устройство для обеспечения устойчивости деревянного сруба к ветровой нагрузке

Формула изобретения

1. Устройство для обеспечения устойчивости деревянного сруба к ветровой нагрузке, содержащее стальные предварительно напряженные тяги, предназначенные для притягивания сооружения к основанию анкеровкой своих нижних концов к фундаменту и креплением верхних концов к вершине сооружения, отличающееся тем, что стальные остовые тяги снабжены пружинными муфтами, создающими и регулирующими усилия натяжения в остовых тягах, и выполнены из цепей для изменения длины тяги на величину звена цепи, прикрепляющихся верхними концами к верху стропил деревянного сруба.

2. Устройство п.1, отличающееся тем, что оно снабжено бандажным хомутом, охватывающим верх стропил деревянного сруба для передачи сжимающего усилия через стропила на стены сруба.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства зданий и сооружений из деревянных брусьев и бревен для районов с большими и сверхбольшими ветровыми нагрузками.

Известно устройство для обеспечения устойчивости деревянной мачты к ветровой нагрузке, содержащее наружные стальные многоярусные оттяжки, предназначенные для раскрепления мачты в трех или четырех направлениях закреплением своих нижних концов в плоскости основания мачты и креплением верхних концов по высоте мачты. Устройство снабжено винтовыми муфтами для устранения периодического провисания оттяжек и обеспечения вертикального положения мачты. При этом мачта собрана в куст из трех, четырех или шести бревен, поставленных вертикально и связанных болтовым соединением через деревянные шпонки (см. Карлсен Г.Г. и др. Деревянные конструкции. Изд-е 2-ое, переработанное. М.Л.: Стройиздат, 1952. - с.629-630).

Недостатком описанного устройства является снижение жесткости деревянной мачты с течением времени, так как оттяжки не находятся в постоянном натяжении и постепенно ослабевают, что может приводить к раскачиванию мачты.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по техническим признакам и достигаемому результату (прототипом) является устройство для повышения устойчивости Останкинской башни, выстой 522 м к ветровой нагрузке, содержащее стальные предварительно напряженные тяги, предназначенные для притягивания сооружения к основанию, продольного обжатия тела башни и увеличения ее изгибной жесткости. Стальные тяги выполнены в виде канатов и проложены по периметру кольцевого железобетонного сечения от верха башни до ее основания (см. Бондаренко В.М., Суворкин Д.Г. Железобетонные и каменные конструкции: Учеб. для студентов вузов по спец. «Пром. и гражд. стр-во». - М.: Высш. шк., 1987. - 384 с.13, рис.6).

Основным недостатком устройства для повышения устойчивости Останкинской телебашни является отсутствие возможности его применения для обеспечения устойчивости деревянного сруба к ветровой нагрузке, так как невозможно при эксплуатации деревянного сруба одновременно учитывать и устойчивость от опрокидывания, и необходимость плотного прижима венцов сруба друг к другу, и большие осадочные деформации деревянного рубленого сооружения, вызванные естественными усушкой и разбуханием древесины.

Предлагаемым изобретением решается задача предотвращения потери устойчивости и раскрытия швов между венцами стен при больших ветровых нагрузках и естественной осадке или подъеме деревянного сруба.

Для достижения этого технического результата в устройстве для обеспечения устойчивости деревянного сруба к ветровой нагрузке, содержащем стальные предварительно напряженные тяги, предназначенные для притягивания сооружения к основанию анкеровкой своих нижних концов к фундаменту и креплением верхних концов к вершине сооружения, согласно изобретению стальные остовые тяги снабжены пружинными муфтами, создающими и регулирующими усилия натяжения в остовых тягах, и выполнены из цепей для изменения длины тяги на величину звена цепи, прикрепляющихся верхними концами к верху стропил деревянного сруба.

Кроме того, устройство снабжено бандажным хомутом, охватывающим верх стропил деревянного сруба для передачи сжимающего усилия через стропила на стены сруба.

Предотвращение потери устойчивости деревянного сруба к ветровой нагрузке и обеспечение плотности примыкания венцов сруба друг к другу достигаются постановкой стальных остовых тяг из цепей с пружинными муфтами, создающими и регулирующими усилие натяжения в остовых тягах, которое передается на стены сруба и сжимает их. В условиях боковой ветровой нагрузки в тягах, расположенных со стороны ветра, возникает дополнительное растяжение, а в тягах с противоположной ветру стороны - усилие растяжения снижается или полностью пропадает. По прошествии некоторого времени сруб дает осадку, однако в силу предварительного напряжения пружин муфт, пружины несколько ослабляются, но продолжают сжимать стену. Если требуется, пружины можно подтягивать или отпускать с периодичностью, определенной в правилах эксплуатации.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства для обеспечения устойчивости деревянного сруба к ветровой нагрузке, закрепленного на этом срубе, который представлен в вертикальном продольном разрезе; на фиг.2 - общий вид пружинной муфты; на фиг.3 - общий вид пружинной муфты в разрезе.

Устройство для обеспечения устойчивости деревянного сруба к ветровой нагрузке содержит стальные предварительно напряженные остовые тяги 1, предназначенные для притягивания деревянного сруба к основанию 2 креплением своих верхних концов к вершине сруба, а именно к верху стропил 3, например, посредством стального четырехлепесткового хомута 4, охватывающего верх стропил 3 для передачи сжимающего усилия через стропила 3 на стены 5 сруба, и креплением своих нижних концов анкерами 6, замоноличенными в фундамент 7.

Остовые тяги 1 снабжены пружинными муфтами 8, создающими и регулирующими усилия натяжения в остовых тягах 1, и выполнены из цепей 9 для изменения длины тяги 1 на величину звена цепи 9.

Пружинная муфта 8, выполненная из стального трубчатого корпуса 10, снабжена рычагом 11 ручной регулировки и содержит отверстия 12 в стенке корпуса 10 для установки рычага 11. Внутри трубчатого корпуса 10 соосно размещены набор тарельчатых пружинных шайб 13, под которым установлен упорный подшипник 14 для облегчения поворота муфты 8 рычагом 11 ручной регулировки, нижняя 15 и верхняя 16 заглушки, нижний шток 17 и верхний стержень 18 с наружной резьбовой нарезкой.

Нижний шток 17 закреплен своим верхним концом внутри муфты 8 и проходит в нее через отверстия нижней заглушки 15, упорного подшипника 14 и набора тарельчатых пружинных шайб 13. Верхний стержень 18 своим нижним концом с наружной резьбовой нарезкой ввинчен во внутреннюю резьбу верхней заглушки 16, а верхним концом связан со звеном цепи 9 посредством петли 19. Количество и типоразмер тарельчатых пружинных шайб подбирается с учетом усилия растяжения в остовой тяге 1 и зависит от величины ветровой нагрузки в данной местности. Предварительное натяжение остовой тяги 1, создаваемое пружинной муфтой 8, передается на стены 5 сруба через пятку 20 стропильной ноги и сжимает их.

Остовые тяги 1 установлены в углах помещения и не препятствуют проведению функциональных мероприятий сооружения.

При воздействии ветра остовые тяги 1 работают на растяжение с подветренной стороны, а деревянные стены 5 сруба - на сжатие со стороны, противоположной ветровому воздействию. Так как деревянный сруб имеет осадку в силу усушки древесины поперек волокон, тяги 1 должны быть всегда предварительно напряжены и стягивать венцы сруба между собой. Без предварительного натяжения тяги 1 ослабевают и не препятствуют раскрытию щелей между венцами сруба и продуванию стены 5 с подветренной стороны. Это натяжение создается пружинной муфтой 8, снабженной набором тарельчатых пружинных шайб 13, установленным внутри трубчатого корпуса 10, для того чтобы деформации сруба - осадки или подъема - были соизмеримы с податливостью пружин этой муфты.

Устройство для обеспечения устойчивости деревянного сруба к ветровой нагрузке работает следующим образом. С помощью рычага 11 ручной регулировки, вставленного в отверстия 12, пружинная муфта 8 поворачивается вокруг своей оси и перемещается по резьбовой нарезке верхней заглушки 16. При этом набор тарельчатых пружинных шайб 13 сжимается или рассжимается в зависимости от направления вращения рычага 11, изменяя усилие натяжения в остовой тяге 1. Упорный подшипник 14 позволяет облегчить ручной поворот пружинной муфты 8 вокруг своей оси рычагом 11.

При сжатии набора тарельчатых пружинных шайб 13 создается натяжение остовой тяги 1. Усилие натяжения в остовых тягах 1 передается посредством бандажного хомута 4 на стропила 3 и далее через пятки 20 стропильных ног на стены 5 сруба, сжимая их.

В условиях боковой ветровой нагрузки в тягах 1, расположенных со стороны ветра возникает дополнительное растяжение, а в тягах 1 с противоположной ветру стороны усилие растяжения снижается или полностью пропадает. По прошествии некоторого времени сруб дает осадку, однако в силу предварительного напряжения пружин муфт 8, последние несколько ослабляются, но продолжают сжимать стену 5. Если требуется, пружины могут подтягиваться или отпускаться с периодичностью, определенной в правилах эксплуатации.

Таким образом, при использовании заявляемого изобретения обеспечивается устойчивость деревянного сруба от опрокидывания и плотность примыкания венцов сруба друг к другу при больших ветровых нагрузках и естественной осадке сруба, вызванной усушкой древесины.