Малоелементна шпренгельна ферма із v-подібною стабілізуючою вставкою

Реферат: Малоелементна шпренгельна ферма з жорстким двосхилим верхнім поясом із зварного двотавра з хвилястою тонкою стінкою і ламаною затяжкою облаштовується стабілізуючою центральною V-подібною вставкою. UA 71800 U (54) МАЛОЕЛЕМЕНТНА ШПРЕНГЕЛЬНА ФЕРМА ІЗ V-ПОДІБНОЮ СТАБІЛІЗУЮЧОЮ ВСТАВКОЮ UA 71800 U UA 71800 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі будівництва, зокрема до довгомірних несучих будівельних елементів, які використовуються в покриттях будівель громадського, промислового та сільськогосподарського призначення. Відома конструкція шпренгельної ферми (інакше - шпренгельної балки) [1], яка складається з двосхилого жорсткого верхнього поясу, що сприймає переважно вертикальне зовнішнє навантаження, а також стержньової затяжки ламаного обрису і двох стояків, за наявності яких затяжка виноситься за габарит жорсткого елемента, який вона підсилює, збільшується відстань між затяжкою та поясом, і таким чином підвищується ефективність затяжки. Недоліком такої ферми є підвищені витрати металу при несиметричних навантаженнях (наприклад, при однобічних снігових навантаженнях на покритті або при підвісних кранах) через появу великих зусиль у верхньому поясі, а також надмірних прогинів. Найбільш близьким аналогом є будівельна конструкція [2], у якій рама, яка складається з стояків та ламаного ригеля, має прямолінійну затяжку, яка з'єднує кінці ригеля, і для стабілізації несиметричних впливів обладнана V-подібною вставкою у вигляді кронштейна, що примикає жорстко до ригеля рами в місці його зламу та приєднується протилежним кінцем до затяжки. Недоліком такого конструктивного рішення є обмеженість його застосування рамними конструкціями. Крім того, встановлення V-подібного кронштейна на затяжку, що не виходить за межі габариту ламаного ригеля, дає невеликий ефект, і перекоси рами від однобічних складових навантаження в основному стабілізуються стояками рами. Задачею корисної моделі є збільшення несучої здатності при одночасному зменшенні витрат сталі, а також розширення діапазону застосування шпренгельних ферм покриттів при великих однобічних навантаженнях (районів з великими сніговими навантаженнями та навантаженнями від підвісних кранів). Поставлена задача вирішується тим, що малоелементна шпренгельна ферма із двосхилим верхнім поясом (1), стояками (2) і ламаною затяжкою (3), закріпленою по кінцях верхнього поясу, та використанням ефективних двотаврів з поперечно-гофрованою стінкою у верхньому поясі облаштовується стабілізуючою центральною V-подібною вставкою (4) у вигляді кронштейна, що закріплюється вузьким кінцем на затяжці шпренгеля, а протилежним розкритим кінцем - на верхньому жорсткому поясі у місці його зламу (фіг. 1, фіг. 4). У вставці не виникає жодних зусиль при симетричних навантаженнях, однак при несиметричних навантаженнях їхня кососиметрична складова передається через шпренгель і ефективно перерозподіляється. При цьому досягається не тільки зменшення зусиль (фіг. 2, 3), а й прогинів від несиметричних (однобічних) навантажень. Конструкція працює таким чином. При несиметричних навантаженнях кронштейн намагається повернутися разом з гребеневим вузлом ферми через ефект защемлення верхнього поясу V-подібною вставкою. На своєму протилежному кінці в місці з'єднання з затяжкою шпренгеля кронштейн зустрічає опір з боку затяжки, додаткові зусилля в затяжці передаються на стояки шпренгеля, які є опорами для верхнього поясу, при цьому зусилля вирівнюються і значно зменшуються порівняно з шпренгельною фермою без вставки (фіг. 2, 3). Ефект защемлення змінює форму кривої випинання при втраті стійкості за кососиметричною формою, створює додаткову півхвилю на кожній половині верхнього поясу, тобто зменшує розрахункову довжину верхнього поясу, а значить, підвищує загальну стійкість конструкції в цілому. Додаткова ефективність досягається застосуванням у верхньому поясі складеного двотавру з тонкою хвилястою стінкою завтовшки 1,5…3 мм, яка не вимагає ребер жорсткості і надає підвищеної жорсткості двотавру при вільному і стисненому крученні, що дає додаткову ефективність внаслідок збільшення стійкості верхнього поясу за згинально-крутильною формою. Положення вертикальних стояків по довжині прольоту, їхня висота, а також прикріплення затяжки в опорному вузлі нижче осі верхнього поясу дозволяє досягнути рівномірного розподілу зусиль (див. фіг. 4). Як несуча конструкція покрівлі може застосовуватися профільований настил по прогонах (навантаження у вигляді зосереджених сил) або ж настил, встановлений безпосередньо на верхній пояс (розподілене навантаження). Ферма має мінімальну кількість елементів, а відповідно, й вузлів, що зменшує витрати на її виготовлення. Допускається виготовлення відправної марки у вигляді півферми без додаткових елементів за умов перевезення (фіг. 4, а) або ж для перевезення розсипом - вирішення вузлів на болтах з наступним складанням при монтажі, при цьому монтажні стики - фланцеві на високоміцних болтах чи на болтах звичайної міцності (фіг. 4 в, г)). Можливе утворення просторового блока. Запропонована корисна модель дозволяє зменшити витрати на покриття як на етапі виготовлення, так і монтажу конструкцій. 1 UA 71800 U 5 10 Суть корисної моделі пояснюється кресленнями. Фіг. 1. - схема ферми. Фіг. 2. - розподіл внутрішніх зусиль при симетричних та несиметричних навантаженнях у малоелементній шпренгельній фермі. Фіг. 3. - те саме, за наявності стабілізуючої вставки. Фіг. 4. - конструктивне рішення ферми. Джерела інформації: 1. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический. В 2-х кн. Кн.1 / Под. ред. А. А. Уманского - М., Стройиздат, 1972.-600 с. - С. 414-415. 2. Нилов А. А., Лавриненко Л. И. Авторское свидетельство SU № 1454927 А1 от 1.10.1988 "Строительная конструкция". ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Малоелементна шпренгельна ферма з жорстким двосхилим верхнім поясом із зварного двотавра з хвилястою тонкою стінкою і ламаною затяжкою, винесеною за габарит верхнього поясу, яка відрізняється тим, що облаштовується стабілізуючою центральною V-подібною вставкою, яка закріплюється вузьким кінцем на затяжці шпренгеля, а протилежним розкритим кінцем - на верхньому жорсткому поясі. 2 UA 71800 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3