CS202246B1

CS202246B1 - Prestressed selfsupporting skylight

Info

Publication number: CS202246B1
Application number: CS323578A
Authority: CS
Inventors: Petr Moravek
Original assignee: Petr Moravek
Priority date: 1978-05-18
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1980-12-31

Description

Předmětem vynálezu j® střešní předpjatý samonosný světlík kovové konstrukce pro halové objekty pozemních staveb.The object of the invention is a roof prestressed self-supporting skylight of metal construction for hall buildings.

Ve výstavbě průmyslových objektů se uplatňují systémy železobetonových montovaných velkorozponovýoh hal, s bezvazníkovým zastřešením z předpjatých deskových panelů se vzepětím. Vzhledem k požadavkům na konstantní výšku hal a snížení nevyužitelných prostorů ve střeše z důvodů vytápění i vlastní údržby, jsou realizovány haly s bezespádovým zastřešením v jedné rovině, s odvodněním pouze střešními vtoky. Při velkoplošné blokové zástavbě je potom denní osvětlení zajišíován© zenitními světlíky shora.In the construction of industrial buildings, systems of reinforced concrete prefabricated large-span halls are used, with an anvil-free roofing of prestressed plate panels with a buckling. Due to the requirements for constant height of the halls and reduction of unusable space in the roof for both heating and maintenance purposes, halls with gradual roofing are realized in one plane, with drainage only by roof outlets. In the case of large-scale block buildings, daylight is then provided by the skylights from above.

Běžné světlíky jsou navrhovány s pracnými světlíkovými obrubami, a řešeny jako samostatné nástavby na střeše, separované od nosné konstrukoe objektu, kterou pouze zatěžují.Conventional skylights are designed with laborious skylight frames, and designed as separate superstructures on the roof, separated from the load-bearing structure of the building, which they only load.

Pro železobetonové bezvazníkevé haly, kdy nelze ze statiekýoh důvodů světlíky osadit přímo na panely, byl řešen systém, který spočívá v použití příčného sedlového světlíku, osazeného na dva příhradové přímopásové nosníky na celý rozpon haly, které slouží zároveň jako světlíkové zvýšené obruby. Na nosníky je osazena.dráha pojezdu vozíků pro čištění světlíků zevnitř* Je však problematické zajištění stability v klopení tlačeného pásu nosníku při montáži i v konstrukci. Nosníky jsou pracné, těžké a neekonomioké s konstantní a poddimensovanou výškou, se zcela odlišnou charakteristikou deformací při zatížení vůči střešní konstrukci»For reinforced concrete anvil-free halls where skylights cannot be fitted directly on the panels for structural reasons, the system was based on the use of a transverse glazed skylight, mounted on two truss girders over the entire span of the hall, which also serves as skylight raised frames. The trolley travel path for cleaning skylights from the inside is fitted on the beams * However, it is problematic to ensure stability in the tilt of the compression beam of the beam during assembly and construction. The beams are laborious, heavy and uneconomical with a constant and underdimensioned height, with completely different deformation characteristics under load to the roof structure »

Jiná varianta používá jako nosníků pro světlík železobetonové trámy. Nevýhody jsou všakAnother variant uses reinforced concrete beams as skylight beams. The disadvantages, however, are

202 246202 246

I obdobné, navío jaou trámy neúměrně hmotná. Vlastní montáž světlíku 2 tyčových prvků ve výšoe, a opleohování světlíkových obrub, jsou velmi pracné. Střešní krytinu vůči obrubám je nutno dilatovat vzhledem k různým průhybům.Similarly, the navío beams are disproportionately material. The actual assembly of the skylight 2 bar elements at a height, and the opleohnění skylight frames, are very laborious. The roof covering should be dilatated due to various deflections.

navržené čistící lávky vo světlíku je sioe možná čistit zevnitř zasklení, ale naprosto tak nelze zajistit výměnu, údržbu a čištění osvětlovacích nástropních těles χ hale. Vzhledem ke stále se zvyšujícím požadavkům na kvalitu a hladinu umělého osvětlení při víoesmšnném provozu je nutno údržbu svítidel řešit zvláší pomooí pojízdných Výsuvných žebříků a hydraulických zvedacích plošin, které se již osvěděily v praxi. Použití krátkých čistících lávek a drah příčných světlíků pro ménělodní haly je potom zoela neekonomické.The sioe can be cleaned from inside the glazing, but it is not possible to replace, maintain and clean the χ hall lighting fixtures. Due to the ever-increasing demands on the quality and level of artificial lighting in multi-shift operation, the maintenance of luminaires has to be solved with the help of mobile telescopic ladders and hydraulic lifting platforms, which have already proven themselves in practice. The use of short scaffolding bridges and transverse skylight paths for less-aisled halls is then uneconomical.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněný předpjatým samonosným světlíkem zejména shedovým, pilovým a sedlovým, s vynášeným horním pásem diagonálními vzpěrami, vzájemně spojenými kloubem, kluzně uloženým na průběžném nosném a zároveň předpínacím laně. Svislé reakce jsou přenášené stojinami, kloubově osazenými přímo na průvlek haly. Horní pás tvoří konstrukční zesílené vrcholové ztužldlo světlíku, které přenáší vodorovnou reakoi z oboustranného ukotvení předpínaoího táhla i ohybové namáhání vlivem spojitého zatížení. Ocelové příčle^ro beztmelé zasklení, oboustranně přichycené k pásu, jsou zakotveny na tah přímo k že. lezobWonové tuhé konstrukei zastřešení, a stabilizují labilní světlík po déloe. Předpýtím lana je přes) diagonály namáhán horní pás s dostatečnou ohybovou tuhostí vztlakem, který je přibližně rovnoměrně přenášen příčlemido střechy, se kterou je tak spražen.The aforementioned drawbacks are eliminated by a prestressed self-supporting skylight, in particular a shed, a saw and a saddle, with a diagonal strut carried by an upper stripe, connected to each other by a joint, slidably supported on a continuous supporting and at the same time prestressing rope. Vertical reactions are transmitted by webs, which are hinged directly to the hall opening. The upper strip is a structural reinforced apex of the skylight, which transmits the horizontal reaction from the two-sided anchoring of the prestressing rod as well as the bending stress due to the continuous load. The steel beams for the darkened glazing attached to the belt on both sides are anchored to the tension directly to the belt. LezobWon rigid roofing structures, and stabilize labile skylight for longer. By prestressing the rope, the upper strip is stressed through the diagonals with sufficient bending stiffness by buoyancy, which is transferred approximately evenly across the roof, with which it is thus coupled.

Při vhodném předpětí lana pro dané zatížení bude průhybem střechy při zatížení celý světlík až následně prohýbán a volný okraj střešní konstrukce bude vyvěšovat. Vybočení horního tlačeného pásu je vyloučeno stabilizací oboustranným připojením tuhýoh příčlí k tuhá střešní konstrukci. Předpětí lana může být dále zvýšeno trvalým průhybem střechy a tahem příčlí od stálého zatížení dodatečně prováděných kryoioh a izolačních vrstev střešního pláště 4If the rope is properly preloaded for the given load, the whole skylight will be deflected and the free edge of the roof structure will be suspended. The buckling of the upper compression strip is prevented by stabilization on both sides by attaching the rigid rungs to the rigid roof structure. The prestressing of the rope can be further increased by permanent sagging of the roof and by pulling the rungs from the permanent load of additionally performed cryo-seals and roofing insulation layers 4

Hmotnost nosné konstrukce předpjatého světlíku je podstatně snížena oproti používaným £ přímopásevým příhradovým nosníkům v obrubách světlíků. Při značné statioké výšoe nosné konstrukce světlíku vycházejí osové síly poměrně malé a vlivem změny výšky podle průběhu ohybových momentů jsou v oelé délce přibližně konstantní. Radikálně klesá praonost výroby i montáže světlíku, kdy oelá nosná konstrukce sestává pouze z několika kloubově spojených prutů a táhla, přičemž horní pás jo zároveň vroholovým ztužidlem světlíku. Předpjatá konstrukce světlíku naprosto nepřitšžujo zastřešení, naopak vhodně vyztuží jeho volné okraje proti zvýšenému zatížení sněhem podél světlíku při sněhové závěji. Pružné deformace světlíku jsou závislé na průhybu střešní konstrukce, tím odpadá dilatace u opleohování ve styku s krytinou a možnost poruch. Dokonalá pružnost konstrukce světlíku je zajištěna např. víoepramenným ocelovým lanem a nižším modulem pružnosti a vyšší pevností s možností rektifikaoe. Ztráty předpětí vlivem relaxace lan lze redukovat předběžným krátkodobým napnutím a nižším napětím vlaně při zatížení. Konstrukce vzpínadla je složena pouze z lanového táhla, event. bezpečně zdvojeného, a diagonálních vzpěr, čímž minimálně stíní průchodu světla světlíkem.The weight of the load-bearing structure of the prestressed skylight is substantially reduced compared to the used straight-beam trusses in the skylight flanges. At considerable static height of the skylight support structure, the axial forces are relatively small and due to the change in height according to the course of the bending moments they are approximately constant over the steel length. Radiation of the production and assembly of the skylight decreases radically, when the steel structure consists of only a few articulated rods and a tie rod, while the upper strip is at the same time a corner beam of the skylight. The prestressed construction of the skylight does not completely tighten the roof; The elastic deformations of the skylight are dependent on the deflection of the roof structure, thus eliminating dilatation in the case of sowing in contact with the covering and the possibility of failures. Perfect flexibility of skylight construction is ensured eg by multi-arm steel wire and lower modulus of elasticity and higher strength with possibility of rectification. Losses of prestressing due to rope relaxation can be reduced by preliminary short-term tension and lower stress last year under load. The construction of the rebar is composed only of a rope pull, event. safely doubled and diagonal struts, which at least shields the passage of light through the skylight.

Předpínáním lana jsou rovnoměrně zdvihány diagonály vzpínadla, které zatěžují vztla3The tendon diagonals are lifted evenly by the rope preload, which load the lift up3

202 246 kem horní pás spojitě upnutý taženými příčlemi. Pro rovnoměrnou aktivizaoi tahu ve věech příčlích světlíku je nutno vhodným rozmístěním diagonál a kloubů, vyrovnat ohybové tuhosti v políeh při spojitém pásu, případně v poli a na krakorci s kloubem při kloubovém pásu, např, zkráeením rozpětí krajních polí. Tím bude převážná část příělí zhruba stejně namáhána tahem, mimo příčle s velkou montážní odchylkou, a příčle v blízkosti podpor světlíku.202 246 the upper belt is continuously clamped by the drawn rungs. For uniform tension activation in all transoms of the skylight, it is necessary to balance the bending stiffnesses in the belt at the continuous belt or in the field and at the cantilever with the joint at the joint belt, eg by shortening the span of the outer fields. As a result, the bulk of the rungs will be roughly equally tensile, apart from the rungs with large mounting deviations, and the rungs near the skylight supports.

Vlastní konstrukce světlíku tak integruje statickou i účelovou funkci. Odpadá zvláštní dodávka a montáž světlíkových obrub z oceli či železobetonu a jejich tepelná izolace. Jsou vypuštěna ztužidla i táhla v příčném profilu světlíku, neboí vodorovné síly jsou přeneseny přímo de tuhé střešní konetrukoe. Předpětím tahem v příčlíoh je celý světlík dokonale stabilizován vratnou silou v podélném směru proti klopení. Předpjaté světlíky lze pro účinek vlastní váhy předepnout jednoduše do křivky odpovídající vzápětí panelů, tím bude ukotvení příčlí jednoduché. Vlastní zasklívací příčle lze vylehčit z důvodu příznivého tahového namáhání s vyloučením vzpěru. Při použití pilových a shedových světlíků, při vypuštění obrub, může být živičná krytina nebo folie přímo protažena na světlík, s vypuštěním oplechování s dilatací, vzhledem k pevnému spojení se střechou. Pro zamezení pokluzu kloubu diagonálních vzpěr po laně lze použít oboustranných svorek po zavedeném předpětí lana.The design of the skylight integrates both the static and the purpose function. There is no special supply and installation of skylight frames made of steel or reinforced concrete and their thermal insulation. Braces and rods in the transverse profile of the skylight are omitted, as the horizontal forces are transmitted directly from the rigid roof konetrukoe. By preloading in the rungs, the entire skylight is perfectly stabilized by the reciprocating force in the longitudinal direction against tilting. The prestressed skylights can be simply pre-stressed into the curve corresponding to the panels immediately for the effect of their own weight, thus making the anchorage anchorage simple. The glazing bars themselves can be lightened due to the favorable tensile stress with the elimination of the strut. When using saw and shed skylights, when draining flanges, the bituminous covering or foil can be directly stretched onto the skylight, with the expansion of the flashing with dilatation, due to the rigid connection to the roof. To prevent slippage of the diagonal strut joint on the rope, double-sided clamps can be used after the pre-tensioned rope has been inserted.

Na připojených výkresech je znázorněn příklad provedení předpjatého shedového světlíku podle vynálezu s prosklenou 1 plnou částí do příčlí. Na obr. 1 je perspektivní pohled na světlík nasazený na železobetonové konstrukci jednolodní haly z předpjatých deskových panelů, přičemž 1 je rozpětí haly. Silně je vyznačena nosná konstrukce světlíku^ Vlevo je znázorněna montáž kompletizovaných dílů světlíku po třetinách rozpětí. Na obr. 2 je uveden příčný řez světlíkem s vyznačením působících sil při předpínání. Na obr. 3 je geometrické schéma nosné konstrukce s vyznačením kloubů a směrů působících sil. Čárkovaně jsou naznačeny deformace konstrukce po předpětí, odpovídající vzepětí panelů. Symbol^ ř značí tahový účinek příčlí jako spojitého zatížení horního pásu.The accompanying drawings show an exemplary embodiment of a prestressed shed skylight according to the invention with a glazed solid part in the rungs. Fig. 1 is a perspective view of a skylight mounted on a reinforced concrete structure of a single-nave hall of prestressed plate panels, with 1 being the span of the hall. The support structure of the skylight is marked strongly. On the left is the assembly of the completed skylight parts after one third of the span. FIG. 2 is a cross-sectional view of a skylight showing the preload forces. Fig. 3 is a geometric diagram of the supporting structure showing the joints and directions of the forces applied. The dashed lines indicate the deformations of the structure after prestressing, corresponding to the buckling of the panels. The symbol .beta. Indicates the tensile effect of the rungs as a continuous upper belt load.

Předpjatý světlík sestává z horního pásu i, diagonál 2, ^průběžného předpínacího a nosného lana X, stojin £ uloženýoh na průvlak, a oboustranných příčlí % světlíku, kotvených do tuhé střešní konstrukce montážním ztužidlem 6. Diagonály 2 jsou vzájemně spojeny kloubem χ kluzně uloženým na laně χ. K hornímu pásu 1_ jsou diagonály upevněny klouby 8. Horní pás může být rozdělen klouby Lano X j® kotveno do horního pásu 1_ pomocí rektifikačních matic přes lanové koncovky 10. Do příčlí 3 je osazena transparentní výplň 11. plnou část světlíku tvoří sendvičové panely 12 nasazené na příčle £. V alternativě je plná část světlíku řešena profilovanými plechy s vlnami po spádu.The prestressed skylight consists of the upper strip 1, diagonals 2, 4 of the continuous tensioning and carrying rope X, the struts 6 supported on the beam, and the two-sided rungs 5 of the skylight anchored to the rigid roof structure by mounting brace 6. laně χ. Joints 8 are fastened to the upper strip 7 by diagonals. The upper strip can be divided by joints Rope X j ® anchored to the upper strip 7 by means of rectification nuts via rope terminals 10. The transom 3 is fitted with a transparent filler 11. on rung £. Alternatively, the full part of the skylight is solved with profiled sheets with waves down the slope.

Princip předpjatých samonosných světlíků lze využít pro libovolný systém užívaných světlíkových konstrukcí s dostatečnou výškou, při jejioh osazení na střešní konstrukce i ocelové, které nejsou dimenzovány pro přitížení světlíky a sněhovou závějí podél nich. Výhodně lze princip využít při rekonstrukcích střech. Světlíky lze, nezávisle na únosnosti střešní konstrukce, libovolně sdružovat, a tím zásadně ovlivnit průběh přirozeného osvětlení v halíuThe principle of prestressed self-supporting skylights can be used for any system of used skylight constructions with sufficient height, when mounted on roof constructions and steel ones, which are not designed for ballasting by skylights and snow drifts along them. The principle can be advantageously used in the reconstruction of roofs. Regardless of the load-bearing capacity of the roof structure, skylights can be freely grouped together, thus fundamentally affecting the course of natural lighting in the hall

Výhodně lze světlíky montovat z kompletizovaných modulových částí v délkách po třetinách rozpětí haly, s montážním ztužidlem, kdy sousední části jsou spojeny kloubovým spojemAdvantageously, skylights can be assembled from assembled modular parts in lengths of one third of the span of the hall, with mounting bracing, where adjacent parts are connected by a hinged connection

202 246 horního pásu, přičemž jeou volní spuštěny vzpěry. Z Montážní lávky zevnitř světlíku jsou vzájemně spojeny tyto diagonální vzpěry z obou sousedních dílů a provlečeno lano pře* styč nik diagonál.202 246 of the upper belt, wherein the struts are loosely lowered. Z The diagonal braces from both adjacent parts are connected to the assembly bridges from the inside of the skylight and the cable is passed through the diagonal bridges.

Claims

Prestressed self-supporting skylight, characterized in that it consists of an upper strip (1) carried by diagonals (2), which are connected to each other by a joint (7) slidably supported on a continuous prestressing and carrying rope (3) anchored to the upper strip (1) ) by means of rectifying nuts (10), wherein the upper strip (1) is bilaterally continuous into the rigid roof structure by means of a pull-out beams (5) of the skylight, and fitted over the webs (4) hinged to the girders of the hall.

Prestressed skylight according to claim 1, characterized in that the upper strip (1) is continuous over the entire length of the skylight.

Prestressed skylight according to claim 1, characterized in that the upper strip (1) is divided by joints (9) by a third of the length of the skylight.