арочно-вантовое комбинированное покрытие

Формула изобретения

Арочно-вантовое комбинированное покрытие, включающее арочный верхний пояс, провисающую ломаную затяжку и объединяющие их элементы, отличающееся тем, что объединяющие элементы выполнены в виде Y-образных стоек; все узловые сопряжения стоек выполнены жестко; соотношение стрелы подъема верхнего арочного пояса и стрелы провиса ломаной затяжки равно 1:1,75÷1:3,5; соотношение длин среднего и крайних участков, на которые пролет конструкции разбивается Y-образными стойками, равно 1:1,1÷1:1,3, а расстояние между верхними стержнями Y-образных стоек в местах примыкания к верхнему поясу равно 0,075÷0,1 пролета покрытия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, а именно к вантово-арочной комбинированной конструкции покрытия, и может быть использовано при строительстве зданий различного назначения: спортивно-зрелищных сооружений, выставочных павильонов, торгово-складских зданий, наземных автостоянок, производственных зданий.

Известна конструкция покрытия, включающая верхний пояс в виде арки, прямолинейную затяжку, соединенную с аркой подвесками (Металлические конструкции / под ред. Н.П.Мельникова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1980. Стр.319, рис.18.5).

Недостатками этой конструкции является малая устойчивость арки в ее плоскости, повышенная деформативность и расход металла при действии несимметричных нагрузок.

Известны балочно-шпренгельные системы, включающие разрезные и неразрезные балки с ломаными предварительно напряженными шпренгелями (Металлические конструкции. Справочник проектировщика / под общ. ред. В.В.Кузнецова - М.: Стройиздат, 1998. Том 1, стр.415, рис.13.3, ж).

Недостатками этого технического решения является необходимость развязки верхнего и нижнего поясов из их плоскости, ограниченная несущая способность и пролет конструкции и, соответственно, ее стоимость.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является предварительно-напряженное покрытие, включающее арку с провисающей затяжкой полигонального очертания с шарнирами в местах ее перегибов, соединенную с аркой V-образными элементами (патент РФ RU 2121042 С1, 6 Е04В 1/32, 1998 г.).

Недостатками этого технического решения является низкая несущая способность и жесткость, необходимость предварительного напряжения конструкции и, соответственно, повышенная трудоемкость строительно-монтажных работ, наличие шарниров, усложняющих и удорожающих конструкцию.

Новое техническое решение направлено на создание арочно-вантового комбинированного покрытия с минимальным количеством простых в изготовлении конструктивных элементов и узлов, с повышенной несущей способностью и жесткостью при снижении стоимости и трудоемкости строительно-монтажных работ.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что арочно-вантовое комбинированное покрытие, включающее арочный верхний пояс, провисающую ломаную затяжку и объединяющие их элементы, отличается тем, что объединяющие элементы выполнены в виде Y-образных стоек; все узловые сопряжения стоек выполнены жестко; соотношение стрелы подъема верхнего арочного пояса и стрелы провиса ломаной затяжки равно 1:1.75÷1:3.5; соотношение длин среднего и крайних участков, на которые пролет конструкции разбивается Y-образными стойками, равно 1:1.1÷1:1.3, а расстояние между верхними стержнями Y-образных стоек в местах примыкания к верхнему поясу равно 0.075÷0.1 пролета покрытия.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены на

фиг.1 - конструктивная схема арочно-вантового комбинированного покрытия;

фиг.2 - конструкция Y-образных стоек.

Арочно-вантовое комбинированное покрытие состоит из сжато-изогнутой арки верхнего пояса 1, растянутой ломаной затяжки нижнего пояса 2 и сжатых элементов 3, выполненными в виде Y-образных стоек, которые совместно образуют единую структурную систему без начального предварительного напряжения; с узловыми сопряжениями стержневых элементов без использования шарниров; кроме того, соотношение стрелы подъема верхнего арочного пояса и стрелы провиса ломаной затяжки принимается равным от 1:1.75 до 1:3.5; кроме того, соотношение длин среднего и крайних участков, на которые пролет конструкции разбивается Y-образными стойками, принимается равным от 1:1.1 до 1:1.3; кроме того, расстояние между верхними стержнями Y-образных стоек в местах примыкания к верхнему поясу, принимается равным от 0.075 до 0.1 пролета конструкции.

Система, включающая верхний арочный пояс, работающий на сжатие и изгиб, растянутую ломаную затяжку нижнего пояса, структурно объединенных двумя сжатыми Y-образными стойками, представляет комбинированную непреднапряженную конструкцию покрытия повышенной несущей способности и жесткости с минимальным количеством конструктивных элементов и простых узлов без применения шарниров при снижении стоимости и трудоемкости строительно-монтажных работ.

В комбинированных арочных системах удается существенно уменьшить расчетную длину сжато-изогнутой арки за счет введения небольшого количества дополнительных элементов, улучшить ее работу на неравномерные нагрузки, рационально использовать растянутые предварительно напряженные элементы из высокопрочного металла, существенно уменьшить стрелу подъема конструкции. Исключение шарнирных сопряжений упрощает конструкцию, увеличивает изгибно-крутильную жесткость системы, позволяет выполнять растянутый нижний пояс не развязанным из плоскости.

Монтаж арочно-вантового комбинированного покрытия производится на проектной отметке с использованием передвижного стапеля, позволяющего смонтировать все покрытие в проектном положении.