Вантова система

1. Байтова система, що включає 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, - верхнім та нижнім, - підтягуючим та підтримуючим поясами, що петлеподібно з'єднані з верхнім та нижнім поясами ванти за допомогою верхнього та нижнього роликів з утворенням цілісної чотирипоясної є-подібної конструкції, до якої у дзеркальному відображенні приєднані аналогічна конструкція та дві дзеркально симетричні між собою s-подібні, розімкнуті в нижньому поясі, трипоясні ванти з роликами і зв'язками з відтворенням чотирисекційної змішаної, трипоясної в крайніх та чотирипоясної в двох середніх секціях, - вантової "8иЗІ£иЗ"-подібної сис теми, яка охоплює своїми зовнішніми кінцями два зовнішні верхні стаціонарні ролики, жорстко закріплені на зовнішніх верхніх опорних елементах, та пару зовнішніх підтягуючих барабанних механізмів, що закріплені на нижніх зовнішніх опорних елементах із зовнішньої сторони кожного з двох нижніх підтримуючих поясів, які з'єднані на центральному телескопічно-поворотному пристрої за допомогою розміщеної на ньому пари нижніх роликів, що разом з парою його верхніх роликів, з'єднуючих два верхні підтягуючі пояси, розташовані на симетрично похилих телескопічних стержнях, виконаних з можливістю переміщення уздовж своєї осі та повороту відносно центра центрального телескопічно-поворотного пристрою пропорційно зміні довжини його горизонтальних телескопічних верхнього та нижнього стержнів, які попарно з'єднують верхні та нижні ролики, жорстко закріплені на кожному з телескопічних горизонтальних стержнів, причому в середній частині кожної з двох пар крайніх секцій розміщені опорні барабани, на кожному з яких розташовано по одному нижньому підтягуючому барабанному механізму та по три стаціонарних і по чотири нестаціонарних ролики. 2. Вантова система за п. 1, яка відрізняється тим, що центральний телескопічно-поворотний пристрій обпертий на легкий опорний стояк з утворенням двопрольотної чотирисекційної змішаної Байтової системи. 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.). В сучасній практиці будівництва 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 напівзамкнутої ванти, зі зв'язками, обпертої в місцях перегину на стаціонарні ролики, що закріплені на опорних елементах. CM О) 10942 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 нестаціонарний ролик, розміщений між двома стаціонарними, з можливістю його переміщення в горизонтальній площині уздовж умовної осі ванти. 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 па різних кінцях прольоту (закріплення на стаціонарних роликах з одного кінця прольоту та 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 чотирьох внутрішніх та зовнішніх барабанних механізмів, двох внутрішніх опорних барабанів та центрального телескопічно-поворотного пристрою з утворенням чотирьохсекційної змішаної вантової "Su3l£Xj3"-nofli6HO"f 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 змішаної 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 включає 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 обладнана двома додатковими, - верхнім та нижнім, - підтягуючим та підтримуючим поясами, що петлевидно об'єднані з верхнім та нижнім поясами ванти за допомогою верхнього та нижнього роликів з утворенням цілісної чотири поясної "Є"-подібної конструкції, до якої у дзеркальному відображенні приєднані аналогічна конструкція та дві дзеркально-симетричні між собою "S''-подібні, розімкнуті в нижньому поясі, трипоясні ванти з роликами і зв'язками з відтворенням чотирьохсекційної змішаної, - трипоясної в крайніх та чотирипоясної в двох середніх секціях, вантової "S^3ISu3"-nofli6Hof системи, яка охоплює своїми зовнішніми кінцями два зовнішніх верхніх стаціонарних ролика, жорстко закріплених на зовнішніх верхніх опорних елементах, та пару зовнішніх підтягуючих барабанних механізмів, що закріплені на нижніх зовнішніх опорних елементах із зовнішньої сторони кожного з двох нижніх підтримуючих поясів, які об'єднані на центральному телескопічно-поворотному пристрої за допомогою розміщених на ньому пари нижніх роликів, що разом з парою його верхніх роликів, об'єднуючих два верхніх підтягуючих пояса, розташовані на симетрично-похилих телескопічних стержнях, виконаних з можливістю переміщення уздовж своєї осі та повороту відносно центра центрального телескопічно-поворотного пристрою пропорційно зміні довжини його горизонтальних телескопічних верхнього та нижнього стержнів, які попарно об'єднують верхні та нижні ролики, жорстко закріплені на кожному з телескопічних горизонтальних стержнів, причому, в середній частині кожної з двох пар крайніх секцій розміщені опорні барабани, на кожному з яких розташовано по одному нижньому підтягуючому барабанному механізму та по три стаціонарних і по чотири нестаціонарних ролика. Означена задача вирішується й тоді, коли центральний телескопічно-поворотний пристрій обпертий на легкий опорний стояк з утворенням двопрольотної чотирьохсекційної змішаної вантової системи. Суть рішення пояснюється кресленнями, де на фіг. 1-2 схематично зображена чотирьохсекційна змішана, - трипоясна в крайніх та чотирипоясна в двох середніх секціях, - вантова "Su3l8u3"подібна система, що впроваджена на основі застосування двох внутрішніх та двох зовнішніх барабанних механізмів, двох внутрішніх опорних барабанів та центрального телескопічноповоротного пристрою із зафіксованими на ньому верхніми та нижніми роликами і телескопічними горизонтальними та похилими стержнями. Так, на фіг. 1 схематично показано загальний вигляд впровадженої однопрольотної чотирипоясної змішаної "&ч_лЗІЄ^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 - зображена схема відтворення первісної геометрії впровадженої змішаної вантової системи, що "просіла" в кожній своїй секції на розрахункову мінливу величину t, за допомогою дії чотирьох протилежно спрямованих пар нестаціонарних роликів, двох зовнішніх і двох внутрішніх барабанних механізмів, зафіксованих як назовні, так і всередині, та/або діїгоризонтальних і похилих телескопічних стержнів центрального телескопічно-поворотного пристрою. В нижній частині кожного рисунку (див. фіг. 1-2) широкою штрих-пунктирною лінією акцентовано один із можливих випадків: спирання центрального телескопічно-поворотного пристрою, що обладнаний горизонтальним верхнім, нижнім та похилими телескопічними стержнями, на легкий опорний стояк. 10942 Байтова система, що включає 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 обладнана двома додатковими, верхнім 5 та нижнім 6, - підтягуючим та підтримуючим поясами, що петлевидно об'єднані з верхнім та нижнім поясами ванти 1 за допомогою верхнього 7 та нижнього 8 роликів з утворенням цілісної чотирипоясної "8"-подібної конструкції 1, а також облаштована, - подібною утвореній з точністю до дзеркальної симетрії, - додатковою чотирипоясною "Є"-подібною конструкцією 1 і двома дзеркально-симетричними між собою "S''-подібними, розімкнутими в нижньому поясі, трипоясними вантами 1 з роликами 3, 4, 7, 8 і зв'язками 2, з відтворенням чотирьохсекційної змішаної, - трипоясної в крайніх та чотирипоясної в двох середніх секціях, - вантової "8иЗІ8иЗ"-подібної системи 1 1-1-1, яка охоплює своїми зовнішніми кінцями два зовнішніх верхніх 7 стаціонарних ролика, жорстко закріплених на зовнішніх верхніх опорних елементах 9, 10, та пару зовнішніх підтягуючих барабанних механізмів 13, що закріплені на нижніх зовнішніх опорних елементах 11, 12 із зовнішньої сторони кожного з двох двосекційних нижніх підтримуючих поясів 6, які об'єднані на центральному телескопічно-поворотному пристрої 14 за допомогою розміщених на ньому пари нижніх роликів 8, що разом з парою його верхніх роликів 7, які об'єднують два верхніх підтягуючих двосекційних пояса 5, розташовані на симетрично-похилих телескопічних стержнях 14, що переміщуються уздовж своєї осі з можливістю повороту відносно центра центрального телескопічно-поворотного пристрою 14 пропорційно зміні довжини його горизонтальних телескопічних верхнього та нижнього стержнів, які попарно об'єднують верхні 7 та нижні 8 ролики, жорстко закріплені на кожному з телескопічних горизонтальних стержнів 14, причому, в середній частині кожної з двох пар крайніх секцій розміщені опорні барабани 15, 16, підвішені до двосекційних верхніх підтягуючих поясів 5 з одночасним натягненням двосекційних нижніх підтримуючих поясів 6, до того ж, на кожному опорному барабані 15, 16 розташовані три стаціонарних ролика 3, один нижній підтягуючий барабанний механізм 15, 16 та дві пари нестаціонарних роликів (4-17), що торкаються в первісному стані вертикальних фрагментів цілісних вант з можливістю переміщення в горизонтальній площині. Означена задача вирішується й тоді, коли центральний телескопічно-поворотний пристрій 14 спирається на легкий опорний стояк 18 з утворенням двопрольотної чотирьохсекційної змішаної вантової системи. Чотирипоясна змішана "8оЗІЄоіЗ"-подібна вантова система працює таким чином. При збільшенні загальної довжини поясів розтягнутих 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" умовно зображено пунктиром). Для підтримання первісної геометрії цієї системи (перший основний варіант) кожен із восьми нестаціонарних роликів 4, 17, що попарно закріплені на двох внутрішніх опорних барабанах 15, 16, переміщується в горизонтальній площині ортогонально вертикальним фрагментам 2 розтягнутих вант 'І пропорційно 1/8 величини середнього рівня коливань загального простору, якщо не підключені до роботи внутрішні 15, 16 та зовнішні 13 барабанні механізми з підтягуючи-послаблюючим ефектом, а також центральний телескопічно-поворотний пристрій 14 з горизонтальними та похилими телескопічними стержнями, що переміщуються уздовж своєї осі з можливістю повороту останніх відносно фіксуючого центра. Підтримання первісної геометрії вантової системи (другий основний варіант) за допомогою тільки зовнішніх 13, закріплених на зовнішніх опорних елементах 11, 12, та внутрішніх барабанних механізмів, закріплених на внутрішніх опорних барабанах 15, 16, підтягуючи-послаблюючий ефект кожного із вказаних чотирьох барабанних механізмів 13, 15, 16 здійснюється шляхом натягненняпослаблення вант пропорційно четвертій частині величини середнього рівня коливань загального простору V. При відновленні первісної геометрії вантової системи за допомогою переміщень тільки роликів 7, 8, зафіксованих на чотирьох, - двох горизонтальних та двох вертикальних, - телескопічних стержнях центрального телескопічно-поворотного пристрою 14 (третій основний варіант), на кожен із зазначених чотирьох роликів 7, 8 припадає рівно четверта частина величини середнього рівня коливань загального простору V. Якщо ж первісна геометрія змішаної вантової системи відновлюється шляхом переміщення усіх нестаціонарних частин (четвертий основний, комбінований, варіант, див. фіг.2), - як за допомогою чотирьох внутрішніх та зовнішніх барабанних механізмів 13, 15, 16, так і за допомогою дванадцяти роликів 4, 7, 8, 17, чотири пари з яких розміщуються на двох внутрішніх опорних барабанах, а дві пари - на центральному телескопічно-поворотному пристрої 14, то на кожну із вказаних шістнадцяти частин вантової системи припадає рівно шістнадцята частина середнього рівня коливань загального простору V. При цьому у всіх варіантах система охоплює два стаціонарних ролика 7, що жорстко закріплені на зовнішніх опорних елементах 9, 10, шість стаціонарних 3 та вісім нестаціонарних роликів 4, 17, що розміщені на двох внутрішніх опорних барабанах 15, 16, та чотири барабанних механізми 13, 15, 16, два з яких зафіксовані назовні, а два - всередині вантової системи. В оптимальному випадку опорні елементи 9, 10, 11, 12, внутрішні опорні барабани 15, 16, центральний телескопічно-поворотний пристрій 14, барабанні механізми 13, 15, 16 та стаціонарні З, 7 і нестаціонарні ролики 4, 7, 8, 17 розміщуються симетрично (або приблизно чи умовно симетрично) як по горизонталі, так і по вертикалі, але, внаслідок впливу архітектурних, архітектурноконструктивних та архітектурно-планувальних 10942 8 ності 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 чотирьохсекційної змішаної, - трипоясної в крайніх та чотирипоясної в двох середніх секціях, - вантової "ЗоЗІ£^3"-подібної 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, 2 Кл. Е04В7/14, 1976. 3. Авторское свидетельство СССР №436138, кл. Е04Ь7/14, 1974. 4. Патент №59657А, 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. рішень, дозволяється відхилення від симетричного (чи приблизно симетричного) варіанта, оскільки це суттєво не впливає на загальну величину t "просідання" поясів чотирьохсекційної змішаної, - трипоясної в крайніх та чотирипоясної в двох середніх секціях, - вантової "8иЗІЄ^З"-подібної системи. Отриману у такий спосіб чотирипоясну чотирьохсекційну змішану "8иЗІЄиЗ"-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 стаціонарних 3, 7 і нестаціонарних роликів 4, 8, 17 як на кожному з кінців прольоту, так і на опорних барабанах 15, 16 і центральному телескопічно-поворотному пристрої 14. Таким чином, використання запропонованого конструктивного рішення дозволяє вирішити задачу відтворення симетричної схеми закріплення вант з обох кінців чотирисекційної змішаної вантової системи, вчетверо збільшити величину прольоту будівлі, а також на фоні підтримання постій Фіг.1 Фіг.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 - 42, 01601