 2 мачты опорной решетчатой 1 вертикальными стойками 5 присоединено к каркасу стены здания 3 посредством верхнего кронштейна-шарнира 10, выполненного по типу шарнирного параллелограмма и содержащего: два кронштейна 11, один из которых жестко присоединен к вертикальной стойке 5 основания 2 мачты опорной решетчатой 1, а второй жестко соединен с каркасом здания 3 (фиг. 2, 3, 6); две серьги 12 и четыре пальца 13. Горизонтальные оси пальцев 7 и 13 кронштейнов-шарниров 8 и 10 параллельны стене здания 3. Благодаря кронштейнам-шарнирам 8 и 10 при воздействии, к примеру, ветровой нагрузки или тепловых деформаций на мачту опорную решетчатую 1, нагрузка распределяется таким образом, что нижние кронштейны-шарниры 8 воспринимают на себя всю нагрузку, разгружая верхние кронштейны-шарниры 10 и передавая нагрузку на каркас здания 3, при этом исключается изгибающий и крутящий момент.
Заявляемое техническое решение мачты опорной решетчатой может быть осуществлено в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования и технологий. При изготовлении мачты опорной решетчатой используются стандартный металлопрокат и средства крепления.
Авторами разработана мачта опорная решетчатая, которая была успешно реализована в проекте модульной газовой установки системы воздушного отопления типа СВО-400МР012 и проекте ангарного укрытия компрессорной станции типа МКС-37.45-95, 3ГГПД.01 предприятия заявителя.