связь для создания в балках и рамах постоянного усилия предварительного напряжения

Формула изобретения

Связь для создания в балках и рамах постоянного усилия предварительного напряжения, характеризующаяся тем, что связь включает в себя пакет пластинчатых пружин, причем расположенные с внутренней стороны пружины имеют меньшую исходную кривизну или кривизну с противоположным знаком по сравнению с исходной кривизной пружин, расположенных с наружной стороны, при этом пакет пластинчатых пружин помещен между подвижным концом балки или стойки рамы с жестким креплением к ним верхним концом и между опорной плитой, снабженной двумя упорами, в один из которых упираются после предварительного напряжения пружины, расположенные с наружной стороны, а в другой – пружины, расположенные с внутренней стороны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к мостовым и строительным конструкциям. Оно может быть использовано при проектировании и строительстве балочных и рамных мостовых и строительных конструкций.

Известна связь для создания в строительных и мостовых конструкциях постоянного при температурных и других перемещениях усилия (а.с. СССР № 1686059, М.кл. Е 01 D 21/00, 1991).

Известная связь создает усилие, которое остается постоянным при температурных и других перемещениях, с помощью пакета пластинчатых пружин. Пружины пакета, расположенные с внутренней стороны, имеют исходный радиус кривизны, превышающий исходный радиус кривизны пружин, расположенных с наружной стороны.

Недостатком известной связи является то, что ее нельзя одновременно использовать и как связь и как подвижную опорную часть балок и рам.

Технический результат обеспечивает одновременное использование связи для создания постоянного усилия (распора) и как связи и как подвижной опорной части балок и рам.

Решение этой задачи достигается за счет того, что связь для создания в балках и рамах постоянного усилия предварительного напряжения согласно изобретению включает в себя пакет пластинчатых пружин, причем расположенные с внутренней стороны пружины имеют меньшую исходную кривизну или кривизну с противоположным знаком по сравнению с исходной кривизной пружин, расположенных с наружной стороны, при этом пакет пластинчатых пружин помещен между подвижным концом балки или стойки рамы с жестким креплением к ним верхним концом, и между опорной плитой, снабженной двумя упорами, в один из которых упираются после предварительного напряжения пружины, расположенные с наружной стороны, а в другой – пружины, расположенные с внутренней стороны.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:

на фиг.1 схематично изображена связь для создания в балках и рамах постоянного усилия преднапряжения до включения в работу;

на фиг.2 - та же связь после ее преднапряжения.

К подвижному концу балки 1 жестко прикреплена связь 2 (фиг.2). Пружины пакета 3, расположенные с внутренней стороны (фиг.1), имеют исходную кривизну противоположного знака по сравнению с исходной кривизной наружных пружин 4 (фиг.1). Опорная плита 5 (фиг.2) имеет упор 6 для наружных пружин и упор 7 для внутренних пружин. В эти упоры пружины упираются после их предварительного напряжения. На фиг.1 и фиг.2 показано жесткое крепление 8 (крепление пакета пружин к балке).

Секрет постоянства усилия преднапряжения в том, что когда увеличивается усилие преднапряжения наружных пружин (при температурных перемещениях и перемещениях от действия на балку или раму временной нагрузки), то уменьшается усилие преднапряжения внутренних, и наоборот. При этом пакет пружин подобран так, что суммарное воздействие его на балку или раму остается постоянным (требуемым по расчету). Получается так, что внутренние пружины не создают усилия преднапряжения, а только обеспечивают его постоянство, поэтому они утяжеляют пакет пружин, но это утяжеление компенсируется теми выгодами, которые получаются от постоянного усилия преднапряжения.

Приведем основные выгоды постоянства усилия преднапряжения:

1. Экономится усилие преднапряжения (примерно на 50%). Меньшим постоянным усилием преднапряжения достигается тот же положительный эффект, какой достигается усилием обычного преднапряжения. Это следует из теоремы Клапейрона.

2. Экономится материал балки или рамы.

3. Постоянное усилие преднапряжения нe теряется при температурных деформациях и деформациях от ползучести и усадки материала.

4. В системах строительной механики с постоянными усилиями в лишних связях открыты оптимальные (экономичные) параметры геометрий, не зависящие ни от нагрузки, ни от степени преднапряжения (патент РФ № 2012749). Конструкции со связями, создающими постоянное при температурных и других перемещениях усилие преднапряжения, включают положительные качества статически определимых и неопределимых, минуя недостатки тех и других.