CC BY
0УДК 69.001.5
СОВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ ПОКРЫТИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.
ДУБИНИН АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ
к.т.н., ассоциированный профессор, Академии Строительства, Архитектуры и Дизайна,
Каспийского общественного университета, (Казахстан г. Алматы).
РУБЕЦ ДАНИЛ АЛЕКСАНДРОВИЧ
Студент 3 курса, Академии Строительства, Архитектуры и Дизайна, Каспийского общественного университета. (Казахстан, г. Алматы).
Мацалада цурылыс саласына цатысты енертабыстар царастырылады жэне олар эртYрлi тагайындаудагы гимараттар мен имараттардыц тебест жабу кез1нде цолданылуы
MYMKiH.
В статье рассматривается изобретения, которые относятся к области строительства, и могут быть использованы при возведении покрытий зданий и сооружений различного назначения.
The article deals with inventions that relate to the field of construction, and can be used in the construction of coatings on buildings and structures for various purposes.
Сегодня покрытие - это неотъемлемая часть нашей жизни. Это понятие охватывает все, от технологий и связи до окружающей среды и здоровья. Этот документ призван изучить, как покрытие влияет на нас и что можно ожидать в будущем.
В совеменном строиельстве используются инновационные технологии, учитывающие некоторые конструктивные особенности при возведении зданий:
1.Покрытие здания, включающяя шпренгельные фермы с прогонами из спаренных швеллеров с подкосами.
2.Конструкции соединений перекрестных несущей и связевых ферм покрытия.
3. Арочная конструкция с наклонными гибкими тягами для покрытий зданий.
4. Покрытие с раздвижными секциями для теннисного корта.
Покрытие здании, выполняемых по прямоугольной сетке колонн. Данное изобретение относится к строительству согласно которому, покрытие здания включает опертые на колонны шпренгельные фермы, на которые установлены прогоны из спаренных швеллеров с подкосами. Верхние концы подкосов шарнирно закреплены между швеллерами прогонов, а нижние концы подкосов расположены на равном расстоянии от верхнего пояса ферм и прикреплены к стойкам ферм. В прифахверковом шаге колонн здания нижние концы подкосов соединены между собой затяжками, а в продольном сечении здания по осям колонн нижние концы подкосов прикреплены к колоннам.
На рис.1 изображена аксонометрия ячейки здания по сетке колонн размерами на пролет ферм и на шаг прогонов покрытия.
Рис.1. Аксонометрия ячейки здания по сетке колонн
В покрытии полностью исключается необходимость установки вертикальных связей между фермами 2, а их функции выполняют прогоны 3 с подкосами 5, при этом прогоны 3 требуют меньшего расхода материала за счет их неразрезной схемы работы и выполняются типовыми одной высоты на все покрытие.
Покрытие работает следующим образом.
В покрытии надколенные прогоны 3 (рис.1) передают нагрузку непосредственно на колонны 1, остальные прогоны 3 оперты в стойки 8 ферм и передают нагрузку на нижние пояса 6 шпренгельных ферм 2, что полезно для работы ферм покрытия.
Конструктивное решение позволяет получить наибольшую экономию материала в покрытии.
Наиболее эффективной областью применения решения являются покрытия мало и много пролетных зданий до 30 и более метров с шагом колонн до 12 метров.
Технический результат изобретения заключается в снижении расхода материала.
Покрытия и возможность его использование для покрытий зданий, содержащих фермы, опертые на них прогоны из швеллеров, а по прогонам уложеные и прикрепленые к ним плиты настила.
Изобретение относится к строительству и касается покрытий зданий, выполняемых по прямоугольной сетке колонн.
В качестве недостатка можно указать необходимость установки связей по покрытию для обеспечения устойчивости ферм из их плоскости.
Покрытие здания, сооружения и узел соединения перекрестных несущей и связевых ферм покрытия, выполняемых узлов соединения перекрестных несущей и связевых ферм покрытия. [3] (2013, Россия). Данное покрытие относится к строительству, более конкретно к несущим металлическим конструкциям покрытий зданий промышленного, назначения и сооружений типа стадионов, ангаров, мини-рынков и т.д., содержит несущие и размещенные между ними связевые фермы. Связевые фермы выполнены с верхним и нижним поясами, пересекающимися в одном уровне с одноименными поясами несущих ферм. Связевая ферма выполнена с торцевыми стойками, соединяющими концы ее поясов. Нижний пояс связевой фермы дугообразно изогнут в направлении верхнего пояса и жестко связан с ним в вершине дуги.
Область техники, к которой относится изобретение.
В качестве прогонов обычно используют простые балки из стального проката (тавра, швеллера, и т.п.) или же решетчатые конструкции. Однако все известные конструкции прогонов служат для связи ферм только по одному поясу, обычно верхнему, что не обеспечивает достаточной пространственной жесткости конструкции покрытия и требует формирования в нем дополнительных горизонтальных и вертикальных связей, что ведет к
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
увеличению количества сборочных единиц, повышению металлоемкости покрытия и трудоемкости его монтажа.
Покрытие здания, содержащее арочные фермы, соединенные прогонами в виде горизонтальной балки, опертой на верхние пояса смежных ферм и выполненной с одной стороны со стойкой, к свободному концу которой закреплена вилка для удержания нижнего пояса фермы. Однако такое решение при больших нагрузках не способно обеспечить необходимую жесткость конструкции покрытия.
Пространственная несущая конструкция покрытия здания, включающая перекрестные во взаимно перпендикулярных направлениях равновысокие фермы с поясами и решетками из замкнутого прямоугольного профиля. Верхние и нижние пояса ферм одного направления расположены над одноименными поясами ферм другого направления и оперты на них. Для возможности монтажа нижние пояса ферм выполнены съемные, а соединение ферм осуществляется посредством сварки через верхние пояса[2] (2013г., Россия).
Неразъемное сварное соединение пересекающихся ферм покрытия, которые объединены между собой в решетчатую конструкцию посредством листовых фасонок, установленных в прорезях поясных уголков ферм одного направления, к фасонкам приварены стержневые элементы, образующие ферму в другом направлении.
Узловое соединение поперечной и продольной ферм, выполненных из трубчатого квадратного профиля, содержащее Г-образный фланец, закрепленный на верхнем поясе поперечной фермы, зацепляемый за листовую фасонку продольной фермы с последующим болтовым соединением с ней.
К недостаткам известной конструкции можно отнести трудоемкость монтажа длинномерных элементов и большую металлоемкость, обусловленную конструкцией ферм, выполненных несущими для обоих направлений.
Конструкция связевой фермы отличается простотой, технологичностью изготовления и достаточно низкой металлоемкостью и при этом характеризуется высокой жесткостью и изгибной прочностью.
Технический результат заключается в снижении металлоемкости пространственной форменной конструкции покрытия при сохранении ее высокой несущей способности, а также упрощение монтажных работ.
Таким образом, в заявляемом техническом решении реализованы сразу три основных принципа проектирования: наибольшая экономия металла, наименьшая трудоемкость изготовления и наибольшая скорость монтажа.
Риа 2. Аксономентрия Риа3. Связевая ферма
Рис.4. Узел соед. перекрестных ферм
Арочная конструкция для покрытий зданий, выполняемых при возведении покрытий арочного очертания над зданиями и сооружениями различного назначения. Данное изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении покрытий арочного очертания над зданиями и сооружениями различного назначения (промышленные, гражданские, сельскохозяйствен-ные, складские и т.д.). В состав арочной конструкции входят криволинейный верхний пояс, затяжка, соединяющая опорные узлы арочной конструкции, симметрично расположенные две наклонные гибких тяги.
Криволинейный верхний пояс и затяжка соединены между собой двумя симметрично расположенными стойками, поставленными перпендикулярно оси верхнего пояса в точке сопряжения стоек и верхнего пояса на расстоянии одной четверти пролета арочной конструкции от опорных узлов. Наклонные гибкие тяги соединены верхними концами с узлами соединения стоек и криволинейного верхнего пояса, а нижними концами - с узлами соединения стоек с затяжкой.
Техническим результатом, полученным от использования изобретения, является повышение несущей способности арочной конструкции при действии на покрытия зданий односторонних и других неблагоприятных временных нагрузок.
Известное конструктивное решение имеет следующие существенные недостатки.
1. Наклонные гибкие тяги способны ограничить выгиб верхнего пояса при односторонней временной нагрузки лишь вверх.
2. Применение наклонных гибких тяг, присоединенных к опорным узлам арки, из-за их значительной длины технически оправдано только при относительно небольших пролетах арки.
L/4
L/4
L
Рис.5 Общий вид арочной конструкции
Рис.6 Эпюра изгибающих моментов в верхнем поясе арочной конструкции без наклонных гибких тяг и стоек при односторонней нагрузке.
Рис.7 Эпюра изгибающих моментов в верхнем поясе арочной конструкции с наклонными гибкими тяга-ми и стойками при односторонней нагрузке.
Раздвижное покрытие для теннисного корта, выполняемых для игровых видов спорта на открытом воздухе, но с раздвижным покрытием, которое позволяет защищать площадку во время дождя или от прямых лучей солнца в случае слишком жаркой погоды. Данное изобретение относится к спортивным сооружениям. Задачей предлагаемого устройства является решение проблемы игры летом на открытом воздухе в любую погоду. Решение задачи состоит в том, что предлагается раздвижное покрытие, состоящее из секций и их привода, отличающееся тем, секции выполнены разными по размерам и установлены с возможностью взаимного перекрытия при продольном перемещении по направляющим, которые смонтированы на несущих опорах.
Благодаря тому, что секции выполнены разными по размерам и установлены с возможностью взаимного перекрытия при продольном перемещении по направляющим, позволяет все четыре секции собрать вместе на одном конце и надвинуть одна на другую, так что они занимают место как одна секция за пределами площадки. Это и позволяет сделать компактным все сооружение и уменьшить затраты на его изготовление и эксплуатацию. Такое спортивное сооружение может быть использовано, например, для комфортной игры в теннис на корте с грунтовым или любым другим покрытием независимо от погоды.
Известно также раздвижное покрытие, которое снабжено раздвижными секциями и их приводом, принятое нами за прототип.
Недостатком известных покрытий является их сложность и очень высокая стоимость, так как они является капитальными стационарными
сооружениями.
Задачей предлагаемого устройства является решение проблемы игры летом на открытом воздухе в любую погоду.
Целесообразно выполнить секции из прозрачного материала для лучшего естественного освещения, а также для наблюдения за игрой с высоких трибун во время соревнований.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами.
Рис.8-10. Раздвижное покрытие для теннисного корта.
Техническим решением покрытий позволяет сделать компактным все сооружений и уменьшит затраты на его изготовление и эксплуатацию, и обеспечит гарантированный экономический эффект.
Обобщая приведенные исследования по возведению покрытий зданий и сооружений можно сделать следующие выводы:
1. Для экономии материала и эффективности возведения покрытий зданий необходимо использовать шпренгельные фермы, на которые установлены прогоны из спаренных швеллеров с подкосами.
2. Для снижении металлоемкости и упрощении монтажных работ используется следующие изобретение, которое заключается в том, что связевые фермы выполняются с верхним и нижним поясами, пересекающимися в одном уровне с одноименными поясами несущих ферм.
3. Для повышения несущей способности арочной конструкции при действии на покрытия зданий односторонних и других неблагоприятных временных нагрузок необходимо в состав арочной конструкции использовать криволинейный верхний пояс и затяжку, соединяющую опорные узлы арочной конструкции с симметрично расположенными двумя наклонными гибкими тягами.
4. Для раздвижного покрытия для теннисного корта необходимо использовать модель спортивного сооружения с раздвижным покрытием, которое позволяет защищать площадку во время дождя или от прямых лучей солнца в случае слишком жаркой погоды.
Перечисленные новые технологии при возведении покрытий зданий и сооружений используются для следующих дисциплин: «Инженерная механика I», «Инженерная механика II», «Инженерная механика III», «Строительные конструкции».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Хисамов Р.И.. Шакиров Р.А.. «Покрытие зданий». Патент на изобретение №: 2500861. ФГБОУ ВПО, КГАСУ, 2013 г.
2. Марутян А.С..«Пространственная решетчатая несущая конструкция» Патент на изобретение №: 2485257. Россия, 2013г.
3. Спиридонов А.И.. «Покрытие здания, сооружения и узел соединения перекрестных несущей и связевых ферм покрытия». Патент на изобретение № 2475603, 2013г.
4. Жаданов В.И., Дмитриев П.А., Михайленко О.А., Аркаев М.А.. «Арочная конструкция для покрытий зданий». Патент на изобретение №: 2498026, ОрГУ, 2013 г.
5. Авилов Е.С., Мороз Ю.А., Юдин В.В.. «Раздвижное покрытие для теннисного корта». Патент на полезную модель №: 127793, Омск, 2013 г.
