Вантова система

1. Байтова система, що містить напівзамкнуту ванту зі зв'язками, обперту в місцях перегину на стаціонарні ролики, закріплені на опорних елементах, між якими розміщений нестаціонарний ролик з можливістю переміщення в горизонтальній площині, яка відрізняється тим, що вона обладнана двома додатковими, - напівзамкнутою та замкнутою, - вантами з роликами і зв'язками та загаль ним верхнім підтягуючим поясом з утворенням цілісної дзеркально симетричної XOZ-подібної трипоясної трисекційної вантової системи, пропущеної верхніми кінцями вант крайніх секцій через два додаткові, розташовані назовні, стаціонарні ролики, причому ролики, розташовані в місцях внутрішнього перегину вант усіх трьох секцій, жорстко прикріплені до двох тричастинних барабанів, розташованих з обох країв центральної секції і підвішених верхніми частинами до загального верхнього підтягуючого поясу з розміщенням у середній частині кожного барабану чотирьох нестаціонарних роликів з можливістю їх переміщення в горизонтальній площині. 2. Вантова система за п.1, яка відрізняється тим, що кожна з крайніх частин тричастинних барабанів виконана з можливістю почергового або одночасного додаткового переміщення уздовж своєї вертикальної осі. Корисна модель відноситься до галузі будівництва, а саме - до висячих вантових систем, і може бути використана для перекриття середніх, великих та значних прольотів будівель і споруд різного призначення, наприклад, цирків, палаців спорту, палаців культури, промислових корпусів, овочесховищ, зерносховищ, складів тощо при їх різноманітному обрисі в плані (коло, квадрат, прямокутник, чотирикутник, шестикутник, багатокутник і т.д.). Відомі однопоясні вантові системи [1, 2], які використовують розповсюджене конструктивне рішення на основі поєднання роботи ванти та шарніру або інших шарнірноподібних пристроїв та елементів. Одним з найголовніших недоліків цих систем є те, що вони не забезпечують необхідної стабілізації будівельної конструкції внаслідок відокремленості несучого та стабілізуючого поясів. Відома також конструкція [3], яка, завдяки використанню роликів, закріплених на опорних елементах, відтворює цілісну двопоясну вантову систему, що поєднує два окремих пояси, - несучий та стабілізуючий, - виконані у вигляді напівзамкнутої ванти зі зв'язками, обпертої в місцях перегину на стаціонарні ролики, закріплені на опорних елементах. Найбільшим недоліком цієї системи є те, що при тривалих строках експлуатації суттєво змінюється первісна геометрія конструкції внаслідок фізичних властивостей матеріалу тощо. Найбільш близькою до пропонованої є конетрукція [4], до якої з метою підтримки первісної геометрії вантової системи додатково включений нестаціонарний ролик, розміщений між двома стаціонарними, з можливістю його переміщення в горизонтальній площині. Основним недоліком цієї системи є те, що застосування напівзамкнутої ванти у вигляді одного цілісного елемента суттєво обмежує величину прольоту будівлі, що перекривається. Окрім того, несиметрична схема закріплення ванти з різних кінців прольоту (закріплення на стаціонарних роликах з одного кінця прольоту та просте монолітне закріплення на опорних елементах - з другого) призводить до того, що спостерігається значна нерівномірність перерозподілу зусиль та напружень уздовж всієї довжини напівзамкнутої ванти, що не сприяє підтриманню її первісної геометрії тощо. I СО ST 10937 Основою корисної моделі є задача удосконалення вантової системи, в якій за рахунок особливостей конструктивного виконання її елементів відтворюється симетрична схема закріплення вант з обох кінців розтягнутої системи, величина прольоту якої збільшується втричі завдяки введенню двох тричастинних барабанів, що підвішуються до єдиного верхнього підтягуючого пояса, при цьому одночасно підтримується постійність геометрії первісної конструкції, мінімізується середній рівень коливань загального простору V, забезпечується самонатяг і постійність напружень несучого, стабілізуючого і верхнього підтягуючого поясів та зв'язків вантової системи на протязі тривалого часу з урахуванням коливань загальної довжини розтягнутої ванти, що залежить як від фізичних властивостей матеріалу впроваджених конструкцій, які працюють на розтяг тривалий час, так і від температурних коливань тощо. Означена задача вирішується тим, що вантова система, яка містить напівзамкнуту ванту зі зв'язками, обперту в місцях перегину на стаціонарні ролики, закріплені на опорних елементах, між якими розміщений нестаціонарний ролик з можливістю переміщення в горизонтальній площині, відповідно корисній моделі, обладнана двома додатковими, - напівзамкнутою та замкнутою, вантами з роликами і зв'язками та загальним верхнім підтягуючим поясом з утворенням цілісної дзеркально-симетричної "XOZ" - подібної трипоясної трисекційної вантової системи, пропущеної верхніми кінцями вант крайніх секцій через два додаткових, розташованих назовні, стаціонарних ролика, причому ролики, розташовані в місцях внутрішнього перегину вант усіх трьох секцій, жорстко прикріплені до двох тричастинних барабанів, розташованих з обох країв центральної секції і підвішених верхніми частинами до загального верхнього підтягуючого поясу з розміщенням у середній частині кожного барабану чотирьох нестаціонарних роликів з можливістю їх переміщення в горизонтальній площині. Означена задача вирішується й тоді, коли кожна з крайніх частин тричастинних барабанів виконана з можливістю почергового або одночасного додаткового переміщення уздовж своєї вертикальної осі. Зазначимо, що при відтворенні первісної геометрії цілісної дзеркально-симетричної ""HLOZ" подібної трипоясної трисекційної вантової системи, несучий, стабілізуючий та єдиний верхній підтягуючий пояси якої "просідають" на величину t, кожен із восьми нестаціонарних роликів переміщується пропорційно восьмій частині величини середнього рівня коливань загального простору V, а також пропорційно зміні величин "просідання" t. Суть рішення пояснюється кресленнями, де на фіг. 1-2 схематично зображена трисекційна однопрольотна трипоясна вантова система, що впроваджена на основі застосування єдиного верхнього підтягуючого поясу, до якого підвішуються з країв центральної секції два тричастинних барабана. Так, на фіг.1 показано загальний вигляд впровадженої ванти з відтворенням цілісної дзеркально-симетричної "XOZ" - подібної трипоясної трисекційної вантової системи, яка, окрім несучого та стабілізуючого, обладнана єдиним верхнім підтягуючим поясом, при цьому основною лінією показана первісна геометрія симетричної вантової системи з розрахованою загальною довжиною кожної розтягнутої ванти; а пунктиром - схема "просідання" кожної з трьох секцій на величину t. На фіг.2 зображена схема відтворення первісної геометрії вантової системи, що "просіла" в кожній своїй секції на величину t, шляхом застосування дії нестаціонарних роликів. Дві симетрично розташовані крайні напівзамкнуті ванти 1 та одна центральна зі зв'язками 2 жорстко закріплюються з обох кінців прольоту на опорах і через додаткові стаціонарні ролики 5 приєднуються до єдиного верхнього підтягуючого поясу 4 з відтворенням цілісної дзеркальносиметричної "XOZ" - подібної трипоясної трисекційної вантової системи, що охоплює в місцях внутрішнього перегину ванти стаціонарні ролики З разом із сьома додатковими 8, що зафіксовані в середній частині кожного з двох опорних тричастинних барабанів 6, 7, які підвішуються з обох країв центральної секції до єдиного верхнього підтягуючого поясу 4, причому, в середній частині кожного барабану 6, 7 розміщені дві пари протилежно спрямованих нестаціонарних роликів 8, які розташовані посередині між стаціонарними роликами 3 з можливістю переміщення в горизонтальній площині уздовж умовної осі, при цьому величина переміщення кожного з восьми роликів 8 пропорційна восьмій частині величини середнього рівня коливань загального простору V, а напрям та величина зазначеного переміщення коригується загальним коливанням мінливої величини "просідання" t кожної з трьох секцій трисекційної вантової системи. Означена вище задача вирішується й тоді, коли кожна з крайніх частин тричастинних барабанів 6, 7 почергово або одночасно додатково переміщується уздовж своєї вертикальної осі. Вантова система працює таким чином. При збільшенні загальної довжини кожної з трьох частин 1 розтягнутих вант та єдиного верхнього підтягуючого поясу 4, внаслідок тривалої дії активних навантажень та температурних коливань, конструкція системи "просідає" (див. фіг. 1, де лінії "просідання" зображено пунктиром). Для підтримання первісної геометрії цілісної дзеркальносиметричної "SOZ" - подібної трипоясної трисекційної вантової системи кожен із восьми нестаціонарних роликів 8, що попарно закріплені в середній частині кожного з двох тричастинних барабанів 6, 7, переміщується в горизонтальній площині (фіг.2) ортогонально вертикальним фрагментам трьох розтягнутих вант 1 пропорційно восьмій частині величини середнього рівня коливань загального простору, при цьому уся система охоплює десять стаціонарних роликів 3,5, два з яких закріплені назовні 5, а інші - закріплені на двох тричастинних барабанах 6, 7, та чотири пари нестаціонарних роликів 8, що торкаються в первісному стані вертикальних фрагментів кожної з трьох розтягнутих частин трисекційної ванти. При збільшенні загальної довжини цілісної дзеркально-симетричної "SOZ" - подібної трипоясної трисекційної ванти 1 ролики 8 переміщується 10937 уздовж горизонтальної умовної осі в напрямку зв'язків 2, а при зменшенні (внаслідок температурних коливань тощо) - в протилежний бік пропорційно зміні напружень в кожному поясі розтягнутої ванти, причому, на кожен з восьми роликів 8 приходиться рівно восьма частина мінливої величини середнього рівня коливань загального простору V. Ось переміщення нестаціонарних роликів 8 є умовною, оскільки в оптимальному варіанті опорні елементи та ролики 3, 5, 8 розміщуються симетрично як по горизонталі, так і по вертикалі, але, внаслідок впливу архітектурних, архітектурноконструктивних та архітектурно-планувальних рішень тощо, дозволяється відхилення від симетричного варіанта, оскільки це суттєво не впливає на загальну величину "просідання" t кожної з трьох секцій трисекційної вантової системи. Отриману у такий спосіб вантову систему з відтворенням цілісної дзеркально-симетричної "XOZ" - подібної трипоясної трисекційної ванти 1 можна розглядати як модуль, на основі якого можуть бути отримані різні варіанти покриттів у залежності від обрису плану та комбінацій розташування роликів 3, 5, 8 і опорних елементів як на кожному з кінців прольоту, так і на опорних тричастинних барабанах 6, 7. Таким чином, використання запропонованого рішення дозволяє вирішити задачу відтворення цілісної дзеркально-симетричної "XOZ" - подібної трипоясної трисекційної ванти 1 з впровадженням симетричної схеми закріплення ванти з обох кінців, втричі збільшити величину прольоту будівлі, а також на фоні підтримання постійності геометрії первісної конструкції мінімізувати середній рівень коливань загального простору, забезпечити загальну стабілізацію системи у поєднанні з самонатягом і постійністю напружень її зв'язків та несучого, стабілізуючого і єдиного верхнього підтягуючого поясів на протязі тривалого часу з урахуванням коливань загальної довжини як кожного з трьох поясів, так і всієї цілісної дзеркально-симетричної "5OZ" - подібної трипоясної трисекційної однопрольотної ванти. Джерела інформації: 1. Фрей Отто и Фридрих - Карл Шлейер. Тентовые и вантовые строительные конструкции. - М.: Стройиздат, 1970. - с. 77. 2. Авторское свидетельство СССР №541003, Кл. 2 Е04В7/14, 1976. 3. Авторское свидетельство СССР №436138, кл. Е04Ь7/14, 1974. 4. Патент №59657 А, Україна, МПК7 Е04В7/14. Двопоясна вантова система / М.В. Сисойлов, І.М. Гаврилов, І.М. Сисойлов. - №2002118884; Заявл. 08.11.2002; Опубл. 15.09.2003, Бюл. №9. - 2с.іл. ШАЦ\М ФІГ.1 Фіі. 2 Комп'ютерна верстка А. Попік Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601