Трехшарнирная рама

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(72) Авторы Куземкина Галина Михайловна Шимановский Александр Олегович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(57) Трехшарнирная рама для здания с виброактивным оборудованием, содержащая устанавливаемые на основание две полурамы, каждая из которых содержит образующие карнизный узел ригель и стойку, причем ригели полурам соединены между собой шарнирно,и затяжку, соединяющую полурамы, отличающаяся тем, что имеет две дополнительные внешние затяжки для соединения карнизных узлов с основанием и/или две дополнительные внутренние затяжки для соединения промежуточных точек ригелей с соответствующими фундаментами стоек. 12276 1 2009.08.30 Изобретение относится к строительству, в частности к строительным конструкциям,состоящим из длинномерных несущих элементов. Известны железобетонные рамы производственных зданий, состоящие из двух шарнирно соединенных в коньке полурам, в которые для обеспечения несущей способности и повышения эксплуатационной надежности введена затяжка, соединяющая противоположные ригели 1, 2, 3. Недостатком указанных конструкций является невозможность регулирования их жесткости в процессе эксплуатации, что иногда делает проблематичным их использование в производственных зданиях с виброактивным оборудованием, так как возникающие при его работе знакопеременные динамические нагрузки могут стать причиной резонанса,приводящего к нарушению прочности здания и безопасности его эксплуатации. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению(прототипом) является трехшарнирная сборная железобетонная рама по 4. Эта рама включает в себя две полурамы, соединенные при помощи затяжки, состоящей из нескольких металлических стержней, на каждом из которых установлена сгонная муфта, предназначенная для натяжения или расслабления стержней. Недостатком указанного решения является возможность регулирования только частот четных форм собственных колебаний конструкции. Поэтому при установке в производственном здании виброактивного механического оборудования возможно преждевременное разрушение железобетонного каркаса, вызванное совпадением или близостью частот нечетных форм собственных колебаний с частотами вынуждающих сил и моментов. Таким образом, не обеспечивается безопасная и долговечная эксплуатация производственного здания. Задачей изобретения является обеспечение надежной и безопасной работы конструкции производственного здания при наличии установленного в нем виброактивного оборудования, работающего в широком диапазоне частот вынуждающих сил. Задача решается за счет того, что в трехшарнирную раму для здания с виброактивным оборудованием, содержащую устанавливаемые на основание две полурамы, каждая из которых содержит образующие карнизный узел ригель и стойку, причем ригели полурам соединены между собой шарнирно, и затяжку, соединяющую полурамы, вводятся дополнительные затяжки, используемые в качестве внешних и внутренних связей. Дополнительные внешние затяжки, служащие внешними связями, соединяют карнизные узлы рамы с основанием. Дополнительные внутренние затяжки соединяют промежуточные точки ригелей с соответствующими фундаментами стоек. Использование в конструкции дополнительных затяжек позволяет в процессе эксплуатации регулировать жесткость конструкции, а вместе с ней частоты собственных колебаний так, чтобы они существенно отличались от частот вынуждающих сил и моментов, возбуждаемых установленным в здании виброактивным оборудованием. На чертеже представлена схема трехшарнирной рамы для здания с виброактивным оборудованием. Трехшарнирная рама для здания с виброактивным оборудованием включает в себя две полурамы 1, которые соединяются затяжкой из арматурной стали 2, а также две дополнительные внутренние затяжки 3, соединяющие промежуточные точки ригелей с соответствующими фундаментами стоек, и две внешние затяжки 4, соединяющие карнизные узлы рамы с основанием. При необходимости изменения частот собственных колебаний конструкции в работу включают затяжки 3 и/или 4. Включение и отключение стержней может осуществляется с помощью сгонных муфт или иных аналогичных устройств. Расчетным путем 5 получено, что при установке дополнительной затяжки 2 возрастает значение низшей частоты колебаний рамы с 0,63 до 2,47 Гц. Включение в работу дополнительной затяжки 3 приводит к увеличению частот второй и третьей форм собственных колебаний. Расчеты показали, что увеличение диаметра затяжки 3 ведет к значительному 2 12276 1 2009.08.30 росту частот первой симметричной (на 90 ) и второй обратносимметричной (на 70 ) форм колебаний. Кроме того, незначительно (на 15 ) увеличивается частота второй симметричной формы колебаний. Одновременная установка затяжек 1, 2 и 3 приводит к увеличению первых четырех частот колебаний конструкции на 70-200 при изменении диаметров затяжек от 0 до 30 мм. Это дает возможность практического применения результатов исследования для отстройки конструкции от резонансов. Таким образом, при введении дополнительных затяжек рамная конструкция может быть настроена на безопасные нерезонансные режимы эксплуатации как по четным, так и по нечетным формам колебаний. Источники информации 1. А.с. СССР 1520218, МПК Е 04 С 3/44, 1989. 2. А.с. СССР 1647096, МПК Е 04 В 1/18, 1991. 3. А.с. СССР 1449644, МПК Е 04 В 1/18, 1989. 4. Патент РБ 2117, МПК Е 04 В 1/18, 2005. 5. Куземкина Г.М., Шимановский А.О. Исследование возможностей настройки частот собственных колебаний трехшарнирной рамы / Теоретическая и прикладная механика Межведомственный сборник научно-методических статей. - - Минск. Вып. 18. 2005. С. 132-135. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3