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 додатково обладнана ще одним нестаціонарним роликом та верхнім підтягуючим і нижнім підтримуючим поясами, що з'єднані з існуючим верхнім та нижнім поясами ванти за допомогою стаціонарних роликів з утворенням напівзамкнутої 3-подібної конструкції, до якої послідовно приєднано ще три таких самих конструкцій у наступному порядку: першу і третю - у дзеркальному відображенні, а другу - у прямому з відтворенням чотирипоясної чотирисекційної ЗІЄиЗІС-подібної вантової системи, протилежні кінці якої обладнані половинчастими натягуючими барабанами, а уздовж вертикальної осі симетрії розташовано центральний цілісний натягуючий барабан, при цьому 3-подібні конструкції, розташовані по обидва боки від центрального барабана, попарно з'єднані між собою за допомогою І- чи Ш-подібних опорних елементів із симетрично закріпленими на них парами верхніх та нижніх стаціонарних роликів. 2. Вантова система за п. 1, яка відрізняється тим, що один або обидва внутрішні І- чи Ш-подібні опорні елементи та/або центральний цілісний натягуючий барабан виконані телескопічними і/або спираються на легкі опорні стояки. 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, прямокутник, чотирикутник, шестикутник і т.д.). В проектно-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 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. Найбільшим недоліком цієї системи є те, що при тривалих строках експлуатації суттєво змінюється первісна геометрія конструкції внаслідок зміни фізичних властивостей матеріалу тощо. 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. 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 та просте монолітне закріплення на опорних елементах - з (22)24.01.2005 0) 5Г 10944 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 конструкції, величина прольоту якої збільшується вчетверо завдяки зведенню двох внутрішніх "І"- чи "Ш"-подібних опорних елементів та центрального цілісного і двох зовнішніх половинчастих натягуючих барабанів з утворенням чотирппоясної чотирьохсекційної "ЗІЄиЗІС"-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 працюю і її 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, між якими розміщений нестаціонарний ролик з можливістю переміщення в горизонтальній площині, згідно корисній моделі, вона додатково обладнана ще одним нестаціонарним роликом та верхнім підтягуючим і нижнім підтримуючим поясами, що об'єднані з існуючим верхнім та нижнім поясами ванти за допомогою стаціонарних роликів з утворенням напівзамкнутої "3"-подібної конструкції, до якої послідовно приєднано ще три таких самих конструкцій у наступному порядку: першу і третю - у дзеркальному відображенні, а другу - у прямому з відтворенням чотирипоясної чотирьохсекційної "ЗІЄиЗІЄ"-подібної вантової системи, протилежні кінці якої обладнані половинчастими натягуючими барабанами, а уздовж її вертикальної осі симетрії розташовано центральний цілісний натягуючий барабан, при цьому "3"-подібні конструкції, розташовані по обидва боки від центрального барабану, попарно з'єднані між собою за допомогою ""Г'-чи "Ш"-подібних опорних елементів із симетрично закріпленими на них парами верхніх та нижніх стаціонарних роликів. Означена задача вирішується й тоді, коли один або обидва внутрішні "І" чи "Ш"-подібні опорні елементи та/або центральний цілісний опорний барабан виконані телескопічними і/або спираються на легкі опорні стояки. Суть рішення пояснюється кресленнями, де на фіг. 1-2 схематично зображена чотирипоясна чотирьохсекційна "ЗІЄиЗІЄ"-подібна вантова система, що впроваджена на основі застосування центрального цілісного та двох зовнішніх половинчастих натягуючи барабанів, а також розташованих між ними двох "І"- чи "Ш"- подібних опорних елементів. Так, на Фіг.1 показано загальний вигляд впровадженої чотирипоясної чотирьохсекційної "ЗІ£^ЗІ£"-подібної вантової системи (основною лінією показана первісна геометрія вантової системи з розрахованою загальною довжиною розтягнутої ванти; а пунктиром - схема "просідання" поясів па розрахункову мінливу величину t кожної з чотирьох частин наведеної системи). На Фіг.2 зображена схема відтворення первісної геометрії впровадженої вантової системи, що "просіла" в кожній своїй секції на розрахункову мінливу величину t. Широкою штрих-пунктирною лінією акцентовано один із можливих варіантів: спирання внутрішніх "І"- чи "Ш"-подібних опорних елементів на легкі опорні стояки. Можливі й інші варіанти (рисунки умовно не наведено), наприклад, коли тільки/також центральний цілісний натягую чи й барабан спирається на легкий опорний стояк, або - комбіновані випадки наведених схем тощо. Вантова система, що містить напівзамкнуту ванту 1 зі зв'язками 2 та верхнім несучим 3 і нижнім стабілізуючим 4 поясами, обперту в місцях перегину на стаціонарні ролики 5, закріплені на опорних елементах, між якими розміщений нестаціонарний ролик 6 з можливістю переміщення в горизонтальній площині, відповідно до запропонованого рішення, вона обладнана верхнім підтягуючим 7 та нижнім підтримуючим 8 поясами, що об'єднані з відповідними верхнім несучим 3 та нижнім стабілізуючим 4 поясами ванти 1 за допомогою стаціонарних роликів 9 з утворенням напівзамкнутої "3"-подібної конструкції 1, а також трьома додатковими 1, - подібними утвореній з точністю до переміщення та дзеркальної симетрії, - чотирипоясними напівзамкнутими "3"-подібними конструкціями з роликами і зв'язками 2, що разом відтворюють чотирипоясну чотирьохсекційну "ЗІЄиЗІС"подібну вантову систему, складену з чотирьох "3"подібних напівзамкнутих вант 1, розташованих попарно дзеркально-симетрично відносно внутрішнього "І"- чи "Ш"-подібного опорного елемента 10, 11 з верхніми та нижніми стаціонарними роликами 9, розміщеного в середній частині кожної з двох пар крайніх секцій, що об'єднані на центральному цілісному натягуючому барабані 12, підвішеному до центрального двочастинного 7 верхнього підтягуючого пояса з одночасним спиранням на центральний двочастинний 8 нижній підтримуючий пояс, причому, ось симетрії цілісного барабана 12 співпадає з віссю симетрії вянтової системи, з обох кінців якої розмішені половинчасті барабани, жорстко закріплені на зовнішніх опорних елементах 13, 14, до того ж, як на зовнішніх половинчастих, так і на центральному цілісному 12 натягуючих барабанах попарно-симетрично закріплені стаціонарні ролики 5, через які пропущені чотирипоясні "3"-подібні ванти 1 в місцях їх внутрішнього перегину кожної з чотирьох секцій, між якими, в свою чергу, попарно розташовано нестаціонарні ролики 6-15, що торкаються в первісному стані вертикальних внутрішніх фрагментів чотириноясних вант 1 і переміщуються уздовж горизонтальної осі в залежності від величини "просідання" кожного з поясів 3, 4, 7, 8 вантової системи. Озна 10944 чена задача вирішується й тоді, коли один або обидва внутрішні "І"- чи "Ш"-подібні опорні елементи 10, 11 та/або центральний цілісний натягуючий барабан 12 виконані телескопічними і/або спираються на легкі опорні стояки 16. Чотирисекційна чотирипоясна вантова система працює таким чином. При збільшенні загальної довжини поясів кожної з чотирьох розтягнутих "3"подібних напівзамкнутих конструкцій 1, внаслідок тривалої дії активних навантажень та/або температурних коливань, вантова система "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 6, 15, що попарно закріплені на двох зовнішніх половинчастих та центральному цілісному натягуючому барабанах 12, 13, 14, переміщується в горизонтальній площині (Фіг.2) ортогонально до вертикальних фрагментів 2 розтягнутих вант 1 пропорційно 1/8 величини середнього рівня коливань загального простору, при цьому уся система охоплює чотири пари стаціонарних роликів 5, що жорстко закріплені на цілісному та половинчастих натягуючих барабанах 12, 13, 14, та чотири пари нестаціонарних роликів 6-15, що торкаються в первісному стані вертикальних фрагментів кожної з чотирьох "3"-подібних вант 1. При збільшенні загальної довжини кожної розтягнутої ванти 1 ролики 6, 15 переміщується уздовж горизонтальної умовної осі в напрямку зв'язків 2, а при зменшенні (внаслідок, наприклад, температурних коливань тощо) - в протилежний бік пропорційно зміні напружень в кожній розтягнутій ванті, причому, на кожну з чотирьох пар роликів 6-15 приходиться рівно четвертина мінлиної величини середнього рівня коливань внутрішнього загального простору V. Горизонтальна ось переміщення роликів 6, 15 є умовною, оскільки в оптимальному варіанті опорні елементи 13, 14, зовнішні половинчасті та центральний цілісний опорні барабани 12, 13, 14 та ролики 5, 6, 15 розміщуються симетрично (або приблизно симетрично) як по горизонталі, так і по вертикалі, але, внаслідок впливу архітектурних, 13 7 'С L, £ИХл&Л*іL 12 7 11 архітектурно-конструктивних та архітектурнопланувальних рішень, дозволяється відхилення від симетричного (чи приблизно симетричного) варіанта, оскільки це суттєво не впливає на загальну величину t "просідання" кожної з чотирьох частин чотирипоясної чотирьохсекційної "ЗІЄиЗІС"подібної вантової системи. Отриману у такий спосіб чотирипоясну чотирьохсекційну "ЗІСиЗІС"-подібну вантову систему можна розглядати як базовий модуль, на основі якого можуть бути отримані різні варіанти покриттів у залежності від обрису плану (коло, квадрат, чотирикутник, шестикутник тощо) та комбінацій розташування роликів 5, 6, 15 як на кожному з кінців прольоту, так і на цілісному та двох половинчастих натягуючих барабанах 12, 13, 14. 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 ч урахуванням коливань загальної довжини кожної з чотирьох складових "3"-подібних конструкцій самостабілізуючої чотирипоясної чотирьохсекційної "ЗІЕиЗІС'-подібної вантової системи. Джерела інформації 1 Фрей Отто и Фридрих - Карл Шлейер. Тентовые и вантовые строительные конструкции. - М.: Стройиздат, 1970. - с.77. 2. Ангорское свидетельство СССР №541003, Кл.2 Е04В7/14, 1974. 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. - №200211884; Заявл. 08.11.2002; Опубл. 15.09.2003, Бюл. №9. - 2с.іл. ^ £ 13 14 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