HU181313B - Függesztett, feszített tartószerkezet - Google Patents

Description

A találmány függesztett, feszített tartószerkezet, főleg nagy nyílású terek lefedésére. Alátámasztó egységből, áthidaló egységből és függesztő egységből van összeállítva. Az alátámasztó egység legalább egy pillért, az áthidaló egység általában főtartókból és fióktartókból levő átviteles gerendarácsot, míg a függesztő egység nagy szilárdságú köteleket tartalmaz. A gerendarács adott esetben a tartószerkezet rendeltetéséhez igazodó héjalással rendelkezik.

A különböző építőanyagok és a belőlük létrehozott tartók teherbírási tulajdonságai jórészt meghatározzák az illető anyagból készített tartók célszerű alkalmazási területeit. Közismert tény, hogy az anyagok térfogatsúlya még nem dönti el, vájjon egy belőle készült tartószerkezet könnyűnek vagy nehéznek minősül.

Többet mondanak az olyan összehasonlítások, ahol a szakító szilárdság és a térfogatsúly arányait ί vetik egybe. Az egyes anyagokból készített tartók és ' tartóegyüttesek esetében azok geometriai kialakítása is döntő súllyal eshet latba. A fizikai, geometriai, szerkezeti és esetleg egyéb paraméterek együttesen határozzák meg, hogy adott anyagból valamilyen adott tartóféleséget mely területen célszerű alkalmazni.

Könnyen belátható, hogy minden építőanyagra és az illető anyagon belül minden tartótípusra nézve van egy olyan határméret, amelyen túl az már a saját önsúlyát sem képes elviselni. így természetesen nem marad benne teherbírási tartalék a hasznos terhek elviselésére. A fenti okfejtés nyilvánvalóvá teszi, hogy' pl. a szokványos kialakítású sík födémek miért nem alkalmasak bizonyos nyílásméretek fölött azok gazdaságos áthidalására.

A nagy nyílásméretek esetében a puszta teherbírási szempontok mellett kedvezőtlen hatású azonban a nagy anyagfelhasználás, a szállítás költségessége és a sajátságos szerelési nehézségek. A sík 10 födémek helyett ezért a nagy nyílások áthidalására sajátságos szerkezeteket, pl. két irányban görbült — és ezért térbeli erőjátékú — felületszerkezeteket alkalmaznak.

Az ismert felületszerkezetek kétségtelenül βίοι 5 nyösek az aránylag csekély anyagfelhasználás miatt. Néhány cm vastagságú vasbeton héjakkal, pl. többszörösen nagyobb méretű nyílások hidalhatok át könnyűszerrel, mint a szokványos sík födémekkel. A térbeli erőjáték azonban ezekben az ese20 tekben nem csupán számítási és tervezési nehézségeket vet föl, de többnyire bonyolult építéstechnológiával is párosul.

A két irányban görbült felületszerkezetek alapvető hátránya az is, hogy csak alaprajzilag és magassági 25 értelemben egyaránt kötött geometriai adottságok mellett alkalmazhatók gazdaságosan. A 80-100 m áthidalására is alkalmas monolit vasbeton héjak szerkezetileg kétségtelen előnyökkel rendelkeznek, a geometriai kötöttségek miatt azonban többnyire 30 csak fölöslegesen nagy belmagasságokkal valósít181313

-1181313 hatók meg, építésük pedig hosszadalmas állványozást és bonyolult zsaluzást munkákat kíván. Ezért ezek alkalmazása ma már egyre ritkább.

Kis önsúlyú, kis méretű elemekből könnyen összeszerelhető' szerkezetek a fémrudakból összeállított kupolák. Ezek kör vagy sokszög alaprajzúak, ami azzal a hátránnyal jár, hogy az ilyen építmények aránylag kevés funkció kielégítésére alkalmasak. Még a rudakból összeállított kupoláknál is kisebb fajlagos súlyúak a feszített kötélhálók. Ezek számos szempontból kedvező és korszerű szerkezetek, gyártási és szerelési szempontból azonban többnyire bonyolultak és költségesek. A geometriai kötöttségek ugyancsak hátrányokkal járnak.

A sok szempontból legfejlettebbnek tartott ilyen kötélszerkezetek körébe tartozik az a megoldás is, amelyet a 3 768 216 lajstromszámú USA szabadalmi leírás ismertet. A tartószerkezet pillérekből és feszítő elemekből áll, amelyekhez a pillérek között elhelyezett vasbeton födém van társítva. A szabadalmi leírás számos jó gondolatot vet föl. A szerkezetet célszerűen derékszögű paralelogramma alaprajzú épületek esetében lehet alkalmazni. Sajátossága, hogy minden pillérhez 8 db függesztő elem tartozik, amelyek a belső tér kihasználhatóságát többé-kevésbé korlátozzák.

A szerkezeti megoldás kétségtelenül lehetővé teszi igen nagy oszlopközök kialakítását, sajnálatos módon azonban az oszlopok közötti födémet a függesztő elemekkel együtt kell szerelni, mert különben a födém nem bírja ki a saját önsúlyát. A függesztő elemek a szabadban helyezkednek el, ezért korrózió elleni védelmük csak a kábelhidaknál szokásos bonyolult módszerekkel valósítható meg. Ennek hiányában a függesztő elemek élettartama nem lehet hosszú, kicserélésük pedig szinte megoldhatatlan feladatot jelent.

A találmány célja olyan függesztett, feszített tartószerkezet megvalósítása, amely nagy terek lefedésére úgy alkalmas, hogy megtartja a kötélszerkezetek összes előnyét, kiküszöböli azonban az ismert kötélszerkezetek fogyatékosságait. Feladata a találmánynak ezen belül olyan megoldás kifejlesztése, amely az 50 m fölötti mérettartományban - vagyis ahol a szállítási és építési nehézségek miatt a hagyományos tartószerkezetek már csak körülményesen vagy egyáltalán nem alkalmazhatók — a nagy terek lefedésére gazdaságos csarnokszerkezetet eredményez.

A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy az adott célra főtartókból és fióktartókból kialakított és könnyű héjalással ellátott sík födémet, valamint a födém síkja fölé nyúló pilléreket és a pillérek csúcsa közeléből kiinduló függesztő köteleket célszerű alkalmazni, mely utóbbiak segítségével a födémet egy vagy több ponton föl lehet függeszteni.

A kitűzött feladatnak megfelelően a találmány szerinti függesztett, feszített tetőszerkezet, főleg nagy nyílású terek lefedésére - amely tartószerkezet alátámasztó egységből, áthidaló egységből és függesztő egységből van összeállítva, az alátámasztó egység legalább egy pillért, az áthidaló egység általában főtartóból és fióktartóból levő átviteles gerendarácsot, míg a függesztő egység nagy szilárdságú köteleket tartalmaz, a gerendarács pedig adott eset2 ben a tartószerkezet rendeltetéséhez igazodó héjalással rendelkezik — oly módon van kialakítva, hogy a pillérek közül legalább egy a főtartókból és fióktartókból alkotott gerendarács fölé nyúlik, a függesztő egységnek a pillérhez, annak fölső vége közelében kapcsolódó legalább egy függesztő kötele van, a függesztő kötél a tartószerkezet önsúlyával, valamint mesterségesen létrehozott mozgás bevitelével meg van feszítve, és legalább egy ponton a feszítő erő átadására alkalmas kapcsolattal a gerendarácshoz hozzá van erősítve.

A találmány szerinti tartószerkezet további ismérve lehet, hogy a függesztő egység az egy vagy több függesztő kötélen kívül legalább egy lehorgonyzó kötéllel is rendelkezik. A gerendarács a szélerő esetleges kedvezőtlen hatásának kiküszöbölésére szolgáló és járulékos feszítő erő bevitelére alkalmas legalább egy kiegészítő lefeszítő kötéllel van ellátva.

Az egyik lehetséges kiviteli alaknál a pilléren a függesztő kötél csatlakozási pontját a gerendarács magassági helyzetéhez képest attól eltávolító emelő szerv, pl. egy vagy több hidraulikus sajtó van elhelyezve. Egy másik lehetséges kiviteli alaknál a pillér és a gerendarács közé a függesztő kötélnek a gerendarácshoz kapcsolódó csatlakozási ponljának időlegesen meghatározott helyzetbe való juttatására alkalmas feszítő eszköz, pl. csigasor van elhelyezve.

Egy harmadik lehetséges kiviteli alak esetében a gerendarács a pillérhez magassági értelmű relatív elmozdulást, pl. a gerendarácsnak végleges helyzeténél magasabb pozícióból terv szerinti végleges helyzetébe való lesüllyesztését megengedő vezető pálya útján kapcsolódik. Ez utóbbi megoldásnál a pillér a magasabb pozícióból terv szerinti végleges helyzetében lesüllyesztett gerendarácsot ezen végleges Helyzetében megtartó rögzítő szervvel van ellátva.

A találmány szerinti tartószerkezet legfőbb előnye, hogy a nagy nyitást sík födémmel lehet áthidalni. Ezért a födém és annak héjalása egyszerű elemekből állítható össze, a szükséges hő- és vízszigetelés pedig ugyancsak egyszerűen valósítható meg. Az alapjában véve derékszögű négyszög alaprajz különösebb geometriai kötöttségeket nem rejt magában.

Kedvező az is, hogy egyszerű hossz- és keresztmetszettel lehet a szerkezetet kialakítani, és a nagy nyílásméretek ellenére is aránylag kicsi elemsúlyokat kell csak mozgatni. Emiatt nagy gémkinyúlású szerelő darut lehet használni, és azt jól ki lehet használni. A szerkezet egészének jellegzetessége és az ismert megoldásoktól eltérő módon számottevő előnye, hogy az önsúly és a hasznos teher arányának megfelelő megválasztása esetén egyrészt a födém összeszerelhető állványzat nélkül is (és ezt követően lehet a függesztő köteleket beépíteni, majd megfeszíteni), másrészt hogy a függesztő köteleket a szerkezet üzemelése közben utólagosan egyenként ki tudjuk cserélni, ha arra korrózió vagy egyéb ok miatt szükség van. Ehhez az üzem közbeni kötélcseréhez nincs szükség a gerendarácsból alkotott födém ideiglenes alátámasztására sem.

A födém sík kialakításából következik, hogy a nagy nyílású terek lefedésére szolgáló ismert szerkezetekkel szemben jelentősen kisebb a vízszintes és

-2181313 függőleges határoló felületek terjedelme, és emiatt sokkal kisebb a fölöslegesen fűtendő tér is. A kis súlyú tartószerkezetek emellett nem csupán anyagmegtakarítást tesznek lehetővé, hanem a geometriai nehézségek elmaradása miatt a gyártás olcsóságát és a szerelés gyorsaságát is eredményezik.

A találmányt kiviteli példa kapcsán, rajz alapján ismertetjük közelebbről. A mellékelt rajzon az

1. ábra a tartószerkezet oldalnézetének két variánsát, a

2. ábra ugyanezek alaprajzát, a

3. ábra a pillér és a függesztő kötél kapcsolatát és a kötél egy lehetséges megfeszítési módját, a

4. ábra a függesztő kötél egy másik megfeszítési módját, az

5. ábra a függesztő kötél egy harmadik megfeszítési módját mutatja.

Az 1. és 2. ábra bal oldalán a tartószerkezet olyan kiviteli alakját láthatjuk, melynél a 2a főtartókból és a 2b fióktartókból összeállított 2 gerendarács a 4 függesztő kötelek segítségével oly módon van az 1 pillérhez hozzáerősítve, hogy a 2 gerendarácsot a 4 függesztő kötelek több ponton is megfogják, és ezért az süllyedő alátámasztású folytatólagos többtámaszú tartót alkot.

A 2 gerendarács bal oldali szélső nyílásában, valamint középső nyílásában egyaránt egy-egy pontban van a 4 függesztő kötelek segítségével az 1 pillérhez — annak la fölső vége közelében — fölfüggesztve. Nincs akadálya annak sem, hogy a 4 függesztő kötelek a 2 gerendarács 2a főtartóit nyílásonként több pontban is megfogják. Ilyenkor az 1 pillér la fölső vége közeléből a 4 függesztő köteleknek több különböző hajlásszögű elemekből álló nyalábja indulhat ki.

A 4 függesztő kötelek minden esetben meg vannak feszítve, a feszítést pedig részben a 2 gerendarács és esetleg a rajta elhelyezkedő 3 héjalás, valamint járulékos intézkedések együttese — célszerűen a 4 függesztő kötélnek az 1 pillér la fölső vége közelében elhelyezkedő 4a bekötési pontja, valamint a 2 gerendarács síkja között létrehozott relatív elmozdulás - együttesen valósítják meg. A 4 függesztő kötélnek e megfeszített volta természetesen „előfeszítő” erőt ébreszt magában a 2 gerendarácsban is.

Mód van arra is, hogy a 2 gerendarácsba az 1. ábra bal oldali részén ugyancsak föltüntetett 5 lefeszítő kötelek segítségével további járulékos feszítő erőt is bevigyünk. Ez utóbbi a vízszintes terhek, pl. emelő szél teher hatásának csökkentésére, illetve kiküszöbölésére szolgálhat.

A 2. ábra bal oldali részén látszik, hogy az 1 pillérek között lehet olyan is, amely nem nyúlik a 2 gerendarács síkja fölé. Föltüntettük azt is, hogy a jelen kiviteli példában a 2 gerendarács fölé nyúló 1 pillér két egymással párhuzamosan elhelyezkedő 2a főtartó között helyezkedik el, és így a 4 függesztő kötelek ahhoz képest alaprajzilag X-alakban helyezkednek el. Adott esetben más alaprajzi elrendezés is indokolt lehet.

Az 1. és 2. ábra jobb oldali részén a 2 gerendarács nem rendelkezik nagyméretű szélső nyílással. Ilyenkor az 1 pillér la fölső vége közelében még egy lehorgonyzó kötél is be van kötve, amelynek másik vége célszerűen a talajfelszín alatt elhelyezett önmagában ismert 11 lehorgonyzó kamrában van rögzítve. Az ilyen tartókialakítás esetén is lehet létjogosultsága olyan 1 pilléreknek, amelyek nem nyúlnak a 2 gerendarács síkja fölé.

A 3., 4. és 5. ábrán olyan szerkezeti megoldásokat láthatunk, amelyek lehetővé teszik, hogy az 1 pillér la fölső vége és a 2 gerendarács síkja között relatív elmozdulást hozzunk létre. Ez a járulékos intézkedés - szuperponálva a 2 gerendarács saját súlyával — ébreszti a 4 függesztő kötelekben a kívánt nagyságú feszítő erőt.

A 3. ábra esetében azt a legegyszerűbb megoldást láthatjuk, amelynél a 4 feszítő kötelek 4a bekötési pontjai a 6 emelő szerv, pl. hidraulikus sajtó útján megemelhetők, és így növelhető a távolság köztük és a 4 függesztő kötélnek a 2 gerendarácshoz kapcsolódó alsó 4b csatlakozási pontja között. Ezáltal azon a feszítő erőn túlmenően, amelyet a 2 gerendarács önsúlya folytán a 4 függesztő kötél már eleve megkapott, egy további járulékos feszítő erő is létrehozható.

Elvileg ugyanez a helyzet a 4. ábrán föltüntetett kiviteli alak esetében is. Itt a 4 függesztő kötél fölső 4a bekötési pontját és alsó 4b csatlakozási pontját valamilyen 7 feszítő eszköz, pl. csigasor segítségével hozzuk a kívánt helyzetbe.

Az előbbiekkel ellentétben az 5. ábrán olyan megoldást látunk, ahol a 2 gerendarács 2a főtartó-jának vége az 1 pillér mentén elhelyezett 8 vezető pályába nyúlik bele, és ott függőleges irányú elmozdulásra képes. Ennek segítségével mód van arra, hogy a 2 gerendarácsot valamilyen magasabb pozícióban szereljük össze, majd utána a 8 vezető pálya mentén függőleges mozgatással lesüllyesszük végleges helyére. Ez az intézkedés ugyancsak a 4 függesztő kötél megfeszítését eredményezi. Az utóbbi esetben szükség lehet egy olyan 9 rögzítő szervre is, amely a lesüllyesztett 2 gerendarácsot az 1 pillérhez képest terv szerinti helyzetében megtartja.

A találmány szerinti tartószerkezet létesítése során először az 1 pilléreket készítjük el, majd a 2a főtartók és a 2b fióktartókból összeszereljük a 2 gerendarácsot. Ezt követően szereljük föl a 4 függesztő köteleket. Annak érdekében, hogy ez megvalósítható legyen, a 2 gerendarácsnak olyan teherbíró képességgel kell rendelkeznie, hogy képes legyen saját súlyának az 1 pillérek közötti nyílásban való viselésére.

A 2 gerendarács ebben az első építési ütemben még nincsen a saját végleges teherhordó képességének birtokában, hiszen azt a 4 függesztő kötelek fölszerelése, főleg pedig azok megfeszítése után nyeri csak el. Más szóval ez annyit jelent, hogy a 2 gerendarács a 4 függesztő köteleknek köszönhetően válik a hasznos terhek elviselésére alkalmas utófeszített tartószerkezetté.

Amennyiben a 4 függesztő kötelek a többi szerkezeti elemnél valamilyen okból rövidebb élettartamúak, úgy az önsúly és a hasznos terhek viszonyának megfelelő — legalább is időleges — egymáshoz rendelésével mód van arra, hogy a 4 függesztő köteleket a csamokszerkezet egészének zavartalan üzemelése közben egyenként ki tudjuk cserélni. A 3

-3181313 tartószerkezet üzem közben való kicserélhetősége olyan kedvező lehetőségeket teremt, amelyek az eddig ismert tartószerkezeteknél nem adódtak.

Figyelemre méltó az is, hogy az említett okok miatt a tartószerkezet új létesítményeknél igen 5 gyorsan megtervezhető. A magasépítési és technológiai tervezés ugyanis egymástól függetlenül egyidőben hajtható végre, sőt a magasépítési munka elvégezhető a technológiai berendezések ismerete nélkül is. Ily módon az ipari beruházások a korábbiaknál 13 rövidebb idő alatt valósulhatnak meg.

Előnyös a tartószerkezet alkalmazása ipari rekonstrukcióknál is, mivel régi csarnok fölé egyszerűen lehet újat építeni anélkül, hogy annak szereléséhez alátámasztó állványzatra volna szükség. A kis 15 önsúlyú elemeket könnyen lehet a régi épület fölé emelni, a függesztő kötelek és a héjalás szerelése pedig az új szerkezet gerendarácsának elkészülte után ugyancsak elvégezhető a régi csarnok igénybevétele és megzavarása nélkül. 20

Claims (7)

1. Szabadalmi igénypontok:

   1. Függesztett, feszített tartószerkezet, főleg nagy 25 nyílású terek lefedésére, amely tartószerkezet alátámasztó egységből, áthidaló egységből és függesztő egységből van összeállítva, az alátámasztó egység legalább egy pillért, az áthidaló egység általában főtartókból és fióktartókból levő átviteles gerendarácsot, 30 míg a függesztő egység nagy szilárdságú köteleket tartalmaz, a gerendarács pedig adott esetben a tartószerkezet rendeltetéséhez igazodó héjalással rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a pillérek (1) közül legalább egy a főtartókból (2a) és fióktartókból (2b) 35 alkotott gerendarács (2) fölé nyúlik, a függesztő egységnek a pillérhez (1) annak fölső vége közelében kapcsolódó legalább egy függesztő kötele (4) van, a függesztő kötél (4) a tartószerkezet önsúlyával, valamint mesterségesen létrehozott mozgás bevitelével 40 meg van feszítve, és legalább egy ponton a feszítő erő átadására alkalmas kapcsolattal a gerendarácshoz (2) hozzá van erősítve.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti függesztett, feszített tartószerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a függesztő egység az egy vagy több függesztő kötélen (4) kívül legalább egy lehorgonyzó kötéllel (10) is rendelkezik.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti függesztett, feszített tartószerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a gerendarács (2) a szélerő esetleges kedvezőtlen hatásának kiküszöbölésére szolgáló és járulékos feszítő erő bevitelére alkalmas legalább egy kiegészítő lefeszítő kötéllel (5) van ellátva.
4. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti függesztett, feszített tartószerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a pilléren (1) a függesztő kötél (4) csatlakozási pontját a gerendarács (2) magassági helyzetéhez képest attól eltávolító emelő szerv (6), pl. egy vagy több hidraulikus sajtó van elhelyezve.
5. 5. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti függesztett, feszített tartószerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a pillér (1) és a gerendarács (2) közé a függesztő kötél (4) gerendarácshoz (2) kapcsolódó csatlakozási pontjának (4b) időlegesen meghatározott helyzetbe való juttatására alkalmas feszítő eszköz (7), pl. csigasor van beiktatva.
6. 6. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti függesztett, feszített tartószerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a gerendarács (2) a pillérhez (1) magassági értelmű relatív elmozdulást, pl. a gerendarácsnak (2) végleges helyzeténél magasabb pozícióból terv szerinti végleges helyzetébe való lesüllyesztését megengedő vezető pálya (8) útján kapcsolódik.
7. 7. A 6. igénypont szerinti függesztett, feszített tartószerkezet kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a pillér (1) a magasabb pozícióból terv szerinti végleges helyzetébe lesüllyesztett gerendarácsot (2) ezen végleges helyzetében megtartó rögzítő szervvel (9) van ellátva.