RU184038U1 - Пространственная решетчатая конструкция покрытия со сжатыми стержнями ступенчато переменного сечения - Google Patents
Пространственная решетчатая конструкция покрытия со сжатыми стержнями ступенчато переменного сечения Download PDFInfo
- Publication number
- RU184038U1 RU184038U1 RU2018117005U RU2018117005U RU184038U1 RU 184038 U1 RU184038 U1 RU 184038U1 RU 2018117005 U RU2018117005 U RU 2018117005U RU 2018117005 U RU2018117005 U RU 2018117005U RU 184038 U1 RU184038 U1 RU 184038U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- structures
- spatial
- lattice structure
- stepwise variable
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title description 3
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
- E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
- E04B5/10—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with metal beams or girders, e.g. with steel lattice girders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области строительства, в частности к пространственным стержневым несущим конструкциям покрытий зданий и сооружений различного назначения. Стержневая пространственная решетчатая конструкция на квадратном плане с шарнирным сопряжением элементов между собой, включающая: ортогональные сетки поясов, раскосы, прикрепленные одним концом к элементам верхнего пояса, а другим - к элементам нижнего пояса, опорные капители и элементы узловых соединений. При этом все сжатые элементы конструкции выполнены из круглых труб ступенчато переменного сечения с различной толщиной стенки трубы и одинаковым диаметром. Технический результат - снижение материалоемкости пространственных стержневых несущих конструкций покрытий зданий и сооружений различного назначения. 5 ил.
Description
Полезная модель относится к области строительства, в частности, к пространственным несущим конструкциям покрытий зданий и сооружений.
Пространственные сетчатые конструкции покрытия (структуры), как правило, представляют собой систему плоских ферм, расположенных вертикально или наклонно. Наибольшее распространение получили структуры, образованные плоскими фермами трех направлений. Для построения геометрической схемы структуры выделяют регулярно повторяющиеся элементы - кристаллы, которые могут иметь разнообразные формы. Элементы структуры, как правило, работают на центральное растяжение или сжатие.
К преимуществам структурных конструкций относится повышенная жесткость на изгиб в сравнении с плоскими конструкциями, меньшая строительная высота, минимальное количество опорных элементов.
Известно техническое решение пространственной горизонтальной стальной решетчатой конструкции покрытия, которая включает плоские стальные фермы с поясами из одиночных уголков, установленных под наклоном и объединенных между собой в решетчатую конструкцию (патент RU 2422597 С1).
Недостатками данного решения является необходимость выполнять в узлах сопряжения элементов продольные прорези в уголках, что повышает трудоемкость изготовления конструкций, а также предъявляет более жесткие требования к предельным отклонениям геометрических размеров при изготовлении и монтаже. Использование уголков в сжатых элементах структуры повышает ее материалоемкость, поскольку данный тип сечения не эффективен при работе на сжатие.
Существует пространственное покрытие из перекрестной системы, опертое по углам, преимущественно квадратного плана, содержащее внутренние фермы и равновысокие им контурные фермы со стержневыми элементами приопорных панелей нижних поясов, снабженными реверсивными устройствами из стяжных шпилек и тарельчатых пружин для регулирования предварительным напряжением опорных узлов с перераспределением контурных опорных и пролетных моментов (патент RU 2539524 С1).
Недостатком описанного решения является необходимость создания предварительного напряжения в элементах, что требует использования дополнительных элементов и значительно увеличивает трудоемкость изготовления и монтажа такой конструкции. Предварительно напряженные конструкции также требуют дополнительных затрат на стадии эксплуатации.
Наиболее близким по составу и конструктивному решению является пространственная решетчатая конструкция с поясами из трубчатых профилей, состоящая из плоских ферм со стержнями произвольного профиля и доборных элементов (патент RU 100783 U1);
Описанное конструктивное решение принято в качестве прототипа.
Недостатком данного решения является повышенная материалоемкость в связи с невозможностью полного использования прочностных показателей материала сжатых элементов.
Задачей полезной модели является снижение материалоемкости пространственных стержневых металлических структурных покрытий зданий и сооружений.
Указанная задача решается тем, что в стержневой пространственной решетчатой конструкции, преимущественно квадратного плана, состоящей из ортогональных сеток поясов с ячейкой 3 на 3 метра и высотой по осям поясов 2,12 м, раскосов, опорных капителей и элементов узловых соединений, все сжатые элементы, согласно полезной модели, выполнены из круглых труб ступенчато переменного сечения. Соединение различных участков элементов переменного сечения выполнены сварным швом. Растянутые элементы выполнены из круглых труб постоянного сечения. Сопряжение элементов между собой шарнирное.
При этом сжатые элементы конструкции состоят из трех участков. Сечения концевых участков меньше чем сечение центрального участка элемента. Изменение сечения достигается варьированием толщины стенки трубы с сохранением диаметра. Относительные длины участков выбираются из условия оптимального использования несущей способности элемента по критериям прочность и устойчивость.
На фиг. 1 приведен общий вид пространственной решетчатой конструкции со сжатыми стержнями ступенчато переменного сечения, на фиг. 2 и фиг. 3 горизонтальная и торцевая проекция структуры, на фиг. 4 расчетная схема центрально сжатого стержня ступенчато переменного сечения, на фиг. 5 варианты сварного соединения различных участков элемента.
Стержневая пространственная конструкция включает элементы ортогональной сетки нижнего пояса 1; элементы ортогональной сетки верхнего пояса 2; раскосы 3, соединяющие элементы верхнего и нижнего поясов и опорные капители 4.
Структурная плита при действии вертикальной нагрузки работает на изгиб. В отдельных стержневых элементах возникают продольные сжимающие или растягивающие усилия.
Несущая способность растянутого элемента может быть вычислена из условия прочности (СП 16.13330.2011 - Стальные конструкции, формула 5):
где N - максимальное продольное усилие, которое может быть воспринято элементом; - расчетное сопротивление стали элемента при растяжении, сжатии или изгибе; - площадь поперечного сечения элемента нетто; - коэффициент условий работы.
Определив, по результатам статического расчета, усилие в растянутом элементе можно выбрать круглую трубу соответствующей площади и добиться полного использования прочностных показателей стали.
Для сжатых элементов, помимо проверки прочности, необходима проверка устойчивости. Несущая способность сжатого элемента по условию устойчивости (СП 16.13330.2011 - Стальные конструкции, формула 7):
где А - площадь сечения элемента брутто; ϕ - коэффициент устойчивости при центральном сжатии.
Для сжатых стержней значение коэффициента ϕ, как правило, принимает значения в диапазоне от 0,9 до 0,6. Таким образом, при использовании в сжатых элементах структуры стержней постоянного сечения невозможно добиться полного использования их несущей способности по критерию прочность.
Разработан алгоритм, позволяющий получить оптимальные параметры (соотношения жесткостей, относительные длины) стержня переменного круглого тонкостенного сечения. Выполнено расчетное обоснование, которое показало, что использование в сжатых элементах пространственной системы труб ступенчато переменного сечения практически не снижает несущей способности элемента по критерию устойчивость (коэффициент использования по данному критерию повышается на 1,5%), а также позволяет значительно повысить коэффициент использования несущей способности по критерию прочность. Это позволяет максимально использовать прочностные характеристики стали.
При использовании предлагаемого конструктивного решения возможно использовать любые известные технические решения узловых соединений стержней, а также традиционные для таких конструкций методы монтажа не требующие дополнительных трудовых и материальных затрат.
На примере пространственной системы с габаритами 30×30 метров выполнены сравнительные расчеты, показавшие, что расход стали при использовании в сжатых элементах стержней ступенчато переменного сечения снижается на 7%.
Claims (1)
- Стержневая пространственная решетчатая конструкция, преимущественно квадратного плана, с шарнирным сопряжением элементов между собой, включающая: ортогональные сетки поясов, раскосы, прикрепленные одним концом к элементам верхнего пояса, а другим - к элементам нижнего пояса, опорные капители и элементы узловых соединений, при этом все сжатые элементы конструкции выполнены из круглых труб ступенчато переменного сечения, достигаемого варьированием толщины стенки трубы с сохранением диаметра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117005U RU184038U1 (ru) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Пространственная решетчатая конструкция покрытия со сжатыми стержнями ступенчато переменного сечения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117005U RU184038U1 (ru) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Пространственная решетчатая конструкция покрытия со сжатыми стержнями ступенчато переменного сечения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU184038U1 true RU184038U1 (ru) | 2018-10-12 |
Family
ID=63858792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018117005U RU184038U1 (ru) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Пространственная решетчатая конструкция покрытия со сжатыми стержнями ступенчато переменного сечения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU184038U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999049150A1 (en) * | 1998-03-26 | 1999-09-30 | Philip Rudolph Enos | Structural truss |
RU84886U1 (ru) * | 2009-03-02 | 2009-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Лесенка" | Модульная секция лестницы |
RU100783U1 (ru) * | 2009-06-29 | 2010-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Пространственная решетчатая конструкция с поясами из трубчатых профилей |
RU2539524C1 (ru) * | 2013-08-01 | 2015-01-20 | Александр Суренович Марутян | Пространственное покрытие из перекрестной системы |
-
2018
- 2018-05-07 RU RU2018117005U patent/RU184038U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999049150A1 (en) * | 1998-03-26 | 1999-09-30 | Philip Rudolph Enos | Structural truss |
RU84886U1 (ru) * | 2009-03-02 | 2009-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Лесенка" | Модульная секция лестницы |
RU100783U1 (ru) * | 2009-06-29 | 2010-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Пространственная решетчатая конструкция с поясами из трубчатых профилей |
RU2539524C1 (ru) * | 2013-08-01 | 2015-01-20 | Александр Суренович Марутян | Пространственное покрытие из перекрестной системы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8833000B1 (en) | Continuous tension, discontinuous compression systems and methods | |
CN103628587A (zh) | 自复位梁-格栅式摩擦墙结构体系 | |
CN107524251B (zh) | 预应力钢板带砌体组合墙 | |
CN102182263A (zh) | 预制竹网片轻质保温墙体 | |
CN206053435U (zh) | 一种由带支撑的三角形网格构成的钢结构冷却塔 | |
RU184038U1 (ru) | Пространственная решетчатая конструкция покрытия со сжатыми стержнями ступенчато переменного сечения | |
CN102235030B (zh) | 超大跨度变截面预应力正放抽空四角锥网架及其制作方法 | |
Taranath et al. | Comparative study of pentagrid and hexagrid structural system for tall building | |
WO2018229290A1 (en) | Structural frame for a slanted building | |
CN109930744B (zh) | 一种装配式弦支屋盖结构体系及其施工方法 | |
RU180553U1 (ru) | Стальная стропильная ферма покрытия | |
CN2752358Y (zh) | 槽钢无屈曲消能支撑 | |
CN213709858U (zh) | 具有自应力功能的结构单元体和桁架结构体系 | |
RU2618810C1 (ru) | Треугольная решетка стержневых конструкций с дополнительными полустойками и полураскосами (y-образными стойками) | |
RU2174576C2 (ru) | Тонкостенная несущая конструкция замкнутого сечения | |
CN111456311B (zh) | 一种索撑双向网格型单层柱面网壳及其施工方法 | |
CN205475942U (zh) | 一种预应力叠合板构件 | |
CN202164731U (zh) | 平面重型屋盖张弦梁 | |
WO2019218678A1 (zh) | 双曲外环cfrp多层条带索交错索网结构 | |
RU36119U1 (ru) | Тонкостенная несущая конструкция замкнутого пятигранного сечения (ее варианты) | |
Liew et al. | Innovative use of star prism (SP) and di-pyramid (DP) for spatial structures | |
RU212778U1 (ru) | Профиль строительный | |
RU2767006C1 (ru) | Металлическая рама каркаса здания или сооружения | |
CN217420709U (zh) | 一种张弦梁 | |
RU2237139C1 (ru) | Несъемная опалубка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181022 |