Комбинированное пространственное структурное покрытие

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМБИНИРОВАННОЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ СТРУКТУРНОЕ ПОКРЫТИЕ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Драган Вячеслав Игнатьевич Мухин Анатолий Викторович Зинкевич Игорь Владимирович Головко Леонид Григорьевич Лебедь Виталий Алексеевич Шурин Андрей Брониславович Люстибер Вадим Викторович Мигель Александр Владимирович Пчелин Вячеслав Николаевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Комбинированное пространственное структурное покрытие, содержащее пространственный каркас из соединенных в узлах стержней поясов и раскосов и размещенные в средней части пространственного каркаса вдоль пролета жестко прикрепленные к узлам нижнего пояса каркаса нижние и расположенные над каркасом верхние пролетные подкрепляющие элементы, установленные на опоры, отличающееся тем, что оно снабжено установленными на опоры и расположенными вдоль пролета жестко прикрепленными к узлам нижнего пояса нижними и монтированными над каркасом верхними контурными подкрепляющими элементами, причем верхние контурные и пролетные подкрепляющие элементы жестко прикреплены к узлам верхнего пояса пространственного каркаса.(56) 1. Патент РБ 2489 , МПК Е 04 В 1/58, 2006. 2. Драган В.И., Шурин А.Б. Конструкции арок комбинированного покрытия универсального спортивного комплекса в г. Бресте // Вестник БрГТУ.-2006.-1(37) Строительство и архитектура. - С. 87-91. 46022008.08.30 Полезная модель относится к строительству и может быть использована при возведении пространственных стержневых конструкций. Известно пространственное структурное покрытие, содержащее установленный по контуру на опоры пространственный каркас из соединенных в узлах стержней поясов и раскосов 1. Недостатком пространственного структурного покрытия является наличие по контуру покрытия большого количества опор, на которые производится установка пространственного каркаса, и возникновение в стержнях поясов и раскосов при больших пролетах значительных усилий, что, в совокупности, обусловливает высокую материалоемкость конструкции. Кроме того, наличие опор по контуру пространственного структурного покрытия ограничивает, в ряде случаев, область его применения, например при строительстве авиационных ангаров, цехов, покрытий зрелищных сооружений и т.д. Известно также комбинированное пространственное структурное покрытие, содержащее опираемый по контуру на опоры пространственный каркас из соединенных в узлах стержней поясов и раскосов и размещенные в средней части пространственного каркаса вдоль пролета, жестко прикрепленные к узлам нижнего пояса каркаса нижние и расположенные над каркасом верхние пролетные подкрепляющие элементы, установленные на опоры, причем верхние пролетные подкрепляющие элементы соединены между собой посредством горизонтальных и вертикальных связей, а с нижними подкрепляющими элементами - посредством вертикальных подвесок 2. Снабжение комбинированного пространственного структурного покрытия размещенными в средней части пространственного каркаса вдоль пролета, жестко прикрепленными к узлам нижнего пояса пространственного каркаса нижними и расположенными над каркасом верхними пролетными подкрепляющими элементами, установленными на опоры,позволяет существенно разгрузить элементы пространственного каркаса, и тем самым в некоторой степени снизить материалоемкость конструкции покрытия. Однако известное комбинированное пространственное структурное покрытие попрежнему характеризуется повышенной материалоемкостью вследствие наличия по контуру покрытия большого количества опор, на которые устанавливается пространственный каркас. Повышенной материалоемкости способствует также необходимость установки большого количества горизонтальных и вертикальных связей, подвесок между нижними и верхними пролетными подкрепляющими элементами. Соединение между собой верхних и нижних пролетных подкрепляющих элементов только вертикальными подвесками снижает жесткость покрытия в направлении, перпендикулярном подкрепляющим элементам. Кроме того, наличие опор по контуру пространственного структурного покрытия ограничивает, в ряде случаев, область его применения, например при строительстве авиационных ангаров, цехов, покрытий зрелищных сооружений и т.д. Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в том,чтобы снизить материалоемкость комбинированного пространственного структурного покрытия, повысить его жесткость и расширить область применения. Решение поставленной задачи достигается тем, что известное комбинированное пространственное структурное покрытие, содержащее пространственный каркас из соединенных в узлах стержней поясов и раскосов и размещенные в средней части пространственного каркаса вдоль пролета, жестко прикрепленные к узлам нижнего пояса каркаса нижние и расположенные над каркасом верхние пролетные подкрепляющие элементы, установленные на опоры, снабжено установленными на опоры и расположенными вдоль пролета жестко прикрепленными к узлам нижнего пояса нижними и монтированными над каркасом верхними контурными подкрепляющими элементами, причем верхние контурные и пролетные подкрепляющие элементы жестко прикреплены к узлам верхнего пояса пространственного каркаса. Снабжение комбинированного пространственного структурного покрытия установленными на опоры и расположенными вдоль пролета жестко прикрепленными к узлам нижнего пояса нижними и монтированными над каркасом верхними контурными подкрепляющими элементами и жесткое прикрепление верхних контурных и пролетных подкреп 2 46022008.08.30 ляющих элементов к узлам верхнего пояса пространственного каркаса позволяет избежать необходимости в установке опор для опирания пространственного каркаса, горизонтальных и вертикальных связей, подвесок, функции которых выполняют соединенные в узлах стержни поясов и раскосов пространственного каркаса. Исключение же из конструкции комбинированного покрытия опор для опирания пространственного каркаса, связей и подвесок обусловливает существенное снижение материалоемкости покрытия. Соединение между собой верхних и нижних пролетных подкрепляющих элементов выполняющими функции связей и собранными в узлах стержнями поясов и раскосов существенно повышает жесткость покрытия в направлении, перпендикулярном подкрепляющим элементам. Отсутствие опор вдоль контурных поддерживающих элементов комбинированного пространственного структурного покрытия расширяет также область его применения, например при строительстве авиационных ангаров, цехов, покрытий зрелищных сооружений и т.д. Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий узел комбинированного пространственного структурного покрытия в плане на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 3 на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4. Обозначения 1 - пространственный каркас 2 - узлы системы БрГТУ 3 - стержни поясов 4 - стержни раскосов 5 - опоры 6 - нижние пролетные подкрепляющие элементы 7 - нижние контурные подкрепляющие элементы 8 - верхние пролетные подкрепляющие элементы 9 - верхние контурные подкрепляющие элементы 10 - крестовой монтажный столик 11 - электросварной шов 12 - гайки 13 - полые шары 14 - крепежные болты 15 - внутренние шайбы 16 - наружные шайбы 17 - силовые гайки 18 - стопорные гайки. Комбинированное пространственное структурное покрытие содержит пространственный каркас 1 из соединенных в узлах 2 системы БрГТУ стержней 3, 4 поясов и раскосов соответственно и установленные на опоры 5 нижние 6, 7 и расположенные над каркасом 1 верхние 8, 9 пролетные 6, 8 и контурные 7, 9 подкрепляющие элементы. Подкрепляющие элементы 6-9 могут быть выполнены из труб (фиг. 1-5) или любого другого стального профиля (на чертежах не показано). Нижние пролетные 6 и контурные 7 подкрепляющие элементы жестко прикреплены посредством крестового монтажного столика 10 к узлам 2 нижнего пояса пространственного каркаса 1, а верхние 8, 9 - к узлам 2 верхнего пояса соответственно (фиг. 2-5). Пролетные подкрепляющие элементы 6, 8 размещены в средней части пространственного каркаса 1 вдоль пролета симметрично относительно оси пространственного каркаса 1 вдоль его большего размера, а контурные подкрепляющие элементы 7, 9 - параллельно подкрепляющим элементам 6, 8 по контуру пространственного каркаса 1 (фиг. 1, 2). Узлы соединения полых стержней 3, 4 поясов и раскосов, оголовки которых снабжены жестко установленными в их полостях гайками 12, пространственного каркаса 1 системы БрГТУ содержат узловые элементы верхнего и нижнего поясов в виде полых шаров 13 с отверстиями в стенках, через которые пропущены со стороны полости шаров 13 с возможностью вкручивания в гайки 12 стержней 3, 4 болты 14 с внутренними 15 и наружными 16 шайбами и силовыми 17 и стопорными 18 гайками (фиг. 4, 5). Силовые 17 и стопорные 18 гайки размещены между шаром 13 и гайками 12 стержней 3, 4. В проектном положении стопорная гайка 18 стопорит болт 14 относительно гайки 12, а силовая 17 - болт 12 относительно шара 13 (фиг. 4, 5). Внутренние 15 и наружные 16 шайбы выполнены со сферическими, обращенными к шару 13 поверхностями, и установлены между головками болтов 14 и внутренней поверхностью шара 13 и наружной поверхностью шара 13 и силовыми гайками 17 соответственно. Сборка пространственного каркаса производится в следующем порядке. Вначале монтируются опираемые на опоры 5 нижние 6, 7 и верхние 8, 9 пролетные 6, 8 и контурные 7, 9 подкрепляющие элементы с крестовыми монтажными столиками 10. После чего собирается нижний пояс пространственного каркаса 1 из стержней 3 нижнего пояса и узлов 2 с узловыми элементами в виде полых шаров 13, при этом узлы 2 жестко прикрепляются посредством электросварки к монтажным столикам подкрепляющих нижних пролетных 6 и контурных 7 элементов. Затем монтируются стержни раскосов 4 и узлы 2 верхнего пояса. На заключительном этапе монтируются стержни 3 верхнего пояса и вы 3 46022008.08.30 полняется жесткое крепление узлов 2 верхнего пояса посредством электросварки к монтажным столикам верхних подкрепляющих пролетных 8 и контурных 9 элементов. При сборке узлов нижнего и верхнего поясов из стержней 3, 4 и узловых элементов в виде полых шаров 13 силовые 17 и стопорные 18 гайки болтов 14 устанавливаются рядом друг с другом и стопорятся относительно друг друга и болтов 14, при этом расстояние от торца каждого из болтов 14 до гайки 12 стержней 3, 4 должно быть равно расстоянию от головки болта 14 до внутренней шайбы 15 в положении прижатия силовой 17 и стопорной 18 гаек с наружной шайбой 16 и внутренней шайбы 15 к полому шару 13. Стопорение гаек 17, 18 осуществляется посредством их поворота с затягиванием навстречу друг другу. Затем путем вращения застопоренных гаек 17, 18 с болтом 14, последний ввинчивается в гайку 12 стержней 1 или 2 до упора гаек 18 в гайку 12, при этом головка болта 14 с шайбой 15 опирается на внутреннюю поверхность шара 13. На заключительном этапе силовая гайка 17 вращается в обратную сторону, при застопоренных гайках 12, 18, до момента ее опирания в наружную шайбу 16 и производится стопорение болта 14 относительно полого шара 13 путем затягивания силовой гайки 17 (фиг. 4, 5). Снабжение комбинированного пространственного структурного покрытия установленными на опоры 5 и расположенными вдоль пролета жестко прикрепленными к узлам 2 нижнего пояса нижними 7 и монтированными над каркасом 1 верхними 9 контурными подкрепляющими элементами и жесткое прикрепление верхних контурных 9 и пролетных 8 подкрепляющих элементов к узлам 2 верхнего пояса пространственного каркаса 1 позволяет избежать необходимости в установке опор 5 для опирания пространственного каркаса 1,горизонтальных и вертикальных связей, подвесок, функции которых выполняют соединенные в узлах 2 стержни поясов 3 и раскосов 4 пространственного каркаса 1. Исключение же из конструкции комбинированного покрытия опор 5 для опирания пространственного каркаса 1, связей и подвесок обусловливает существенное снижение материалоемкости покрытия. Соединение между собой верхних 8 и нижних 6 пролетных подкрепляющих элементов выполняющими функции связей и собранными в узлах 2 стержнями поясов 3 и раскосов 4 существенно повышает жесткость покрытия в направлении, перпендикулярном подкрепляющим элементам 6-9. Отсутствие опор 5 вдоль контурных поддерживающих элементов 7, 9 комбинированного пространственного структурного покрытия расширяет также область его применения, например при строительстве авиационных ангаров, цехов,покрытий зрелищных сооружений и т.д. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4