шпренгельная предварительно напряженная ферма

Формула изобретения

Шпренгельная предварительно напряженная ферма, состоящая из поясов, соединенных между собой решеткой, шпренгеля со стойками и канатом, отличающаяся тем, что каждая стойка выполнена из двух элементов, отстоящих друг от друга на расстоянии, равном диаметру каната, размещенного между элементами стоек и опертого на вставки, соединенные с элементами стоек при помощи болтов или сварки, а вставки удалены от нижних концов стоек на расстояние не менее диаметра каната, причем длина стоек шпренгеля должна быть не меньше стрелки провеса каната как гибкой нити, в которую он преобразуется после падения на него фермы после разрушения от аварийной нагрузки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении зданий с дорогостоящим оборудованием или большим скоплением людей.

Известна стальная предварительно напряженная ферма, состоящая из верхнего и нижнего поясов, соединенных между собой решеткой, и размещенного в области нижнего пояса предварительно напряженного каната с анкерами на концах и упорами, приваренными к нижнему поясу [1].

Недостатком этой фермы является возможность ее падения во время аварии на оборудование и на людей, расположенных внизу, порчи оборудования и человеческих жертв.

Известна шпренгельная предварительно напряженная ферма, состоящая из двух поясов, соединенных между собой решеткой, и шпренгеля с одной или двумя стойками [2].

Недостатком этой фермы является ее возможность падения во время аварий, сопровождающаяся выходом из строя дорогостоящего оборудования и гибелью людей.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является шпренгельная ферма, состоящая из двух поясов, соединенных между собой решеткой, и шпренгеля с одной или двумя стойками [2].

Недостатком этой фермы является ее возможность падения во время аварий, сопровождающаяся выходом из строя дорогостоящего оборудования и гибелью людей.

Целью изобретения является предотвращение падения фермы во время аварии на дорогостоящее оборудование и людей.

Указанная цель достигается тем, что шпренгельная предварительно напряженная ферма состоит из двух поясов, соединенных между собой решеткой, шпренгеля с одной или двумя стойками и канатом.

Отличительными признаками предлагаемого устройства шпренгельной предварительно напряженной фермы являются те, что каждая стойка шпренгеля состоит из двух элементов, расположенных на расстоянии, равном диаметру каната, а между ними установлены вставки, на которые опирается канат. Вставки соединены с элементами стоек при помощи болтов или сварки и удалены от нижних концов стоек на величину не менее диаметра каната.

Длина стоек шпренгеля должна быть не меньше стрелки провеса каната как гибкой нити, в которую он преобразуется после падения на него фермы.

Благодаря наличию этих признаков достигается ожидаемый эффект, заключающийся в том, что при аварийной нагрузке, превышающей проектную величину, когда разрушается ферма, под действием давления стоек на канат происходит разрушение болтовых или сварных соединений вставок с элементами стоек, ферма падает на канат, который превращается в нить однопоясной висячей системы, обеспечивающую восприятие веса фермы с вышележащими конструкциями и аварийной нагрузкой на нее. Таким образом будет предотвращено падение конструкций на людей и оборудование.

Стойки шпренгеля, состоящие из двух элементов, расположенных на расстоянии, равном диаметру каната, при этом играют роль направляющих движения фермы точно на канат.

Рекомендуемое расположение вставок относительно нижних концов стоек надежно обеспечивает проектное и предаварийное положение каната.

На фиг.1 представлена схема шпренгельной предварительно напряженной фермы. На фиг.2 показан узел опирания каната на вставку.

Ферма состоит из нижнего 1 и верхнего 2 поясов, соединенных между собой элементами решетки 3, стоек шпренгеля 4 и каната 5 (Фиг.1). На виде А-А (Фиг.2) показаны два элемента 6 стойки 4 и вставка 7, расположенная между ними. На вставку опирается канат 8. Вставка 7 крепится к элементам стойки в данном случае болтами 9.

При аварийной ситуации, связанной с перегрузкой фермы, произойдет разрушение болтов 9 соединений вставки 7 с элементами 6 стоек 4. Стойки как направляющие будут перемещаться вниз до тех пор, пока ферма не опустится на канат шпренгеля, который должен воспринять нагрузку от фермы, расположенных на ней конструкций покрытия и аварийной нагрузки.

В качестве примера, иллюстрирующего использование предлагаемой конструкции шпренгельной предварительно напряженной фермы, может быть применение стальных ферм пролетом 36 м в покрытии здания турбогенераторов в ТЭЦ под расчетную нагрузку 14 кН/м при временной нагрузке 7,2 кН/м. Каждая ферма усилена шпренгелем, состоящим из двух стоек высотой 3,5 м, расположенных на расстояниях от опор, равных 9 м, и каната с предварительным напряжением у опор с усилием в 300 кН.

Полагая, что обрушение ферм произойдет при увеличении временной нагрузки в 1,5 раза и что суммарную нагрузку должна воспринять однопоясная система со стрелкой провеса, равной 3,5 м, получим тяжение Т=1226 кН. Для его восприятия потребуется канат двойной свивки типа ЛК-РО по ГОСТ 7669-80 диаметром 57 мм. Поэтому расстояние между элементами стоек принято равным 57 мм. На таком же расстоянии от нижних концов стоек установлены вставки. Количество болтов типа 4,8 и диаметром 20 мм, определенное из условия среза, рассчитанное на усилие 187 кН, равно 6 шт., т.е. с каждой стороны вставки по 3 шт. Опоры фермы воспринимают тяжение каната.

Источники информации

1. Михайлов В.В. Предварительно напряженные комбинированные и вантовые конструкции: Учеб. пособие. - М.: Изд. АСВ. 2002. 256 с. с илл.

2. Металлические конструкции. В 3 т. Т.3. Специальные конструкции и сооружения: Учеб. для стр. вузов: Под ред. В.В.Горева. - М.: Высшая. школа, 1999. - 544 с. с ил.