Двопоясна вантова система

1 Двопоясна вантова система, що містить двопоясну ванту з вертикальними зв'язками, обперту в місцях перегину на стаціонарні ролики, закріплені на опорних елементах, між якими розміщені нестаціонарні ролики з можливістю переміщення в горизонтальній площині, яка відрізняється тим, що вона містить дві додаткові замкнуті двопоясні ванти з роликами та зв'язками з утворенням однопролітної трисекційної вантової системи за допомогою двох опорних І-подібних елементів, розташованих з обох КІНЦІВ центральної секції, у вигляді симетричного О-І-О-І-О-кільцеподібного замкнутого контуру, уздовж кінцевих вертикальних фрагментах якого ззовні, зсередини або поперемінно зафіксовані додаткові нестаціонарні ролики з можливістю переміщення в горизонтальній площині уздовж умовної осі 2 Двопоясна вантова система за п 1, яка відрізняється тим, що нестаціонарні ролики додатково переміщуються у вертикальній площині 3 Двопоясна вантова система за пп 1, 2, яка відрізняється тим, що вертикальні зв'язки центральної секції та/або крайніх секцій виконані телескопічними Корисна модель відноситься до будівництва, а саме - до висячих вантових систем, і може бути використана для перекриття середніх, великих та 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 ) стаціонарні ролики, що закріплені на опорних елементах Найбільшим недоліком цієї системи є те, що при тривалих строках експлуатації суттєво змінюється первісна геометрія конструкції внаслідок, зокрема, фізичних властивостей матеріалу тощо Найбільш близькою до пропонованої є замкнута колоподібна вантова конструкція [4], до якої з метою підтримки первісної геометрії двопоясної вантової системи додатково включена пара протилежно спрямованих нестаціонарних роликів, розміщених між двома парами стаціонарних, з можливістю їх переміщення в горизонтальній площині уздовж умовної осі Найбільшим недоліком цієї системи є те, що застосування двопоясної замкнутої ванти у вигляді одного ЦІЛІСНОГО елемента суттєво обмежує величину прольоту будівлі, що перекривається При значних прольотах це не сприяє рівномірному розподілу зусиль та напружень уздовж прольоту та призводить до виникнення критичних точок перенапруження в місцях закріплення вант Основою корисної моделі є задача удосконалення двопоясної вантової системи, в якій за рахунок особливостей конструктивного виконання її 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/чи їх 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 О) 10940 елементів відтворюється трисекційна самостабілізуюча симетрична схема закріплення вант з обох кінців розтягнутої системи, величина прольоту якої збільшується втричі завдяки введенню двох опорних І-подібних елемента, що розташовані з країв центральної секції симетричного "О-І-О-І-О"подібного замкнутого контуру, при цьому одночасно підтримується постійність геометрії первісної конструкції, мінімізується середній рівень коливань внутрішнього загального простору V, забезпечується самонатяг і постійність напружень і зусиль несучого і стабілізуючого поясів та зв'язків трисекційної однопрольотної двопоясної 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 внутрішніх та/або зовнішніх коливань тощо. Означена задача вирішується тим, що двопоясна вантова система, яка містить двопоясну ванту з вертикальними зв'язками, обперту в місцях перегину на стаціонарні ролики, закріплені на опорних елементах, між якими розміщені нестаціонарні ролики з можливістю переміщення в горизонтальній площині, відповідно корисній моделі, включає дві додаткові замкнуті двопоясні ванти з роликами та зв'язками з утворенням однопрольотної трисекційної вантової системи за допомогою двох опорних І-подібних елементів, розташованих з обох кінців центральної секції, у вигляді симетричного "О-І-О-І-О"-кільцеподібного замкнутого контуру, уздовж кінцевих вертикальних фрагментах якого ззовні, зсередини або поперемінно зафіксовані додаткові нестаціонарні ролики з можливістю переміщення в горизонтальній площині уздовж умовної осі. Означена задача вирішується й тоді, коли нестаціонарні ролики додатково переміщуються у вертикальній площині або у разі, коли вертикальні зв'язки центральної секції та/або крайніх секцій виконані телескопічними. При відтворенні первісної геометрії симетричного "О-І-О-І-О"-кільцеподібного замкнутого трисекційного контуру, несучий та стабілізуючий пояси якого в межах кожної секції "просідають" на величину t, кожен із восьми нестаціонарних роликів переміщується пропорційно восьмій частині величини середнього рівня коливань внутрішнього загального простору V. Суть рішення пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1-5 схематично зображена трисекційна однопрольотна двопоясна вантова система, що впроваджена на основі застосування симетричного "ОІ-О-І-О"-кільцеподібного замкнутого трисекційного контуру, з країв центральної секції якого розміщені два опорних І-подібних елемента з чотирма зовнішніми стаціонарними роликами, при цьому включення в роботу чотирьох пар зовнішніх протилежно спрямованих нестаціонарних роликів призводить до відтворення первісної геометрії трисекційної однопрольотної двопоясної вантової системи, що "просіла" в кожній своїй секції на величину t. На Фіг. 1-2 зображено варіант фіксації кінцевих вертикальних фрагментів вант системи з внутрі шньої сторони за допомогою нестаціонарних роликів, а на Фіг.3-5 - із зовнішньої, причому, на Фіг.5 зображено можливий випадок переміщення нестаціонарних роликів у вертикальній площині. Так, на Фіг.1, 3 показано загальний вигляд впровадженої двопоясної вантової системи з відтворенням симетричного "О-І-О-І-О"кільцеподібного замкнутого трисекційного контуру, причому, два крайніх вертикальних фрагмента вант системи зафіксовані на чотирьох протилежно спрямованих парах нестаціонарних роликів, розміщених посередині між двома парами зовнішніх стаціонарних роликів, з можливістю переміщення в горизонтальній площині уздовж умовної осі. Характер та лінії "просідання" на величину t кожної з трьох секцій трисекційної однопрольотної двопоясної вантової системи умовно зображено пунктиром. На Фіг.2, 4 зображена схема відтворення первісної геометрії двопоясної вантової системи, що "просіла" на величину t, шляхом застосування дії восьми нестаціонарних протилежно спрямованих роликів {по чотири з кожного кінця), розташованих назовні. Симетричний замкнутий "О-І-О-І-О"кільцеподібний контур, що утворюється трьома симетричними замкнутими "О"-подібними двопоясними вантами 1 зі зв'язками 2, пропущений через зовнішні 3 і додаткові внутрішні 4 стаціонарні ролики та зафіксований на восьми зовнішніх 5 нестаціонарних роликах з відтворенням однопрольотного трисекційного замкнутого контуру, з обох кінців центральної секції якого розміщується два опорних І-подібних елемента 6, що об'єднують три "О"-подібні двопоясні ванти в єдину трисекційну однопрольотну двопоясну вантову систему, причому, чотири пари нестаціонарних роликів 5 розмішуються посередині між двома парами стаціонарних роликів 3 з можливістю переміщення в горизонтальній чи вертикальній площині, при цьому величина переміщення кожного з восьми роликів 5 пропорційна восьмій частині величини середнього рівня коливань внутрішнього загального простору V, а напрям та величина зазначеного переміщення коригується загальним коливанням мінливої величини "просідання" t поясів кожної з трьох секцій трисекційної двопоясної ванти і залежить від характеру фіксації (ззовні, зсередини чи поперемінно) її кінцевих вертикальних фрагментів. Двопоясна вантова система працює таким чином. При збільшенні загальної довжини кожної з трьох симетричних "О"-подібних розтягнутих замкнутих вант 1, внаслідок тривалої дії активних навантажень та температурних коливань, конструкція системи "просідає" на величину t (див. Фіг. 1, З, де характер та лінії "просідання" зображено пунктиром). Для підтримання первісної геометрії симетричного "О-І-О-І-О"-подібного замкнутого контуру кожен із восьми нестаціонарних роликів 5 перемішується в горизонтальній чи вертикальній площині (Фіг.2, 4) пропорційно восьмій частині величини середнього рівня коливань внутрішнього загального простору, при цьому уся система охоплює чотири зовнішні 3, закріплені назовні, і вісім внутрішніх стаціонарних роликів 4, закріплених на двох опор 10940 них І-подібних елементах 6, та чотири пари нестаціонарних роликів 5, що торкаються в первісному стані вертикальних фрагментів кожної з двох крайніх замкнутих "О"-подібних двопоясних вант або з внутрішньої, або - зовнішньої сторони. При збільшенні загальної довжини цілісних "О"-подібних двопоясних розтягнутих вант 1, дві перші з яких зафіксовані із зовнішньої сторони кінцевих вертикальних фрагментів вант системи за допомогою нестаціонарних роликів 5, останні переміщується уздовж горизонтальної чи вертикальної умовної осі в напрямку чи відповідно уздовж зв'язків 2, а при зменшенні (внаслідок температурних коливань тощо) - в протилежний бік пропорційно зміні напружень в кожному поясі розтягнутих вант, причому, на кожен із восьми роликів 5 приходиться рівно восьма частина мінливої величини середнього рівня коливань внутрішнього загального простору V. При збільшенні загальної довжини цілісних "О"-подібних двопоясних розтягнутих вант 1, що зафіксовані із внутрішньої сторони кінцевих вертикальних фрагментів вант системи за допомогою нестаціонарних роликів 5, напрямок переміщення останніх змінюється на протилежний в зрівнянні з попереднім варіантом. Окрім того, вертикальні зв'язки 2 центральної та/або крайніх секцій можуть додатково виконані телескопічними. Горизонтальна ось переміщення нестаціонарних роликів 5 є умовною, оскільки в оптимальному варіанті опорні елементи з роликами 3, 4, 5 розміщуються симетрично як по горизонталі, так і по вертикалі, але, внаслідок впливу архітектурних, архітектурно-конструктивних та архітектурнопланувальних рішень, дозволяється відхилення від симетричного варіанта, оскільки це суттєво не впливає на загальну величину t "просідання" кожного з поясів (несучого, стабілізуючого ) кожної з трьох секцій цілісного " О-І-О-І-О"-подібного замкнутого контуру. ФІГ.1 Отриману у такий спосіб трисекційну однопрольотну двопоясну вантову систему з відтворенням симетричного "О-І-О-І-О"-подібного замкнутого контуру треба розглядати як базовий модуль, на основі якого можуть бути отримані різні варіанти покриттів у залежності від обрису плану та комбінацій розташування роликів 3, 4, 5 на опорних елементах, як на кожному з кінців прольоту, так і на опорних І-подібних елементах 6. Таким чином, використання запропонованого рішення дозволяє вирішити задачу відтворення симетричного "О-І-О-І-О"-подібного замкнутого контуру з улаштуванням симетричної трисекційної схеми закріплення вант з обох кінців та всередині, втричі збільшити величину прольоту будівлі, а також на фоні підтримання постійності геометрії первісної конструкції мінімізувати середній рівень коливань внутрішнього загального простору, забезпечити загальну стабілізацію системи у поєднанні з самонатягом і постійністю зусиль та напружень її зв'язків та несучого і стабілізуючого поясів на протязі тривалого часу з урахуванням коливань загальної довжини як кожного з поясів, так і всього симетричного трисекційного "О-І-О-І-О" - подібного замкнутого контуру. 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.2Е04В7/14, 1976. 3. Авторское свидетельство СССР №436138, кл. Е04В7/14.1974. 4. Патент №59657А, Україна, МПК 7 Е04В7/14. Двопоясна вантова система / В.І. Большаков, М.В. Сисойлов, І.М. Сисойлов. - №2003087635; Заявл. 13.08.2003; Опубл. 15.04.2004, Бюл. №4. - 2с.іл. 10940 \ Фіг. 5 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