Попередньо напружений гранчастий прогін

Винахід відноситься до будівництва і, зокрема, до попередньо напружених металевих конструкцій, призначених для покриття промислових будівель та споруд, піших переходів, переходів трубопроводів тощо. Відома конструкція попередньо напруженого гратчастого прогону, в якому співвідношення між будівельною висотою і довжиною становить 1:(20-22), його верхній пояс виконаний з двох або більше одного профілю прокатних елементів, розміщених з однаковим у перерізі кроком і на одному рівні жорстко з'єднаних між собою траверсами, які розташовані по центру вузлів розкісних грат, причому ширина верхнього поясу b перевищує висоту h у 2¸4 рази , а в центрі нижніх траверс розташовані отвори під фіксатори, розкісні грати трикутної форми, перемінної висоти мають по довжині у вузлах верхнього поясу приварені до стрижнів грат з'єднувальні пластини з фіксаторами, а в протилежних кінцях стрижнів грат приварені до них вертикальні пластини з отворами для пропускання затяжки, яка виготовлена з круглої високоміцної пруткової сталі з нарізкою під гайки на обох її кінцях і довжиною нарізки згідно розрахунку, вертикальні пластини в усіх вузлах і опорні плити розташовані під прямим кутом до затяжки, отвори для пропускання затяжки розміщені на вертикальних пластинах уретані вибраної слабини параболічної форми, її відстань від зварних швів стрижнів розкісних грат мінімальна, але не менша 1см. Ця конструкція найближче відповідає технічній суті замовленого винаходу і прийнята за прототип (Деклараційний патент України на винахід №48562-А.) Серед недоліків прототипу треба перш за все відмітити необхідність застосовувати стенд досить складної конструкції для здійснення попереднього напруження розтягнутого поясу гратчастого прогону. Стенд повинен оснащуватись гідродомкратом, тобто використовується механічний спосіб попереднього напруження, до того ж навантаження передається на криволінійний стиснений пояс гратчастого прогону, стійкість якого треба додатково забезпечити. Крім того відомо, що напруження криволінійних елементів спричиняє деформацію розкісних гратів, а тому треба застосовувати інший спосіб напруження розтягненого поясу, для чого треба виконати деякі конструктивні удосконалення. В основу винаходу поставлена задача розробити попередньо напружений гратчастий прогін, конструкція якого уможливила би застосування способу попереднього напруження його розтягнутого поясу шляхом електронагріву. Це досягається тим, що у попередньо напруженому гратчастому прогоні, що включає верхній і нижній пояси, розкісні грати, траверси, опорні плити, ребра жорсткості і з'єднуючі елементи в отворах з'єднувальних пластин і опорних плит, крізь які пропущений розтягнений пояс, застосовані сіталові втулки завданих параметрів з міцності і електроізоляційної властивості, а електроізоляція опорних плит забезпечена сіталовими пластинами з такими ж якісними характеристиками як і сіталові втулки. Суть винаходу пояснюється кресленнями, на яких зображені На фіг.1 загальний вигляд гратчастого прогону На фіг.2 зображення вузлу А. На фіг.3 зображення вузлу Б Між суттєвими ознаками і задачею винаходу існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. На відміну від прототипу, у якому попереднє напруження розтягнутого поясу здійснюється механічним способом з застосуванням гідродомкрату, у замовленому винаході здійснений спосіб електронагріву з застосуванням трансформатора струму. На відміну від прототипу, в якому не застосовані сіталові втулки як ізолятори струму, у замовленому винаході вони застосовані, що забезпечує електроізоляцію затяжки від інших деталей конструкції прогону. На відміну від прототипу, у якому під опорні плити не застосовані сіталові пластини, у замовленому винаході вони застосовані, що забезпечує електроізоляцію опорних плит. На відміну від прототипу, у якому величина напруження розтягнутого поясу контролюється манометром, у замовленому винаході вона контролюється амперметром і вольтметром, що дає змогу контролювати по параметрах струму напругу затяжки. На відміну від прототипу, у якому механічний спосіб попереднього напруження затяжки вимагає надійної силової фіксації всіх елементів конструкції, у замовленому винаході силову фіксацію достатньо прийняти на порядок нижче. На відміну від прототипу, у якому напруження криволінійної затяжки викликає значну деформацію як самої затяжки, так і розкісних гратів, у замовленому винаході подовження затяжки в наслідок нагрівання забезпечить поступове її переміщення у отворах сіталових втулок, практично уникаючи тертя до їх стінок. На відміну від прототипу, у якому зусилля від домкрату прикладене до кінця затяжки і її деформація зростає від нульової позначки в кінці прогону до максимуму біля нього, у замовленому винаході нульова позначка вздовжної деформації знаходиться посередині затяжки, а тому її максимальне значення у 2 рази менше за прототип. На відміну від прототипу, у якому мають місце значні втрати потужності на тертя затяжки до стінок отворів з'єднувальних пластин, у замовленому винаході тертя викликане тільки особистою вагою затяжки, а тому значно слабше. На відміну від прототипу, у якому затяжка змінює свою первинну параболічну форму на багатокутну в залежності від рівня динамічної дії домкрату, у замовленому винаході цей процес протікає значно повільніше і без динамічних навантажень. Таким чином шляхом застосування сіталових втулок і електроізоляційних пластин стає можливим використати електронагрів для попереднього напруження затяжки нижнього поясу прогону. Замовлений винахід може бути реалізований за допомогою наступних матеріальних об'єктів: верхнього поясу 1, траверс 2, ребер жорсткості З, зварних швів 4, розкісних грат 5, опорних плит 6. сіталових втулок 7, з'єднувальних пластин 8, затяжки 9 нижнього поясу, гайок 10, шайб 11, сіталових пластин 12, клем 13, трансформатора 14, електродроту 15, амперметра 16, вольтметра 17. Напруження гратчастого прогону здійснюють за такою двоступеневою технологією: На першому ступені на стенді монтують верхній пояс 1 прогону з швелерів, з'єднуючи їх траверсами 2 і ребрами жорсткості 3 за допомогою зварних швів 4, між обидвома поясами влаштовують розкісні грати 5, з'єднуючи їх зварним швом. По кінцях верхнього поясу 1 приварюють опорні плити б з отворами, в які встановлюють сіталові втулки 7, якими також оснащують з'єднувальні пластини 8, застосовуючи накладну різьбу. Крізь сіталові втулки 7, що розміщені на з'єднувальних пластинах 8 і опорних плитах 6 просувають затяжку 9, по кінцях якої нарізана різьба під гайки 10. Вільне просування затяжки 9 крізь втулки 7 забезпечене наявністю зазору між ними. Під гайки 10 встановлюють шайби 11 і сіталові пластини 12, які відповідають вимогам як з міцності так і з електроізоляції. На цьому перша ступінь монтажу завершена. Другу ступінь починаєм з підключення трансформатора за допомогою клем 13, електродроту 15 до затяжки 9. Відстань між клемами визначається розрахунком. Джерелом живлення є трансформатор 16 завданої потужності; напруга струму не повинна перевищувати 36U, сила струму - згідно розрахунку і при умові, що б розігрів затяжки не перевищував 150°С. По мірі подовження затяжки в наслідок нагріву виконують підкручування гайок з обох кінців прогону до розрахункової позначки, після чого струм вимикають і після охолодження затяжки процес напруження завершений. Сукупність суттєвих ознак, що характеризують суть винаходу, може бути багаторазово використана в будівництві з одержанням технічного результату, що полягає в підвищенні надійності технології попереднього напруження, уникненні деформації конструкції і зниженні матеріальний витрат. Реалізація винаходу на виробництві забезпечить досягнення таких показників: Матеріалоємність технології попереднього напруження знизиться на 25-30%.