Вантова система

1 Байтова система, що містить напівзамкнуту ванту зі зв'язками, обперту в місцях перегину на стаціонарні ролики, закріплені на опорних елементах, яка відрізняється тим, що вона обладнана додатковою напівзамкнутою чотирипоясною вантою з роликами і зв'язками та двочастинними загальними підтягуючим верхнім і підтримуючим нижнім поясами з утворенням цілісної дзеркально симетричної s | s -подібної чотирипоясної двосекційної байтової системи, що огинає крайніми верхніми та нижніми кінцями додаткові ЗОВНІШНІ ролики, закріплені по одному на ЗОВНІШНІХ опорних елементах, при цьому ролики, розташовані в міс цях внутрішнього перегину вант, шарнірно прикріплені до центрального опорного т -подібного елемента, обладнаного двома парами симетрично похилих телескопічних стержнів, розташованих з його країв, кожен з яких обладнаний двома додатковими попарно-симетрично розміщеними стаціонарними роликами, причому верхня пара з'єднаних між собою сусідніх роликів верхнього кінця підвішена до верхнього підтягуючого пояса, а нижня пара - до нижнього підтримуючого пояса з одночасним його натягненням на величину, пропорційну загальній величині просідання кожного з поясів вантової системи 2 Вантова система за п 1, яка відрізняється тим, що кожен з крайніх верхніх та нижніх КІНЦІВ двосекційної замкнутої ванти огинає по три ЗОВНІШНІХ ролики, два з яких стаціонарні, а середній - нестаціонарний, з утворенням поворотної локальносиметричної тричастинної похилої роликової системи кожного зовнішнього опорного елемента з можливістю переміщення його нестаціонарного ролика уздовж локальної похилої осі симетрії ео 00 со Корисна модель відноситься до будівництва, а саме - до висячих вантових систем, і може бути використана для перекриття середніх та значних прольотів будівель і споруд різного призначення, наприклад, цирків, палаців спорту, палаців культури, промислових корпусів, овочесховищ, зерносховищ тощо при їх різноманітному обрисі в плані (коло, квадрат, прямокутник, чотирикутник, шестикутник , N-кутник, N>3 і т д ) В проектній та архітектурно-будівельній практиці ВІДОМІ однопоясні вантові системи [1,2], які використовують розповсюджене конструктивне рішення на основі поєднання сумісної роботи ванти та шарніру та/або інших шарнірноподібних пристроїв, механізмів та їх елементів Одним з найголовніших недоліків цих систем є те, що вони не забезпечують необхідної стабілізації будівельної конструкції внаслідок повної чи часткової 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, що закріплені на опорних елементах Головним недоліком цієї системи є те, що при тривалих строках експлуатації суттєво змінюється О) 10938 первісна геометрія вантової конструкції внаслідок фізичних властивостей матеріалу, температурних коливань тощо. Найбільш близькою до пропонованої є конструкція [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 несиметрична схема закріплення ванти на різних кінцях прольоту (закріплення на стаціонарних роликах з одного кінця прольоту та просте монолітне закріплення на опорних елементах - з другого, можливі й інші комбінаторні варіанти) призводить до того, що спостерігається значна нерівномірність перерозподілу зусиль та напружень уздовж всієї довжини напівзамкнутої ванти. 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 конструкції, величина прольоту якої збільшується вдвічі завдяки введенню похилої роликової системи зовнішніх опорних елементів та центрального опорного " "подібного елемента, обладнаного горизонтальними та симетрично-похилими телескопічними стержнями, який підвішується до верхнього підтягуючого пояса та натягує нижній підтримуючий пояс з утворенням цілісної дзеркально-симетричної "-подібної чотирипоясної двосекційної вантової системи, при цьому одночасно підтримується постійність геометрії первісної конструкції, мінімізується середній рівень коливань внутрішнього загального простору V, забезпечується самонатяг і постійність зусиль та напружень поясів та зв'язків вантової системи на протязі тривалого часу з урахуванням мінливих коливань загальної довжини кожної з частин розтягнутої ванти, що залежать як від фізичних властивостей матеріалу впроваджених конструкцій, які працюють на розтяг тривалий час, так і від температурних коливань зовнішнього та/або внутрішнього середовища 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, згідно корисній моделі, обладнана додатковою напівзамкнутою чотирипоясною вантою з роликами і зв'язками та двочастинними загальними підтягуючим верхнім і підтримуючим нижнім поясами з утворенням цілісної дзеркально-симетричної" подібної чотирипоясної двосекційної вантової системи, що огинає крайніми верхніми та нижніми кінцями додаткові зовнішні ролики, закріплені по одному на зовнішніх опорних елементах, причому ролики, розташовані в місцях внутрішнього перегину вант, шарнірно прикріплені до центрального опорного " "-подібного елемента, обладнаного двома парами симетрично-похилих телескопічних стержнів, розташованих з його країв, кожен з яких облаштований двома додатковими попарносиметрично розміщеними стаціонарними роликами, причому, верхня пара з'єднаних між собою сусідніх роликів верхнього кінця підвішена до верхнього підтягуючого пояса, а нижня пара - до нижнього підтримуючого пояса з одночасним його натягненням пропорційну загальній величині "просідання" кожного з поясів вантової системи. Означена задача вирішується й тоді, коли кожен з крайніх верхніх та нижніх кінців двосекційної замкнутої ванти огинає по три зовнішніх ролика, два з яких стаціонарні, а середній - нестаціонарний, з утворенням поворотної локально-симетричної тричастинної похилої роликової системи кожного зовнішнього опорного елемента з можливістю переміщення його нестаціонарного ролика уздовж локальної похилої осі симетрії. Так, на Фіг.1 показано загальний вигляд впровадженої цілісної дзеркально-симетричної "-подібної чотирипоясної двосекційної вантової системи, що охоплює чотири зовнішні стаціонарні ролика, жорстко закріплених по одному на зовнішніх опорних елементах (основною лінією показана первісна геометрія симетричної двосекційної вантової системи з розрахованою загальною довжиною кожної розтягнутої ванти; а пунктиром - схема "просідання" на розрахункову величину t кожної з двох частин наведеної системи ). На Фіг.2 показано загальний вигляд другого варіанта впровадженої цілісної дзеркальносиметричної " "-подібної чотирипоясної двосекційної вантової системи, кожен з крайніх верхніх та нижніх кінців якої огинає по три зовнішніх ролика, два з яких стаціонарні, а середній - нестаціонарний, з утворенням поворотної локальносиметричної тричастинної похилої роликової системи кожного зовнішнього опорного елемента з можливістю переміщення його нестаціонарного ролика уздовж локальної похилої осі симетрії. На Фіг.З зображена узагальнена схема відтворення первісної геометрії двох наведених варіантів впровадженої вантової системи, що "просіла" в кожній своїй секції на розрахункову величину t, причому, натягнення кожного з поясів в наведеному випадку здійснюється на основі переміщення нестаціонарних роликів поворотних похилих локальних роликових систем із зафіксованими кутами нахилу їх осей симетрій, але можливий також варіант натягнення поясів (паралельного з представленим чи відокремленого натягнення) за допомогою горизонтальних та похилих телескопічних стержнів, можливе переміщення яких умовно зображено стрілками. Можливі й інші варіанти на основі комбінаторного впровадження представлених способів натягнення поясів. Вантова система, що містить напівзамкнуту ванту 1 зі зв'язками 2, обперту в місцях перегину на стаціонарні ролики 3, закріплені на опорних елементах, відповідно корисній моделі, вона (Фіг.1) обладнана додатковою напівзамкнутою 10938 чотирипоясною вантою 1 з роликами і зв'язками 2 та двочастинними загальними підтягуючим верхнім 4 і підтримуючим нижнім 5 поясами з утворенням цілісної дзеркально-симетричної " подібної чотирипоясної двосекційної вантової системи, що огинає крайніми верхніми та нижніми кінцями додаткові зовнішні ролики 6, 7, 8, 9, закріплені по одному на зовнішніх опорних елементах 10, причому ролики3, розташовані в місцях внутрішнього перегину вант, шарнірно прикріплені до центрального опорного " "-подібного елемента 11 з двома парами 12, 13 симетрично-похилих телескопічних стержнів, розташованих з його країв та обладнаних, - кожен по два, - додатковими попарно-симетрично розміщеними стаціонарними роликами 3, два сусідніх з яких із кожної пари верхнього та нижнього кінця " "-подібного елемента 11 з'єднані горизонтальним телескопічним стержнем 14, причому, верхня пара з'єднаних сусідніх роликів 3 верхнього кінця підвішена до верхнього підтягуючого пояса 4, а нижня пара 3 - до нижнього підтримуючого пояса 5 з одночасним його натягненням пропорційно загальній величині "просідання" кожного з поясів вантової системи. Означена задача вирішується й тоді, коли кожен з крайніх верхніх та нижніх кінців двосекційної замкнутої ванти (Фіг.2) огинає по три зовнішніх ролика 6, 7, 8, 9, два з яких стаціонарні, а середній нестаціонарний, з утворенням поворотної локально-симетричної тричастинної похилої роликової системи кожного зовнішнього опорного елемента 10 з можливістю переміщення його середнього нестаціонарного ролика 6, 7, 8, 9 уздовж локальної похилої осі симетрії. Цілісна дзеркально-симетрична " "подібна чотирипоясна двосекційна вантова система працює таким чином. При збільшенні загальної довжини кожної з поясів вантової системи, внаслідок тривалої дії активних навантажень та/або температурних коливань тощо, вантова конструкція "просідає" в кожній своїй секції на розрахункову величину t (див. Фіг.1, де характер "просідання" умовно зображено пунктиром). Для підтримання первісної геометрії конструкції вантова система обладнана центральним опорним " "-подібним елементом з двома парами симетрично-похилих та парою горизонтальних телескопічних стержнів, які розташовані з його країв, з можливістю переміщення їх кінців із зафіксованими на них роликами уздовж відповідних стержневих осей, причому, зазначені переміщення здійснюються пропорційно величині "просідання" t кожного з поясів вантової системи. Зазначене підтримання первісної геометрії вантової системи можливе також на основі застосування поворотної локально-симетричної тричастинної похилої роликової системи кожного зовнішнього опорного елемента з можливістю пе реміщення його нестаціонарного ролика уздовж локальної похилої осі симетрії. При цьому переміщення кожного нестаціонарного ролика здійснюється уздовж локальної похилої осі симетрії, кут нахилу якої фіксується відповідно до розрахункової схеми натягнення поясів. В оптимальному варіанті опорні елементи 10 та похилі роликові системи з роликами 6, 7,8, 9 розміщуються симетрично (або приблизно симетрично) як по горизонталі, так і по вертикалі, але, внаслідок впливу архітектурних, архітектурноконструктивних та архітектурно-планувальних рішень, дозволяється відхилення від симетричного (чи приблизно симетричного) варіанта, оскільки це суттєво не впливає на загальну величину t "просідання" кожного з поясів цілісної дзеркально.. „ 2 І 5 „ Е .. симетричної -подібної чотирипоясної двосекційної вантової системи. Отриману у такий спосіб цілісну дзеркальносиметричну " "-подібну чотирипоясну двосекційну вантову систему треба розглядати як базовий модуль, на основі якого можуть бути отримані різні варіанти покриттів у залежності від обрису плану (коло, квадрат, чотирикутник, шестикутник, опуклий багатокутник тощо) та комбінацій розташування роликів 6, 7, 8, 9 як на кожному з кінців прольоту, так і на центральному опорному " подібному елементі з похилими та горизонтальними телескопічними стержнями. Таким чином, використання запропонованого рішення дозволяє вирішити задачу відтворення симетричної схеми закріплення вант з обох кінців вантової системи, вдвічі збільшити величину прольоту будівлі, а також на фоні підтримання постійності геометрії первісної конструкції мінімізувати середній рівень коливань внутрішнього загального простору, забезпечити загальну стабілізацію всієї системи у поєднанні з самонатягом і постійністю напружень її поясів та зв'язків на протязі тривалого часу з урахуванням коливань загальної довжини кожного з поясів цілісної дзеркально-симетричної „$ І^ „ .с .. -подібної чотирипоясної двосекційної вантової системи. 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.2Е04В7/14, 1976. 3. Авторское свидетельство СССР №436138, кл. Е04В7/14, 1974. 4. Патент №59657А, Україна, МПК 7 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. 10938 Фіг.1 Фіг. 2 Фіг. З Комп'ютерна верстка Д Шеверун 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