висячее многопролетное покрытие производственного здания

Формула изобретения

1. ВИСЯЧЕЕ МНОГОПРОЛЕТНОЕ ПОКРЫТИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ, включающее колонны с надбалочными наклонными стойками, к верхним концам которых присоединены продольные бортовые балки и гибкие несущие нити с прикрепленными к ним посредством подвесок балками жесткости и продольными балками, отличающееся тем, что оно снабжено соединяющими верхние концы надбалочных наклонных стоек связываемыми элементами, а надбалочные наклонные стойки каждой колонны попарно симметрично наклонены в сторону смежных колонн этого же продольного ряда, а также поперек направления пролета.

2. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что связевыми элементами соединены верхние концы надбалочных наклонных стоек, установленных на двух смежных колоннах этого же продольного ряда.

3. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что связевыми элементами перекрестно соединены верхние концы надбалочных наклонных стоек, установленных на одной колонне.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным конструкциям многопролетных производственных зданий и может быть использовано для гражданских и общественных зданий с висячими покрытиями.

В строительстве известны конструкции многопролетных производственных зданий, состоящих из рам со сквозными ригелями, к которым прикрепляются балки-пути для передвижения подвесных кранов [1] Недостатком данных конструкций является их высокая материалоемкость при увеличенных пролетах.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является висячее покрытие, включающее гибкие несущие нити, подвески, балки жесткости и колонны с наклонными надбалочными стойками [2] Данное конструктивное решение было принято для рассредоточения несущих канатов, что позволяет упростить узлы соединения несущих нитей к оголовкам колонн, а также с подвесками. Однако, данная схема не оказывает влияние на улучшение деформативных свойств (жесткости) покрытия, что приводит к дополнительным затратам, направленным на стабилизацию конструкции (увеличение сечений несущих элементов, применение пилонных канатов и т.п.).

Задача, решаемая изобретением, состоит в снижении материалоемкости и улучшении эксплуатационных характеристик здания.

Предложенное техническое решение позволяет увеличить жесткость многопролетного висячего покрытия в 1,4-1,6 раза по сравнению с традиционными висячими конструкциями. При этом затраты металла на несущие конструкции уменьшаются на 8-15%

Висячее многопролетное покрытие производственного здания, включающее колонны с надбалочными наклонными стойками, к верхним концам которых присоединены продольные бортовые балки и гибкие несущие нити с прикрепленными к ним посредством подвесок балками жесткости и продольными балками, для выполнения указанной задачи снабжено соединяющими верхние концы надбалочных наклонных стоек связевыми элементами, а надбалочные наклонные стойки каждой колонны попарно симметрично наклонены в сторону смежных колонн этого же продольного ряда колонн, а также поперек направления пролета.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена изометрическая схема фрагмента предлагаемого многопролетного покрытия в случае, когда связевые элементы соединяют верхние концы надбалочных наклонных стоек смежных колонн этого же продольного ряда, а на фиг. 2 в случае, когда связевые элементы перекрестно соединяют верхние концы надбалочных наклонных стоек, установленных на одной колонне.

Висячее многопролетное покрытие производственного здания состоит из колонн 1, гибких несущих нитей 2, связанных посредством подвесок 3 с балками жесткости 4 и продольными балками 5, оттяжек 6, соединяющих оголовки надбалочных наклонных стоек 7 крайних колонн с анкерными фундаментами. Также соответствующие оголовки надбалочных наклонных стоек 7 одного продольного ряда колонн 1 соединяются между собой продольными бортовыми балками 8, а кроме этого еще либо плоскими связевыми элементами 9 (фиг. 1), либо крестообразными связевыми элементами 10 (фиг. 2).

При загружении балок жесткости 4 одного из пролетов покрытия нагрузка посредством подвесок 3 передается на гибкие несущие нити 2. Возникающий в гибких несущих нитях 2 распор передается на их концевые узлы, где нити соединяются с надбалочными наклонными стойками 7, продольными бортовыми балками 8, а также связевыми элементами 9 (10). К каждому такому узлу присоединяются по две надбалочные наклонные стойки 7 смежных колонн 1. Ввиду того, что надбалочные стойки 7 симметрично наклонены, как вдоль направления пролета, так и поперек, то в них будут возникать одинаковые усилия.

Ввиду наклонности надбалочных стоек 7, часть распора воспринимается через данные элементы не только колоннами 1, но и балочной системой, состоящей из балок жесткости 4 и продольных балок 5, благодаря чему значительно увеличивается пространственность работы конструкции, а следовательно и происходит уменьшение возникающих усилий. Таким образом, угол наклона надбалочных стоек 7 характеризует степень перераспределения усилий с колонн 1 на балочную систему. Чем ближе угол наклона к вертикальному, тем большие усилия возникают в колоннах 1 и меньшие в балках 4 и 5 и наоборот. Исходя из этого, изменяя угол наклона надбалочных стоек 7, за счет компановочных параметров покрытия (пролет здания, шаг колонн, вертикальная проекция надбалочных стоек и т.д.), можно добиваться оптимального распределения напряжений в несущих элементах системы, а следовательно и уменьшения расхода материала на каркас.

Продольные бортовые балки 8 перераспределяют оставшиеся усилия на соседние поперечники по всей глубине пролета, что также улучшает жесткость системы. В случае если верхние концы надбалочных наклонных стоек 7 соединяются между собой плоскими связевыми элементами 9 (фиг. 1), то оставшаяся часть распора через упомянутые связевые элементы 9 передается на смежный узел верхних концов надбалочных наклонных стоек 7 этих же колонн 1, где она воспринимается второй линией продольных бортовых балок 8 и вторыми смежными надбалочными наклонными стойками 7 этих же колонн 1 и передается на несущие элементы соседних пролетов, где будут происходить аналогичные перераспределения усилий. Если верхние концы надбалочных наклонных стоек 7 соединяются между собой крестообразными связевыми элементами 10 (фиг. 2), то оставшаяся часть распора через данные элементы передается на соответствующие узлы оголовков смежных надбалочных наклонных стоек 7 этих же колонн 1, где будет происходить аналогичное перераспределение усилий и их передача на несущие элементы соседних пролетов. В крайних пролетах оставшаяся часть распора через оттяжки 6 передается на анкерные фундаменты.

Также надо отметить, что надбалочные наклонные стойки 7, кроме того, что вовлекают в работу конструкции балочную систему, еще уменьшают пролет гибких несущих нитей 2 за счет сближения их концевых закреплений, что приводит к уменьшению кинематических перемещений в висячей системе, а следовательно и деформативности покрытия.

Все перечисленные выше причины позволяют увеличить жесткость многопролетного висячего покрытия в 1,4-1,6 раза по сравнению с традиционными висячими конструкциями. При этом затраты металла на несущие конструкции уменьшаются на 8-15%