сборное арочное сооружение

Формула изобретения

СБОРНОЕ АРОЧНОЕ СООРУЖЕНИЕ, включающее арки, опертые на основание балансирными опорами из верхнего, нижнего балансиров и цапфы, отличающееся тем, что оно снабжено поперечными связями в виде гибких поясов и оболочкой покрытия, уложенными на внешнюю поверхность арки, причем верхний и нижний балансиры жестко связаны между собой и оперты на цапфу, жестко закрепленную торцами в основании, а гибкие пояса прикреплены к нижнему балансиру с возможностью натяжения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству сборных сооружений с высокими арками (f/l 0,5) кругового или близкого к нему очертания.

Известно, что в высоких арках продольная сила N мала, а изгибающие моменты изменяют свою величину по длине арки.

Известно также, что несущая способность двухшарнирной арки меньше, чем бесшарнирной.

Наконец известен способ увеличения несущей способности бесшарнирной арки путем напряжения ее поперечной связью (затяжкой), уложенной на внешнюю поверхность арки [1] то при этом бесшарнирные арки требуют мощных фундаментов, поскольку опорные моменты в основании арки велики.

Прототипом предлагаемому сооружению является конструкция [2] двухшарнирной арки с опорными узлами в основании состоящими из верхнего, нижнего балансиров и цапфы.

Недостаток прототипа малая несущая способность двухшарнирной арки.

Цель изобретения: повышение несущей способности двухшарнирной арки.

Цель достигается тем, что поперечные связи в виде гибких поясов и оболочка покрытия уложены на внешнюю поверхность арки, причем верхний и нижний балансиры жестко связаны между собою и оперты на цапфу, жестко закрепленную торцами в основании, а гибкие пояса прикреплены к нижнему балансиру с возможностью натяжения.

Повышение несущей способности арки достигается за счет следующего.

Натяжение гибкого пояса, охватывающего внешнюю поверхность арки и прикрепленного к нижнему балансиру приводит к тому, что гибкий пояс прижимает арку (верхний балансир) к цапфе и защемляет цапфу, неподвижно укрепленную в основании, между верхним и нижним балансирами.

При этом арка напрягается продольной сжимающей силой N.

Защемление цапфы балансирами образует жесткое опирание арки характерное для бессшарнирной арки, но в данном случае опорный момент в основании ограничен моментом трения балансиров на цапфе. Когда опорный момент (от действия внешней нагрузки или смещения опор) превысит момент трения на цапфе, то арка переходит в режим работы двухшарнирной арки, поэтому арка не перегружается опорным моментом.

Действие продольной сжимающей силы N вызовет "выравнивание" по величине изгибающих моментов по длине арки, а наличие момента трения (защемления арки в основании) приблизит эпюру моментов двухшарнирной арки к эпюре моментов, характерной для бесшарнирной арки, все это увеличит несущую способность двухшарнирной арки (уменьшит ее деформативность).

Кроме этого гибкий пояс плотно прижимает оболочку покрытия к поверхности арки и выполняет роль крепления оболочки к арке.

На чертеже изображено сборное арочное сооружение в поперечном сечении в плоскости арки.

Предлагаемое сооружение содержит двухшарнирные арки 1, опирающиеся на основание 2. В основании 2 жестко закреплены своими торцами цапфы 3. Опорный узел арки 1 состоит из нижнего балансира 4, верхнего балансира 5, жестко связанных межу собою (болтами, гайками) и опирающихся на цапфу 3 (балансиры 4 и 5 защемляют между собою цапфу 3).

На внешнюю поверхность арки 1 уложена оболочка 6, которая прижимается к арке 1 гибким поясом 7. Пояс 7 это высокопрочная лента, по концам которой установлены натяжные элементы (шпильки, гайки).

Последовательность сборки сооружения.

На основание 2 устанавливают арки 1 так, чтобы верхний балансир 5 оперся на цапфу 3, затем заводят нижний балансир 4 и жестко скрепляют его с верхним балансиром 5, при этом балансиры 4 и 5 защемляют цапфу 3. На установленные арки 1 укладывают оболочку 6, а на оболочку 6 в плоскости арок 1 укладывают гибкие пояса 7 и соединяют их натяжными элементами с нижними балансирами 4. После этого производят натяжение гибких поясов 7.

Натяжение гибких поясов 7 регулируют затяжкой крепежных элементов (шпильки, гайки) до получения требуемой продольной сжимающей силы N в арке 1 и требуемого опорного момента трения на цапфе 3.