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 напівзамкнутою С-подібною та замкнутою О-подібною вантою з роликами і зв'язками та загальним нижнім підтягуючим поясом з утворенням трисекційної цілісної дзеркально симетричної -подібної двопоясної вантової системи в крайніх секціях та трипоясної вантової системи в центральній секції, на кінцях якої розташовані тричастинні опорні пристрої з жорстко закріпленими на кожному з них трьома стаціонарними роликами та одним нижнім шарніром, в якому закріплені крайні кінці цілісної ванти, причому опорні пристрої спираються на загальний нижній підтягуючий пояс і обладнані в середній частині шістьма нестаціонарними роликами з можливістю їх або потрійного або попарного, або поодинокого переміщення в горизонтальній площині. 2. Вантова система за п. 1, яка відрізняється тим, що верхні частини одного або одночасно обох разом опорних пристроїв встановлені з можливістю вертикального переміщення, а їх нижні частини або жорстко або шарнірно, або поперемінно прикріплені до загального нижнього підтягуючого пояса. 3. Вантова система за пп. 1, 2, яка відрізняється тим, що на зовнішніх сторонах однієї або обох крайніх секцій в їх середній частині встановлено по три нестаціонарні ролики з можливістю переміщення як в горизонтальній, так і у вертикальній площинах. ю О) Корисна модель відноситься до будівництва, а саме - до висячих вантових систем будівельних конструкцій, і може бути використана для перекриття значних прольотів будівель і споруд різного призначення при різноманітному їх обрисі в плані, наприклад, у вигляді опуклого багатокутника. В сучасній практиці будівництва розповсюджені однопоясні вантові системи [1,2], які використовують поширене конструктивне рішення на основі поєднання роботи ванти та шарніру або інших шарнірноподібних пристроїв та елементів. Загальним недоліком цих систем є те, що вони не забезпечують необхідної розрахункової 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. Недоліком цієї системи є те, що при тривалих строках експлуатації суттєво змінюється первісна геометрія конструкції внаслідок фізичних властивостей матеріалу та деяких інших причин, зокрема, несиметричним характером закріплення кінців ванти. О) 10945 Найбільш близькою до пропонованої є конструкція [4], до якої з метою підтримки первісної геометри двопоясної вантової системи додатково включений нестаціонарний ролик, розміщений між двома стаціонарними, з можливістю його переміщення в горизонтальній площині. Найголовнішим 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 другого) 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 вантової системи, величина прольоту якої збільшується втричі завдяки введенню двох тричастинних опорних пристроїв, що спираються на нижній підтягуючий пояс, при цьому одночасно підтримується постійність геометрії первісної конструкції, мінімізується середній рівень коливань загального простору V, забезпечується самонатяг і постійність напружень несучого, стабілізуючого і підтягуючого поясів та зв'язків дво-трипоясної вантової системи на протязі тривалого часу з урахуванням коливань загальної довжини розтягнутої ванти, що залежать 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, 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, відповідно корисній моделі, додатково обладнана напівзамкнутою "С"-подібною та замкнутою "0"подібною вантою з роликами і зв'язками та загальним нижнім підтягуючим поясом з утворенням трисекційної цілісної дзеркально-симетричної "-подібної двопоясної вантової системи в крайніх секціях та трипоясної вантової системи в центральній секції, на кінцях якої розташовані тричастинні опорні пристрої з жорстко закріпленими на кожному з них трьома стаціонарними роликами та одним нижнім шарніром, в якому закріплені крайні кінці цілісної ванти, причому, опорні пристрої спираються на загальний нижній підтягуючий пояс і обладнані в середній частині шістьма нестаціонарними роликами з можливістю їх або потрійного, або попарного, або поодинокого переміщення в горизонтальній площині. Означена вище задача вирішується й тоді, коли верхні частини одного або одночасно обох разом опорних пристроїв встановлені з можливістю вертикального переміщення, а їх нижні частини або жорстко, або шарнірно, або поперемінно прикріплені до загального нижнього підтягуючого пояса, а також у разі, коли на зовнішніх сторонах однієї або обох крайніх секцій в їх середній частині встановлено по три нестаціонарних ролика з можливістю переміщення як в горизонтальній, так і у вертикальній площинах. При відтворенні первісної геометрії трисекційної цілісної дзеркально-симетричної "^— — "подібної двопоясної вантової системи в крайніх секціях та трипоясної вантової системи в центральній секції, несучий, стабілізуючий та підтягуючий пояси якої "просідають" відповідно на величину t, кожен із шести пар нестаціонарних роликів переміщується пропорційно дванадцятій частині величини середнього рівня коливань загального простору V. Суть рішення пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1-2 схематично зображена вантова система, що впроваджена на основі застосування загального підтягуючого пояса, на який спираються з країв центральної секції пара тричастинних опорних пристроїв із розташованими на них нижніми шарнірами, в яких закріплюються кінці вант. Так, на Фіг.1 показано загальний вигляд впровадженої вантової системи з відтворенням трисе .„ .„со*), кцшної цілісної дзеркально-симетричної ^ - — подібної двопоясної вантової системи в крайніх секціях та трипоясної вантової системи в центральній секції, які, окрім несучого та стабілізуючого, обладнані загальним нижнім підтягуючим поясом, при цьому основною лінією показана первісна геометрія симетричної вантової системи з розрахованою загальною довжиною розтягнутої ванти; а пунктиром - схема "просідання" кожного з поясів на величину t. На Фіг.2 зображена схема відтворення первісної геометрії пропонованої вантової системи, що "просіла" на величину t, шляхом застосування дії нестаціонарних роликів. Дві симетрично розташовані крайні "С"-подібні двопоясні ванти 1 та одна центральна "О"-подібна ванта зі зв'язками 2 закріплюються з обох кінців прольоту на опорах 4 і через додаткові стаціонарні ролики 3 приєднуються до загального підтягуючого пояса 6 з відтворенням цілісної дзеркальноС О) симетричної" ^ - -^"- подібної двопоясної вантової системи в крайніх секціях та трипоясної вантової системи в центральній секції, що охоплює в місцях перегину стаціонарні ролики разом з додатковими двома зовнішніми та шістьма внутрішніми роликами 3, що зафіксовані на двох тричастинних опорних пристроях 7, які спираються на загальний підтягуючий пояс 6, причому, в середній частині кожного пристрою 7 розміщені шість протилежно спрямованих (групами по три) нестаціонарних роликів 9, які розташовані посередині між стаціонарними роликами 3, а також між стаціонарним роликом і шарніром 3 - 8 з можливістю переміщення в горизонтальній площині уздовж умовної горизонтальної осі, при цьому величина переміщення кожного з дванадцяти роликів 9 пропорційна дванадцятій частині величини середнього рівня 10945 коливань загального простору V, а напрям та величина зазначеного переміщення коригується загальним коливанням мінливої величини "просідання" t кожного з трьох поясів розтягнутої ванти. Байтова система працює таким чином. При збільшенні загальної довжини (Фіг. 1) кожної з двох частин крайніх симетричних розтягнутих напівзамкнутих "С"-подібних вант, однієї "О"-подібної центральної ванти 1 та загального підтягуючого поясу 6, внаслідок тривалої дії активних навантажень та температурних коливань, конструкція системи "просідає" на величину t. Для підтримання первісної геометрії цілісної дзеркально-симетричної l l V - — - подібної двопоясної вантової системи в крайніх секціях та трипоясної вантової системи в центральній секції кожен із дванадцяти нестаціонарних роликів 9, що закріплені на двох тричастинних опорних пристроях 7, переміщується в горизонтальній площині (Фіг.2) ортогонально вертикальним фрагментам трьох розтягнутих вант 1 пропорційно дванадцятій частині величини середнього рівня коливань загального простору, при цьому уся система охоплює шість внутрішніх стаціонарних роликів 3 та два нижніх шарніра 8, закріплених на нижніх частинах двох опорних пристроїв 7, а також дві пари зовнішніх роликів 3, закріплених назовні на опорних елементах 4, та дванадцять нестаціонарних роликів 9, що торкаються в первісному стані вертикальних фрагментів кожної з трьох розтягнутих вант 1. При збільшенні загальної довжини цілісної трипоясної розтягнутої ванти 1 нестаціонарні ролики 9 переміщується 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 кожної розтягнутої ванти, причому, на кожен із дванадцяти роликів 9 приходиться рівно дванадцята частина мінливої величини середнього рівня коливань загального простору V. Якщо ж з країв прольоту розміщуються нестаціонарні ролики 5, то на кожен нестаціонарний ролик 5, 9 пропонованої системи припадає рівно 1/18 частина середнього рівня коливань внутрішнього загального простору. Пропонована вантова система в рамках відтворення первісної геометрії працює й тоді, коли верхні частини одного або обох разом опорних пристроїв 7 встановлені з можливістю вертикального переміщення, а їх нижні частини жорстко або шарнірно, або поперемінно, - один жорстко, а другий шарнірно, -прикріплені до загального нижнього підтягуючого пояса 6. Горизонтальна ось переміщення усіх нестаціонарних роликів 5, 9 є умовною, оскільки в оптимальному варіанті опорні елементи 4 та ролики З, 5, 9 розміщуються симетрично як по горизонталі, так і по вертикалі, але, внаслідок впливу архітектурних, архітектурно-конструктивних та архітектурно-планувальних рішень, дозволяється відхилення від симетричного варіанта, оскільки це суттєво не впливає на загальну величину "просідання" t. кожного з трьох поясів цілісної тричастинної двотрипоясної ванти 1. Отриману у такий спосіб вантову систему з відтворенням цілісної трипоясної ванти із загальним нижнім підтягуючим поясом 6 можна розглядати як модуль, на основі якого можуть бути отримані різні варіанти покриттів у залежності від обрису плану (коло, квадрат, чотирикутник, шестикутник тощо) та комбінацій розташування роликів З, 5, 9, шарнірів 8 і опорних елементів 4 як на кожному з кінців прольоту, так і на кожному з двох тричастинних опорних пристроїв 7. Таким чином, використання запропонованого рішення дозволяє вирішити задачу відтворення трисекційної цілісної дзеркально-симетричної "-подібної двопоясної вантової системи в крайніх секціях та трипоясної вантової системи в центральній секції з улаштуванням симетричної схеми закріплення ванти з обох кінців, втричі збільшити загальну 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 загального підтягуючого поясів на протязі тривалого часу з урахуванням коливань загальної довжини як кожного з трьох поясів, так і всієї трисекційної цілісної дзеркально-симетричної 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. 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. 10945 ФІГ.1 Фіг, 2 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