RU2169242C1

RU2169242C1 - Trussed beam

Info

Publication number: RU2169242C1
Application number: RU99124023A
Authority: RU
Inventors: Е.Н. Алексашкин; В.В. Егоров; М.П. Забродин; Д.С. Сметанин
Original assignee: Петербургский государственный университет путей сообщения
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-06-20

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: trussed beam is used in detached structures (such as rigid cross-bars to arrange lighting fixtures of railway stations and other places, rigid cross-bars of contact system of electrified railways, etc. ) and in coverings of buildings and structures. Trussed beam has purlin, posts of trusses provided with guides on their ends; closed flexible tie bars easily passing through curvilinear guides installed on ends of purlins; supporting parts of trussed beam are made in the form of tilted hinged systems joined to telescopic inserts of purlin which is provided with supporting clamps with tensioning devices. EFFECT: improved stability of trussed beam to self-adjusted load-dependent forces. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительным конструкциям и может быть использовано как в качестве отдельно расположенных конструкций (например, жестких поперечин для размещения осветительных приборов железнодорожных станций и других территорий, жестких поперечин контактной сети электрифицированных железных дорог, и т.п.), так и в покрытиях зданий и сооружений. The invention relates to building structures and can be used both as separately located structures (for example, rigid cross members for accommodating lighting devices of railway stations and other territories, rigid cross members of the contact network of electrified railways, etc.), and in building coatings and facilities.

Известна пространственная предварительно напряженная шпренгельная ферма [1] , включающая жесткую балку-распорку, усиленная стойками шпренгелей с направляющими на свободных концах, через которые свободно пропущены гибкие затяжки. Known spatial prestressed truss truss [1], including a rigid beam-spacer reinforced struts racks with guides at the free ends, through which freely tightened flexible tightening.

Недостатком известного технического решения является невысокая жесткость балки-распорки, а следовательно, и всей шпренгельной фермы вследствие расслабления верхней затяжки при приложении вертикальных нагрузок. A disadvantage of the known technical solution is the low rigidity of the spreader beam, and consequently, of the whole truss truss due to the relaxation of the upper puff when applying vertical loads.

Также известна шпренгельная ферма [2], включающая жесткую балку-распорку, усиленную стойками шпренгелей, верхними и нижними затяжками, свободно припущенными через направляющие на свободных концах стоек шпренгелей. При этом верхние и нижние затяжки попарно объединены в замкнутые затяжки и свободно пропущены в криволинейных направляющих, смонтированных на торцах балки-распорки (принято за прототип). A truss truss [2] is also known, including a rigid spacer beam reinforced with truss struts, upper and lower puffs loosened through guides on the free ends of the truss racks. In this case, the upper and lower puffs are pairwise combined into closed puffs and freely passed in curved guides mounted on the ends of the spacer beams (adopted as a prototype).

Недостатком известного технического решения является невысокая жесткость балки-распорки и всей шпренгельной фермы вследствие расслабления верхних частей замкнутых затяжек при приложении нагрузок вертикальных направлений. A disadvantage of the known technical solution is the low rigidity of the spacer beam and the entire truss truss due to the relaxation of the upper parts of the closed puffs when applying loads of vertical directions.

Предварительно напряженные затяжки растянуты и как любой растянутый элемент обладают устойчивостью своего пространственного положения. Поэтому они являются упругоподатливыми промежуточными опорами для жесткой балки-распорки в местах установки стоек шпренгелей. В случае приложения вертикальных нагрузок, направленных сверху вниз, нижние затяжки донапрягаются, а верхние расслабляются, что уменьшает отпорность последних и делает возможным потерю устойчивости сжато-изогнутой балки-распорки в сторону расслабления затяжек. Pre-stressed puffs are stretched and, like any stretched element, have the stability of their spatial position. Therefore, they are resiliently intermediate supports for a rigid beam-spacers in the places where the struts are installed. In the case of the application of vertical loads directed from top to bottom, the lower puffs are tightened and the upper ones relax, which reduces the resistance of the latter and makes it possible to lose stability of the compressed-curved beam-spacers in the direction of relaxation of the puffs.

Перед авторами предлагаемого технического решения стояла задача - повышение устойчивости балки-распорки и, следовательно, всей шпренгельной фермы и тем самым снижение ее материалоемкости (технический результат). The authors of the proposed technical solution had the task of increasing the stability of the spreader beam and, consequently, the entire truss truss and thereby reducing its material consumption (technical result).

Поставленная задача достигается тем, что шпренгельная ферма включает жесткую балку-распорку, стойки шпренгелей, снабженные направляющими (например, трубочками) на удаленных от балки-распорки концах, через которые свободно пропущены замкнутые гибкие затяжки, свободно проходящие в криволинейных направляющих, смонтированных на торцах шпренгельной фермы. При этом опорные части шпренгельной фермы выполнены в виде наклонных шарнирных систем, соединенных с телескопическими вкладышами, установленными в торцах балки-распорки с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси. Опорные наклонные шарнирные системы состоят из опорных звеньев, установленных наклонно, шарнирно сопряженных с передаточными звеньями, которые в свою очередь шарнирно соединены с телескопическим вкладышем. Опорные звенья связаны с жесткой балкой-распоркой при помощи опорного шарнира. В опорных зонах шпренгельная ферма снабжена замкнутыми хомутами, состоящими из горизонтальных траверс, установленных на балке-распорке, и анкерных связей, закрепленных к горизонтальным траверсам и оголовкам опор. The task is achieved in that the truss truss includes a rigid spacer beam, truss racks provided with guides (for example, tubes) at the ends remote from the spacer beam, through which closed flexible puffs freely passing in curved guides mounted on the ends of the truss rod are freely passed farms. In this case, the supporting parts of the truss truss are made in the form of inclined hinge systems connected to telescopic inserts installed at the ends of the strut beam with the possibility of movement along its longitudinal axis. Supporting inclined hinge systems consist of supporting links mounted obliquely, articulated with gear links, which in turn are pivotally connected to the telescopic insert. The support links are connected to a rigid beam-spacer using a support hinge. In supporting zones, the truss truss is equipped with closed clamps, consisting of horizontal traverses mounted on a spreader beam, and anchor ties fixed to horizontal traverses and head supports.

Начальное предварительное напряжение замкнутых гибких затяжек создается натяжными устройствами (например, стяжными муфтами), установленными на гибких затяжках. The initial prestress of closed flexible puffs is created by tensioning devices (for example, shrink discs) mounted on flexible puffs.

Существенным признаком заявляемого технического решения, общим с прототипом, является наличие жесткой балки-распорки, стоек шпренгелей, снабженных направляющими на концах, через которые свободно пропущены замкнутые затяжки, свободно проходящие через криволинейные направляющие на торцах шпренгельной фермы. An essential feature of the proposed technical solution, common with the prototype, is the presence of a rigid spacer beam, truss racks, equipped with guides at the ends, through which closed puffs freely passing through curved guides at the ends of the truss truss are freely passed.

Отличительным признаком заявляемого технического решения является наличие опорных частей шпренгельной фермы, выполненных в виде наклонно расположенных шарнирных систем, соединенных шарнирно с телескопическими вкладышами на торцах балки-распорки. Балка-распорка снабжена опорными хомутами с натяжными устройствами, с помощью которых обеспечиваются начальные перемещения телескопических вкладышей наружу (от центра шпренгельной фермы). A distinctive feature of the claimed technical solution is the presence of the supporting parts of the truss truss, made in the form of inclined articulated systems, articulated with telescopic inserts at the ends of the strut beam. The spacer beam is equipped with support clamps with tensioning devices, with the help of which initial movements of the telescopic inserts outward (from the center of the truss truss) are provided.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". The analysis of the prior art, including a search by patents and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалистов единым образом из уровня техники, поскольку использование отличительных признаков не известно для достижения указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow for specialists in a unified manner from the prior art, since the use of distinctive features is not known to achieve the specified technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Предлагаемое техническое решение поясняется фиг.1 и 2. The proposed technical solution is illustrated in figures 1 and 2.

На фиг. 1 изображен общий вид шпренгельной фермы;
на фиг. 2 - узел "А" на фиг. 1.In FIG. 1 shows a general view of a truss truss;
in FIG. 2 - node "A" in FIG. 1.

Шпренгельная ферма включает жесткую балку-распорку 1, стойки шпренгелей 2, снабженные направляющими 3 на концах, через которые свободно пропущены замкнутые гибкие затяжки 4, свободно проходящие через криволинейные направляющие 5, смонтированные на торцевых участках шпренгельной фермы. При этом опорные части шпренгельной фермы выполнены в виде наклонных шарнирных систем 6, соединенных с телескопическими торцевыми вкладышами 7 балки-распорки, имеющими возможность перемещения вдоль ее продольной оси. Опорные наклонные шарнирные системы (например, двухзвенные) состоят из опорных звеньев 8, установленных с наклоном, шарнирно сопряженных с передаточными звеньями 9, которые, в свою очередь, шарнирно соединены с торцевыми телескопическими вкладышами 7. Опорные звенья 8 связаны с жесткой балкой-распоркой 1 при помощи опорного шарнира 10, в опорных зонах шпренгельная ферма снабжена замкнутыми хомутами 11, состоящими из горизонтальных травес 12 и анкерных связей 13, установленных между горизонтальными траверсами 12 и оголовками опор 14. Truss truss includes a rigid spacer beam 1, truss racks 2, provided with guides 3 at the ends, through which closed flexible puffs 4 freely passing through curved guides 5 mounted on the end sections of the truss frame are freely passed. In this case, the supporting parts of the truss truss are made in the form of inclined hinge systems 6 connected to the telescopic end inserts 7 of the spacer beam, which can be moved along its longitudinal axis. Support inclined hinge systems (for example, two-link) consist of support links 8 mounted with an inclination, articulated with transfer links 9, which, in turn, are pivotally connected to end telescopic inserts 7. Support links 8 are connected with a rigid beam-spacer 1 with the help of the hinge 10, in the supporting zones the truss truss is equipped with closed clamps 11, consisting of horizontal traverses 12 and anchor ties 13 installed between the horizontal traverses 12 and the heads of the supports 14.

Начальное предварительное натяжение замкнутых гибких затяжек 4 создается натяжным устройством 15 (например, стяжными муфтами). The initial pretension of the closed flexible puffs 4 is created by the tensioning device 15 (for example, shrink discs).

Начальное предварительное натяжение замкнутых гибких затяжек 4 необходимо для обеспечения устойчивости формы сжато-изогнутой балки-распорки 1. Посредством натяжных устройств 15 в замкнутых гибких затяжках 4 создаются начальные растягивающие усилия N₁. При этом замкнутые гибкие затяжки 4, как растянутые элементы, обладают устойчивостью своего пространственного положения и, следовательно, могут служить упругоподатливыми опорами для жесткой балки-распорки 1 в местах установки стоек шпренгелей 2.The initial pretension of the closed flexible puffs 4 is necessary to ensure the stability of the shape of the compressed-curved beams-spacers 1. By means of the tensioning devices 15 in the closed flexible puffs 4 are the initial tensile forces N ₁ . At the same time, closed flexible puffs 4, like stretched elements, have the stability of their spatial position and, therefore, can serve as elastic-resistant supports for a rigid beam-spacers 1 in the installation of struts 2.

Величина начального предварительного напряжения подбирается из условия обеспечения устойчивости сжато-изогнутой балки-распорки 1 при транспортировке и монтаже. The value of the initial prestressing is selected from the condition of ensuring the stability of the compressed-curved beam-spacers 1 during transportation and installation.

После установки шпренгельной фермы на оголовки опор 14 и монтажа замкнутых хомутов 11 производят натяжение анкерных связей 13 (например, завинчиванием концевых гаек тарировочными ключами) до величины N₂. При этом шпренгельная ферма подтягивается к оголовкам опор 14, а опорные звенья 8, установленные наклонно, поворачиваются относительно опорных шарниров 10 и через передаточные звенья 9 перемещают телескопические вкладыши 7 в наружную сторону (от центра шпренгельной фермы), что приводит к донапряжению замкнутых гибких затяжек 4 до величины N₃ (вторая стадия предварительного напряжения, при которой N₃>N₁). Вторая стадия предварительного напряжения необходима для обеспечения устойчивости сжато-изогнутой балки-распорки 1, а следовательно, и всей шпренгельной фермы, при приложении расчетных эксплуатационных нагрузок.After installing the truss truss on the ends of the supports 14 and installing the closed clamps 11, tension the anchor ties 13 (for example, by tightening the end nuts with calibration keys) to the value N ₂ . In this case, the truss truss is pulled up to the ends of the supports 14, and the support links 8, mounted obliquely, are rotated relative to the support hinges 10 and through the transmission links 9 they move the telescopic inserts 7 to the outside (from the center of the truss truss), which leads to an additional tension of the closed flexible puffs 4 to the value of N ₃ (the second stage of prestressing, at which N ₃ > N ₁ ). The second stage of prestressing is necessary to ensure the stability of the compressed-curved beam-spacers 1, and therefore the entire truss truss, with the application of the estimated operational loads.

В случае приложения нагрузок, превышающих по величине расчетные эксплуатационные, шпренгельная система саморегулирует усилия в своих элементах. Так, например, при приложении эксплуатационных нагрузок, вызывающих опорные реакции шпренгельной фермы, по величине превышающие начальное натяжение анкерных связей 13, т.е. при N₄>N₃, жесткая балка-распорка 1 сближается с оголовками опор 14, а шарнирные системы 6 поворачиваются и перемещают телескопические вкладыши 7, что вызывает появление в замкнутых гибких затяжках 4 дополнительных растягивающих усилий N₅>N₄.In case of application of loads exceeding the calculated operational ones, the truss system self-regulates the forces in its elements. So, for example, when operating loads are applied that cause supporting reactions of the truss truss, which are larger than the initial tension of anchor ties 13, i.e. when N ₄ > N ₃ , the rigid beam-spacer 1 approaches the heads of the supports 14, and the hinge systems 6 rotate and move the telescopic inserts 7, which causes the appearance of additional tensile forces N ₅ > N ₄ in closed flexible puffs.

Такое повышение растягивающих усилий в замкнутых гибких затяжках 4 обеспечивает невыключение их из работы и приводит к повышению их отпорности, что увеличивает устойчивость сжато-изогнутой балки-распорки 1, а следовательно, и всей шпренгельной фермы. Such an increase in tensile forces in closed flexible puffs 4 ensures that they are not disconnected from the work and leads to an increase in their resistance, which increases the stability of the compressed-curved beam-spacers 1, and therefore the entire truss truss.

К преимуществам предложенного технического решения относится увеличение устойчивости шпренгельной формы, а также возможность шпренгельной системы к саморегулированию усилий в ее элементах в зависимости от величины эксплуатационных нагрузок. The advantages of the proposed technical solution include an increase in the stability of the truss shape, as well as the possibility of the truss system to self-regulate the forces in its elements depending on the magnitude of the operating loads.

Технико-экономический эффект предложенного технического решения заключается в снижении материалоемкости до 8...12%. The technical and economic effect of the proposed technical solution is to reduce material consumption to 8 ... 12%.

Источники информации
1. А.С. СССР N 505779, М.кл² E 04 C 3/10. Пространственная предварительно напряженная шпренгельная ферма. Авторы: Ю.В. Гайдаров и др. Опубликовано в бюл. N 9, 1976 г.Sources of information
1. A.S. USSR N 505779, M.cl ² E 04 C 3/10. Spatial prestressed truss truss. Authors: Yu.V. Gaidarov et al. Published in bull. N 9, 1976

2. А.С. СССР N 614192, М.кл² E 04 C 3/08. Шпренгельная ферма. Авторы: М. П. Забродин и др. Опубликовано в бюл. N 25, 1978 г.2. A.S. USSR N 614192, M.cl ² E 04 C 3/08. Shprengelny farm. Authors: M.P. Zabrodin et al. Published in bull. N 25, 1978

3. Беленя Е.И. Предварительно напряженные несущие металлические конструкции. - М.: Стройиздат, 1975 (с. 104-107. рис. Ш.25, Ш.26). 3. Belena E.I. Pre-stressed load-bearing metal structures. - M .: Stroyizdat, 1975 (p. 104-107. Fig. Sh.25, Sh.26).

Claims

1. Truss truss, comprising a spacer beam, truss racks provided with guides at the ends, through which closed flexible puffs are passed, freely passing through curved guides at the ends of the spacer beams, characterized in that the supporting parts of the truss frame are made in the form of inclined hinge systems connected to the telescopic inserts of the spacer beam.

2. Truss truss according to claim 1, characterized in that the spacer beam is provided with support clamps with tensioning devices.