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 додатковою С-подібною напівзамкнутою вантою з роликами і зв'язками та двома двочастинними, верхнім та нижнім, - підтягуючими поясами, що з'єднані з існуючою та додатковою вантами за допомогою двох пар стаціонарних роликів, з утворенням цілісної чотирипоясної дзеркально симетричної "Є^3"-подібної вантовоі конструкції, до якої приєднана ще така сама "Є^3"-подібна вантова конструкція з відтворенням однопролітної чотири поясної чотирисекційної "ЄоЗІЄоЗ"-подібної байтової системи, яка охоплює чотири зовнішні стаціонарні ролики, жорстко закріплені на зовнішніх опорних елементах, і складається з чотирьох "Є"подібних вант, розташованих попарно дзеркально симетрично відносно двох тричастинних опорних барабанів, розміщених посередині кожної" з двох пар крайніх секцій, з'єднаних на центральному Iподібному стержні, обладнаному верхньою та нижньою трапецієподібними ходовими частинами з можливістю їх переміщення уздовж вертикальної осі разом із жорстко закріпленими на них двома парами стаціонарних роликів, через які пропущені внутрішні крайні кінці двох сусідніх пар цілісних "ЄиЗ"-подібних вант, причому кожна з цих пар в місцях внутрішнього перегину цілісних вант пропущена через стаціонарні ролики, закріплені на крайніх частинах тричастинних барабанів, підвішених до крайніх верхніх підтягуючих поясів з одночасним спиранням на відповідний крайній нижній підтягуючий пояс. 2. Вантова система за п.1, яка відрізняється тим, що центральний І-подібний стержень обпертий на легкий опорний стояк з утворенням двопролітної чотирисекційної чотирипоясної вантової системи. со Корисна модель відноситься до будівництва, а саме - до вантових систем, і може бути використана для перекриття 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, еліпс, "N"- кутник і т.д.). Добре 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 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 напівзамкнутоі ванти зі зв'язками, обпертої в місцях перегину на стаціонарні ролики, що закріплені на опорних елементах. Найбільшим недоліком цієї системи є те, що при тривалих строках експлуатації суттєво змінюється первісна геометрія конструкції внаслідок, наприклад, зміни фізичних властивостей матеріалу. Найбільш близькою до пропонованої є конструкція [4], до якої з метою підтримки первісної геометрії двопоясної вантової системи додатково включений один нестаціонарний ролик, розміще О) 10939 ний між двома стаціонарними, з можливістю його переміщення в горизонтальній площині. Основним недоліком цієї системи є те, що застосування двопоясної напівзамкнутої ванти у вигляді одного цілісного елемента суттєво обмежує величину прольоту будівлі, що перекривається. Окрім того, несиметрична схема закріплення ванти на різних кінцях прольоту (закріплення на стаціонарних роликах з одного кінця прольоту на просте монолітне закріплення на опорних елементах - з другого, можливі й інші варіанти) призводить до того, що спостерігається значна нерівномірність перерозподілу зусиль та напружень уздовж всієї довжини єдиної 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 системи, величина прольоту якої збільшується вчетверо завдяки введенню двох внутрішніх тричастинних барабанів та одного центрального "І" - подібного опорного стержня з утворенням чотирипоясної чотирьохсекційної "ЄиЗІБ^лЗ"-подібної 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, 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, згідно корисній моделі, вона облаштована додатковою "С" - подібною напівзамкнутою вантою з роликами і зв'язками та двома двочастинними, -верхніми та нижніми, - підтягуючими поясами, що об'єднані з існуючою та додатковою вантами за допомогою двох пар стаціонарних роликів, з утворенням цілісної чотирипоясної дзеркально симетричної "Є^3"-подібної вантової конструкції, до якої приєднана ще така сама "Є^3"-подібна вантова конструкція з відтворенням однопрольотної чотирипоясної чотирьохсекційної "ЄиЗІ8^3"-подібної вантової системи, яка охоплює чотири зовнішніх стаціонарних ролика, жорстко закріплені на зовнішніх опорних елементах, і складається з чотирьох "Є"-подібних вант, розташованих попарно дзеркально-симетрично відносно двох тричастинних опорних барабанів, розміщених посередині кожної з двох пар крайніх секцій, об'єднаних на центральному "І" - подібному стержні, обладнаному верхньою та нижньою трапецевидними ходовими частинами з можливістю їх переміщення уздовж вертикальної осі разом із жорстко закріпленими на них двома парами стаціонарних роликів, через які пропущені внутрішні крайні кінці двох сусідніх пар цілісних "Є^3"-подібних вант, причому, кожна з цих пар в місцях внутрішнього перегину цілісних вант пропущена через стаціонарні ролики, закріплені на крайніх частинах тричастинних барабанів, підвішених до крайніх верхніх підтягуючих поясів з одночасним спиранням на відповідний крайній нижній підтягуючий пояс. Означена задача вирішується й тоді, коли центральний "І" - подібний стержень спирається на легкий опорний стояк з утворенням двопрольотної чотирьохсекційної чотирипоясної вантової системи. Суть рішення пояснюється кресленнями, де на фіг. 1-4 схематично зображена однопрольотна чотирипоясна чотирьохсекційна "£^ЗІЄ^З"-подібна вантова система, що впроваджена на основі застосування двох внутрішніх тричастинних барабанів, що розміщені посередині кожної з двох пар крайніх секцій, та одного центрального "І"- подібного опорного стержня, і складається з двох чотирипоясних двосекційних "Є^3"-подібних вантозих конструкцій. Так, на фіг.1 показано загальний вигляд впровадженої однопрольотної чотирипоясної чотирьохсекційної "Є^ЗІЄ^З"-подібної вантової системи (основною лінією показана первісна геометрія вантової системи з розрахованою загальною довжиною розтягнутої ванти; а пунктиром - схема "просідання" поясів на розрахункову мінливу величину t кожної з чотирьох частин наведеної системи). На фіг.2-4 - зображені три основні схеми відтворення первісної геометрії впровадженої вантової системи, що "просіла" в кожній своїй секції на розрахункову мінливу величину t, за допомогою дії чотирьох пар нестаціонарних роликів та/або двох ходових частин центрального "І" - подібного стержня (можливі й інші комбінаторні варіанти). В нижній частині кожного рисунку (див. фіг. 1-4) широкою штрих-пунктирною лінією акцентовано один із можливих випадків кожного з варіантів: спирання внутрішнього центрального "І" - подібного стержня, що обладнаний верхньою та нижньою трапецевидними ходовими частинами з можливістю їх переміщення уздовж вертикальної осі, на легкий опорний стояк. Вантова система, що містить напівзамкнуту ванту 1 зі зв'язками 2, обперту в місцях перегину на стаціонарні ролики 3, закріплені на опорних елементах, між якими розміщений нестаціонарний ролик 4 з можливістю переміщення в горизонтальній площині, відповідно до запропонованого рішення, вона облаштована додатковою "С" - подібною напівзамкнутою вантою 1 з роликами 3, 4 і зв'язками 2 та двома двочастинними, - верхніми 5 та нижніми 6, - підтягуючими поясами, що об'єднані з існуючою та додатковою вантами1 за допомогою двох пар 7-8 стаціонарних роликів 7, 8 з утворенням цілісної чотирипоясної дзеркально симетричної "Є^3"-подібної вантової конструкції 1, а також додатковою, - подібною утвореній, - чотирипоясною "Є^3"-подібною вантовою конструкцією 1 з роликами 3, 4, 7, 8 і зв'язками 2, що разом встановлюють однопрольотну чотирипоясну чотирьохсекційну "Є^'ЗІЄоЗ"-подібну вантову систему 10939 1-1, яка охоплює чотири зовнішніх стаціонарних ролика 7, 8, жорстко закріплені на зовнішніх опорних елементах 9, 10, 11, 12 і складається з чотирьох "6"-подібних вант, розташованих попарно дзеркально-симетрично відносно двох тричастинних опорних барабанів 13, розміщених посередині кожної з двох пар крайніх секцій, об'єднаних на центральному "І" - подібному стержні 14, що обладнаний верхньою та нижньою трапецевидними ходовими частинами з можливістю їх переміщення уздовж вертикальної осі разом із жорстко закріпленими на них двома парами 7, 8 стаціонарних роликів, через які пропущені внутрішні крайні кінці двох сусідніх пар цілісних "8иЗ"-подібних вант, причому, кожна з цих пар в місцях внутрішнього перегину цілісних вант пропущена через стаціонарні ролики 3, закріплені на крайніх частинах тричастинних барабанів 13, підвішених до крайніх двочастинних верхніх 5 підтягуючих поясів з одночасним спиранням на відповідний крайній двочастинний нижній підтягуючий пояс 6, до того ж, кожен з чотирьох вертикальних внутрішніх фрагментів двох сусідніх пар цілісних "Є^3"-подібних вант в первісному стані торкається пари нестаціонарних роликів 4-15, розміщених в середній частині тричастинних барабанів 13 між парою стаціонарних 3, з можливістю переміщення в горизонтальній площині. Означена задача вирішується й тоді, коли центральний "І" - подібний стержень 14 спирається на легкий опорний стояк 16 з утворенням двопрольотної чотирьохсекційної чотирипоясної вантової системи. Однопрольотна чотирипоясна чотирьохсекційна "Є^ЗІЄоЗ"-подібна вантова система працює таким чином. При збільшенні загальної довжини поясів двох сусідніх пар цілісних "Є^3"-подібних вант, внаслідок тривалої дії активних навантажень та/або температурних коливань, конструкція системи "просідає" в кожній своїй секції на розрахункову мінливу величину t (див. фіг.1, де лінії "просідання" зображено пунктиром). Для підтримання первісної геометрії цієї системи кожен із восьми нестаціонарних роликів 4, 15, що попарно закріплені на тричастинних внутрішніх опорних барабанах 13, переміщується в горизонтальній площині ортогонально вертикальним фрагментам 2 розтягнутих вант 1 пропорційно 1/8 величини середнього рівня коливань загального простору, якщо не підключені до роботи верхня та нижня трапецевидні ходові частини центрального "І" - подібного стержня 14 (перший основний варіант, див. фіг.2). При відновленні первісної геометрії вантової системи за допомогою вертикального переміщення тільки верхньої та нижньої ходових частин центрального "І" - подібного стержня 14 (другий основний варіант, див. фіг.З), на кожну з двох ходових частин припадає рівно половина величини середнього рівня коливань загального простору. Якщо ж первісна геометрія вантової системи відновлюється шляхом переміщення усіх нестаціонарних частин (третій основний варіант, див. фіг.4), - як за допомогою нестаціонарних роликів 4, 15, так і за допомогою двох ходових частин центрального "І" - подібного стержня 14, - то на кожну з 6 десятьох нестаціонарних частин вантової системи припадає рівно десята частина середнього рівня коливань загального простору, тобто переміщення усіх десятьох нестаціонарних частин здійснюється рівномірно як у горизонтальній, так і у вертикальній площині пропорційно 1/10 величини середнього рівня коливань загального простору V. При цьому у всіх варіантах система охоплює чотири стаціонарних ролика 7, 8, що жорстко закріплені на зовнішніх опорних елементах 9, 10, 11, 12, чотири пари стаціонарних роликів 3, що жорстко зафіксовані на внутрішніх тричастинних опорних барабанах 13, та чотири пари нестаціонарних роликів 4-15, що торкаються в первісному стані вертикальних фрагментів кожної з двох сусідніх пар цілісних "£и>3"-подібних вант. В оптимальному випадку опорні елементи 9, 10, 11, 12, внутрішні тричастинні опорні барабани 13 та стаціонарні і нестаціонарні ролики 3, 4, 7, 8, 15 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" поясів однопрольотної чотирипоясної чотирьохсекційної "Є^ЗІЄ^З"-подібної вантової системи. Отриману у такий спосіб однопрольотну чотирипоясну чотирьохсекційну "Є^ЗІЄ^-'З"-подібну вантову систему можна розглядати як базовий модуль, на основі якого можуть бути отримані різні варіанти покриттів у залежності від обрису плану (коло, квадрат, еліпс, "N"- кутник тощо) та комбінацій розташування роликів 3, 4, 7, 8, 15 як на кожному з кінців прольоту, так і на тричастинних опорних барабанах 13. Таким чином, використання запропонованого конструктивного рішення дозволяє вирішити задачу відтворення симетричної схеми закріплення вант з обох кінців чотирисекційної вантової системи, вчетверо 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 розтягнутих вант самостабілізуючої однопрольотної чотирипоясної чотирьохсекційної "SO3I£LJ3"подібної 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. 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. 1 11 1 12 10 Фіг.1 Фн.2 Фіг.З Фіг 4 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