Несуча система із сталі для конструкцій покрівель

1. Несуча система із сталі для конструкцій покрівель з фермовими прогонами, переважно довше 20 м, що складається із збірних, модульно та стандартизовано побудованих, кількох з'єднаних один з одним стандартних модулів з різною навантажувальною здатністю, причому два стандартні модулі виконані як опорні елементи (1), встановлені у конструкції фахверкового типу з поясами (5), стояками (4) і розкосами (6) із порожнистих профілів з постійною довжиною, а один стандартний модуль виконаний як проміжний елемент (2, 2', 2"), що складається із змінюваного по довжині за числом та вибором відстаней між стояками основного модуля у рамній конструкції з поясами (3, 3', 3") та стояками (4) із порожнистих профілів, причому для одержання необхідної довжини проміжного елемента (2, 2', 2") у кожному випадку однакові елементи конструкції використовуються для різних фермових прогонів. 2. Несуча конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що пояси (3, 3', 3", 5), стояки (4) і розкоси (6) виготовлені із гарячекатаних безшовних труб. 3. Несуча конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що пояси (3, 3', 3", 5), стояки (4) і розкоси (6) виготовлені із зварних, холодно- або гарячекатаних труб. 4. Несуча конструкція за одним з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що пояси (5), стояки (4) і розкоси (6) встановленого у конструкції фахверкового типу 2 (19) 1 3 Винахід стосується збірної, конструктивно вирішеної у вигляді модулів, несучої системи із сталі, що складається з порожнистих профілів, для конструкцій покрівель згідно з пунктом 1 патентної формули. Збірні несучі системи для конструкцій покрівель, що складаються з порожнистих профілів, описуються, наприклад, у патентній заявці US 4,559,748. Подібні несучі системи складаються із різних, з'єднаних один з одним, окремих несучих елементів, які відповідно до свого навантаження зазнають розтяжних, стискувальних або згинальних напружень. Для несучих елементів використовуються розраховані відповідно до їхнього проектного напруження конструкції фахверкового типу, що складаються з поясів та розкосів, які з примиканням до несучої системи з'єднані один з одним. Подібні несучі системи мають недолік у тому, що для кожної системи покрівлі і, відповідно, для різних фермових прогонів залежно від кроку модульних ґрат необхідні індивідуальне проектування та окрема статика, з випливаючими звідси високими витратами коштів та відповідно довгими термінами доставки споживачам. Саме для великих фермових прогонів, наприклад, довжиною понад 20м, відомі несучі системи є дуже нерентабельними на підставі індивідуального проектування та виготовлення, тому що стає дуже витратним конструкторське обґрунтування. Вигідне за вартістю та швидкострокове забезпечення замовників цими відомими збірними несучими системами із сталевих порожнистих профілів не можливе. Виходячи з цього, в основу винаходу покладена задача запропонувати несучу систему для фермових прогонів довжиною переважно понад 2 м, яка б з меншими проектними та виробничими витратами могла бути гнучко пристосовувана до різних прогонів. Ця задача вирішується відмітними ознаками п. 1 формули винаходу. Переважні наступні форми удосконалення у кожному випадку є об'єктом залежних пунктів формули. Згідно з рішенням винаходу, для здійснення цієї задачі використовується несуча система, що складається із збірних, модульно та стандартизовано побудованих, кількох з'єднаних між собою стандартних модулів, які мають різні допустимі навантаження. Два стандартні модулі виконані як опорні елементи, встановлені у конструкції фахверкового типу, з поясами та розкосами із порожнистих профілів постійної довжини. Інший стандартний модуль виконаний як проміжний елемент, що складається з безґратового, змінно пристосовуваного за довжиною, основного модуля у рамній конструкції з поясами та стояками із порожнистих профілів, причому для регулювання кожної необхідної довжини кожен з однакових елементів конструкції використовується для різних фермових прогонів. Перевага цієї несучої системи полягає у тому, що проміжна частина для підгонки до змінної зборки фермових прогонів виготовляється із стандарт 88746 4 ного основного модуля, який незалежно від кроку фат простим способом може підганятися до довжини прогонів, якої треба досягти, за допомогою використання однакових елементів конструкції. Це досягається в першу чергу шляхом стандартизації опорних елементів з постійною довжиною та за допомогою модульної побудови проміжної секції, завдяки чому забезпечується можливість гнучкої та відносно маловитратної підгонки основного модуля проміжної секції до різних прогонів конструкції покрівлі. У несучій системі згідно з винаходом для конструкцій покрівель опорні елементи незалежно від фермового прогону, що підлягає перемиканню, мають одну постійну довжину. Опорні елементи відрізняються кроком ґрат розкісних полів (фахверком). Крок ґрат у цьому зв'язку означає, що, наприклад, при основі рівнобедреного розкісного поля у 2м можливим є лише крок ґрат в 1м, і, отже, перекриття фермового прогону на відстані, наприклад, у 27,70м, не можливе або не здійсненне без зміни розкісних полів. Без проміжного елемента, згідно з винаходом, у рамній конструкції прогін можна було б рівномірно перекрити тільки зменшенням або збільшенням розкісних полів. У вище описаному прикладі це б означало, що фермовий прогін завжди потрібно було б збільшувати або зменшувати на цілий метр. Зміна розкісних полів, - і, відповідно, довжини основи, - яка була б обов'язково необхідною, щоб скласти будь-який прогін, не дозволяла б попереднє виготовлення і тим самим також стандартизований вибір розмірів. Тут якраз і стає у пригоді винахід. Для підгонки довжини кроквяної ферми до прогону покрівельної конструкції довжина проміжної секції згідно з винаходом може регулюватися без ґрат. При цьому безґратова або змінна пригонка може довільно обиратися під час виготовлення за числом вертикальних стояків та відстанню між ними. Це безґратове і, отже, змінне регулювання необхідної довжини проміжного елемента, проте, може бути реалізоване тільки за допомогою описаної рамної конструкції. Через те що для різних фермових прогонів базова конструкція не повинна змінюватися, як при фахверкових фермах, а тільки довжина проміжного елемента підганяється до відповідних вимог, то для подібних несучих систем переважним чином необхідна лише типова статика. В якості порожнистих профілів для поясів та розкосів або стояків стандартних модулів несучих систем підходять як виготовлені гарячекатаним способом безшовні труби, так і виготовлені холодно- або гарячекатаним способом зварні труби. Поперечний переріз труб може бути виконаний при цьому, залежно від навантаження, як круглої, так і прямокутної або еліптичної форми. Переважно стандартні модулі мають у кожному випадку однакові зовнішні розміри для того, щоб можна було без проблем виконати з'єднання. Ідеальним для цього є, зокрема, коли і поздовжні 5 88746 6 несучі балки вузлів конструкції мають однакові Фіг.1 показує виготовлену із стандартних мозовнішні параметри поперечних перерізів. дулів несучу систему згідно з винаходом у рівному Гнучка пристосовність несучої системи згідно з виконанні. винаходом досягається тим, що стандартизовані Стандартизована модульна конструкція несуопорні елементи статично точно спроектовані та чої системи складається із трьох з'єднаних один з вільні від деформацій вузлів. Пояси та розпірки одним стандартних модулів. Два стандартні модунезалежно від усіх фермових прогонів залишаютьлі виконані як опорні елементи (1), встановлені у ся постійними у своїх розмірах. Вони мають голоконструкції фахверкового типу з поясами (5) та вним чином завдання зменшувати передачу зурозкосами (6) із порожнистих профілів постійної силь зсуву всередині конструкції. Розрахункові довжини. Інший стандартний модуль виконаний як запаси міцності у великих фермових прогонах запроміжний елемент (2), що складається з основнолишаються порівняно незначними. го модуля у рамній конструкції з поясами 3 та стоПроміжний елемент, який робить можливим яками 4 із порожнистих профілів. безґратове змінне перекриття фермових прогонів, Різні фермові прогони можуть одержуватися часто статично не визначений, так що незначна простим способом завдяки тому, що модульно частина зусиль зсуву усувається внаслідок дефопобудований проміжний елемент 2 змінно за чисрмацій вузлів. Високі стискальні/розтяжні напрулом та вибором відстаней між вертикальними стоження поясів урівноважуються при незмінному яками підганяється до необхідної довжини, причозовнішньому діаметрі шляхом збільшення товщиму у кожному випадку однакові елементи ни стінок або підвищення міцності матеріалів. конструкції використовуються для різних прогонів. У гребеневій зоні для різних потребуючих виПереважно всі стандартні модулі мають однаконання нахилів покрівлі використовуються повокові зовнішні розміри, так само, як і пояси 3 проміротні вузли, причому кут нахилу регулюється прижного елемента 2 та пояси 5 опорних елементів 1 гонкою вузла у нижньому поясі. У слабоопорних відповідно у кожному випадку мають однакові зовсистемах кінцеві вузли опорних елементів з боку нішні розміри, так що стандартні модулі легко мопроміжної секції розчалюються один з одним. Пожуть з'єднуватися у несучу систему. крівля при цьому може бути нахилена під будьІз розрахунку на різне навантаження, товщина яким кутом. стінки поясів 5 опорних елементів 1 обирається за У переважному способі для складеної із станрозміром меншою від товщини стінки поясів 3 дартних модулів несучої системи необхідна всього проміжного елемента 2. Залежно від навантаженлише типова статика, завдяки чому набагато сконя, різними або однаковими обираються за розмірочуються витрати на проектні та виготовлювальні ром у поперечному перерізі та товщині стінки тароботи. кож розкоси 6 опорних елементів 1 і стояки 4 Завдяки попередньому виготовленню модульпроміжного елемента 2. ним способом спорудження, при якому однакові Проте альтернативно пригонка до різних наелементи конструкції використовуються для різних вантажень може проводитися також вибором прифермових прогонів, крім того, переважно скорочудатної марки сталі з відповідними механічними ються строки виготовлення і тим самим доставки характеристиками. виробів споживачам, і це дозволяє значно гнучкіФігури 2а та 2b показують в альтернативній ше реагувати на швидкозмінювані побажання зарозробці несучу систему згідно з винаходом для мовників. різних нахилів покрівлі. Однакові посилальні поЗавдяки описаному використанню деформацій значення відповідають таким самим елементам вузлів у проміжній секції, конструкція разом з тим конструкції з тотожними зовнішніми розмірами. може краще використовуватися статично, в реЧерез те що основна концепція відповідає концепзультаті чого можуть додатково здійснюватися ції несучої системи згідно з винаходом, для уникзаощадження матеріалів порівняно з відомими нення повторень можна відмовитися від детальнонесучими системами завдяки меншому розміру го опису. конструкції і/або перерізів порожнистих профілів. Інший, ніжу несучій системі за Фіг.1, проміжний У конструкціях, які з естетичних або антикороелемент 2’ виконаний на Фіг.2а, але не як рівна зійних підстав повинні покриватися покриттям, конструкція, а переламаний у середній зоні, приповерхні, що підлягають покриттю, внаслідок менчому у цьому випадку нахил покрівлі становить шого розміру конструкції так само менші, що в ці2%. лому вигідно позначається на витратах на покритУ зображеній на Фіг.2b несучій системі нахил тя. покрівлі складає 25%. Кінцеві ділянки опорних У подальшому винахід більш детально пояселементів 1 у цьому випадку розчалюються одна з нюється за допомогою двох фігур. Однакові позиодною розтягнутим поясом 7. ції у різних фігур позначають одні і ті ж самі елеПерелік посилальних позначень менти конструкції з тотожними зовнішніми 1 Опорний елемент розмірами. На них показано: 2, 2’, 2" Проміжний елемент Фіг.1 - рівна несуча система згідно з винахо3, 3’, 3" Пояси, проміжний елемент дом, виготовлена із стандартних модулів; 4 Стояки, проміжний елемент Фіг.2а - аналогічна до Фіг.1, але з нахилом по5 Пояси, опорний елемент крівлі на 2%; 6 Розкоси, опорний елемент Фіг.2b - аналогічна до Фіг.1, але з нахилом по7 Розтягнутий пояс крівлі на 25%. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 88746 8 Підписне Тираж 28 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