СПОСОБ МОНТАЖА ШПРЕНГЕЛЬНОЙ ФЕРМЫ
METHOD TO INSTALL TRUSSED GIRDER

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при монтаже шпренгельных ферм в покрытиях зданий и сооружений различного назначения.
Известны шпренгельные фермы [1-5] (фиг.1), состоящие из балки-распорки 1, стоек 6, жестко соединенных с ней в узлах 5, объединяющих балку-распорку с тросовыми поясами 3. Стойки 6 и тросовые пояса 3 подвижно соединены между собой при помощи направляющих 8.
Монтаж известных фермзаключается в предварительном изготовлении балки 1, присоединении к ней стоек 6, установке гибких поясов 3 и их натяжении посредством напрягающих элементов 4. Собранные фермы устанавливают в проектное положение и закрепляют в узлах 2.
Основной недостаток решений [1-5] - некомпактность шпренгельной фермы, подлежащей монтажу. Это затрудняет ее транспортировку на строительную площадку либо вынуждает переходить на поэлементную сборку ферм в построечных условиях.
Другим недостатком известных решений является сложность создания предварительных напряжений, так как значительные усилия в поясах могут затруднить или даже не позволить выполнять их натяжение вручную, а размещение технологического оборудования на тросовых поясах монтируемой фермы представляет существенные сложности.
В работе [6] предлагается создавать предварительные напряжения в системе путем увеличения длин стоек 6 при помощи напрягающих элементов 4 (фиг.4). Недостатки способа заключаются в большом количестве напрягающих элементов 4, совпадающем с числом стоек 6 и в сложности конструкций узлов крепления элементов 4.
В работе [7] предусматривается создание предварительных напряжений в системе, имеющей конструктивные зазоры, путем увеличения длин стоек 6 либо путем натяжения гибких поясов 3. Недостатки данных способов: большое количество напрягающих элементов, усложненные конструкции узлов, сложности в создании значительных усилий преднапряжений.
В работе [8] (фиг.5) для уменьшения габаритных размеров шпренгельной фермы, подлежащей транспортировке на строительную площадку, предлагается балку 1 выполнить телескопического строения, состоящей из ряда элементов 1а, 1б, 1в и т.д., а стойки 6 крепить к балке в построечных условиях при помощи резьбовых соединений в узлах 5а.
Недостатки решения [8] заключаются в усложненных узлах соединения фрагментов телескопической балки-распорки между собой и в наличии большого количества отдельных элементов, подлежащих соединению в построечных условиях.
Вместе с тем, уменьшение габаритных размеров монтируемой фермы позволит производить работы в стесненных условиях, а также сократит затраты на транспортировку. Решение [8] принято за ПРОТОТИП.
Техническая задача изобретения - уменьшение расходов на транспортировку шпренгельной фермы на строительную площадку и упрощение ее монтажа.
Технический результат изобретения достигается тем, что перед транспортировкой фермы на строительную площадку ее стойки, закрепленные за балку монтажными шарнирами, разворачивают вдоль оси балки. Это уменьшает габариты транспортируемой фермы и приводит к сокращению расходов. В способе монтажа шпренгельной фермы, включающем объединение гибких поясов со стойками, закрепление стоек на балке, подъем фермы и ее закрепление в проектном положении, а также создание предварительных напряжений в поясах, стойки разворачивают вокруг монтажных шарниров до достижения стойками ортогонального положения относительно балки. Разворот стоек производят одним монтажным тросом при помощи натяжного приспособления, установленного либо вблизи опоры фермы, либо на нулевой отметке. Это упрощает монтажные работы и сокращает расходы на их проведение.
Предлагаемое техническое решение описывается следующими графическими материалами:
На фиг.1 приведен главный вид известной шпренгельной фермы, монтаж и предварительные напряжения которой осуществляются известным способом путем натяжения гибких поясов.
На фиг.2, 3 приведен разрез 1-1 по фиг.1, варианты известного решения.
На фиг.4 приведен фрагмент тросовой системы, монтаж и предварительные напряжения которой осуществляются известным способом путем увеличения длин стоек-распорок.
На фиг.5 приведен главный вид известной шпренгельной фермы, имеющей балку жесткости телескопического строения и резьбовые соединения стоек-распорок и балки, монтаж и предварительные напряжения которой осуществляются известным способом путем натяжения гибких поясов.
На фиг.6 приведен главный вид шпренгельной фермы в процессе ее монтажа и создания предварительных напряжений в элементах способом, предлагаемым в данном техническом решении.
На фиг.7 приведен главный вид шпренгельной фермы после завершения работ по ее монтажу.
На фиг.8 приведен разрез 2-2 по фиг.7.
На фиг.9 приведен узел А по фиг.6.
На фиг.10 приведен узел Б по фиг.7.
На фиг.11 приведен вид А по фиг.10.
На фиг.12 приведен узел А по фиг.6, вариант 2.
На фиг.13 приведен узел Б по фиг.7, вариант 2.
На фиг.14 приведен фрагмент шпренгельной фермы, подготовленной к транспортировке на строительную площадку: стойки развернуты вдоль балки; часть балки, закрывающая стойки от наблюдателя, условно не показана.
Способ монтажа шпренгельной фермы, состоящей из балки-распорки 1, тросовых поясов 3а и 3b, стоек 6, свободно соединенных с тросовыми поясами в узлах 8 одним из известных способов, например при помощи блока 13 и фиксатора 14, заключается в следующем.
Стойки 6 шарнирно соединяют с балкой 1 в узлах 7 одним из известных способов, например при помощи штырей 17, приваренных к стойкам строго посередине их длины, проходящих в отверстия 18 балки 1.
На балку 1 устанавливают упорные элементы 15 таким образом, чтобы при контакте стоек 6 с элементами 15 стойки оказались бы строго перпендикулярны балке 1.
Затем балку 1 и тросовые пояса 3а и 3b закрепляют на опорах 2, которые могут быть либо инвентарными, расположенными вблизи нулевой отметки, либо стационарными, расположенными на проектной отметке.
Далее к стойкам 6 в узлах 11 присоединяют монтажный трос 12 таким образом, чтобы часть троса 12, расположенная между крайними стойками, располагалась бы параллельно балке 1, а углы наклона всех стоек 6 к балке 1 были бы одинаковы. Свободный конец троса 12 соединяют с натяжным приспособлением 10, конструкция которого известна.
Затем производят натяжение троса 12 приспособлением 10. Это приводит к синхронному повороту всех стоек 6 на одинаковый угол и к перемещению концов 8 стоек относительно тросовых поясов 3а и 3b При увеличении угла между стойками 6 и балкой 1 суммарное расстояние между соседними концами 8 стоек, а также между концами 8 крайних стоек и опорами 2 увеличивается, и тросовые пояса 3а и 3b напрягаются.
По достижении стойками 6 упоров 15 натяжение троса 12 прекращают. Фиксируют стойки 6 к балке 1 таким образом, чтобы угол между ними оставался неизменным, одним из известных способов, например на сварке, либо путем установки упоров 16.
Затем демонтируют монтажный трос 12 и натяжное приспособление 10.
Если напряжение фермы производилось на инвентарных опорах 2, производят подъем фермы на проектную отметку и ее закрепление.
Для монтажа шпренгельной фермы, имеющей конструктивный зазор (в соответствие с [7]), паз 18а в балке 1 под штырь 17 стойки 6 выполняется прямоугольным или овальным (фиг.12, 13). Штыри 17 стоек 6 заводят в пазы 18а (фиг.12). Затем производят разворот стоек 6 относительно балки 1 до достижения угла в 90° между стойками и балкой (фиг.6, 7). Это приводит к напряжению тросовых поясов 3а и 3b, а штыри 17 упираются в верхнюю грань 18ав паза 18а, которая должна устанавливаться с таким расчетом, чтобы оси штырей 17, располагались бы в горизонтальной плоскости, проходящей через точку пересечения осей 3aо и 3bо тросов верхнего и нижнего пояса 3а и 3b (фиг.13).
На строительную площадку шпренгельная ферма поступает в собранном виде (фиг.14). При этом для уменьшения ее габаритных размеров и, как следствие, для упрощения транспортировки стойки 6 разворачивают вдоль балки 1.
К преимуществам предлагаемого технического решения относятся уменьшение расходов на транспортировку фермы на строительную площадку и упрощение монтажа фермы, так как
- ферма, изготовленная в заводских условиях, за счет поворота стоек может быть упакована до наиболее компактных размеров;
- отсутствует необходимость поэлементной сборки на строительной площадке;
- напряжение поясов фермы производится инвентарным тросом и натяжным устройством, которые могут использоваться многократно;
- имеется возможность применения механизированного оборудования для напряжения фермы, так как натяжное устройство может быть размещено в наиболее удобном месте, в том числе на нулевой отметке.
Литература
1. Патент РФ 2182208, Е04С 3/10. Предварительно напряженная пространственная шпренгельная ферма / В.В.Егоров, Е.Н.Алексашкин, М.П.Забродин, В.В.Веселов (РФ). - Заяв. 24.01.2001. Опубл. 10.05.2002.
2. Патент РФ 2186914, Е04С 3/10. Предварительно-напряженная шпренгельная ферма / В.В.Егоров (РФ). - Заяв. 05.04.2001. Опубл. 10.08.2002.
3. А.с. СССР 505779, Е04С 3/10. Пространственная предварительно напряженная шпренгельная ферма / Ю.В.Гайдаров, А.А.Кудрявцев, М.П.Забродин (СССР). - Заяв. 28.11.1972. Опубл. 05.03.1976.
4. А.с. СССР 614192, Е04С 3/08. Шпренгельная ферма / М.П.Забродин, Е.Н. Алексашкин (СССР). - Заяв. 01.02.1977. Опубл. 05.07.1978.
5. Патент РФ 2169243, Е04С 3/10. Предварительно напряженная шпренгельная ферма / В.В.Егоров, Е.Н.Алексашкин (РФ). - Заяв. 06.10.1999. Опубл. 20.06.2001.
6. Патент США 5857294, Е04В 007/10. Dome roof structure and method of designing and constructing same / G.Castro (Колумбия). - Заяв. 5.08.1994. Опубл. 12.01.1999.
7. Патент РФ 2439256, Е04С 3/10. Двухпоясная предварительно напряженная тросовая система / А.В.Чесноков, В.В.Михайлов (РФ). - Заяв. 21.04.2010. Опубл. 10.01.2012.
8. А.с. СССР 767316, Е04С 3/08. Способ монтажа шпренгельной фермы / Е.Н.Алексашкин, Ю.В.Гайдаров, М.П.Забродин, С.В.Стихии (СССР). - Заяв. 02.10.1978. Опубл. 30.09.1980. (Прототип).