RU217299U1

RU217299U1 - DEVICE FOR INCREASING STABILITY OF VERTICAL STRUCTURE TO HORIZONTAL LOADS

Info

Publication number: RU217299U1
Application number: RU2022127772U
Authority: RU
Inventors: Юлия Андреевна Демихова
Original assignee: Юлия Андреевна Демихова
Filing date: 2022-10-26
Publication date: 2023-03-27

Abstract

Устройство относится к области наземного строительства, в частности, к держателям для столбов, а именно к устройствам для повышения устойчивости вертикальных конструкций к горизонтальным, в частности, ветровым нагрузкам. Устройство для повышения устойчивости вертикальной конструкции 1 к горизонтальным нагрузкам F включает расположенные друг над другом на расстоянии L N опоясывающих элементов 2, где N - натуральное целое число от 1 до N. N-1 опоясывающих элементов 2, кроме верхнего, снабжены боковыми плечами 3. Каждый n-ый опоясывающий элемент 2, где n - натуральное целое число от 1 до N, соединен раскосами 4 с боковыми плечами 3 (n-1)-го опоясывающего элемента 2. Угол α между вертикальной осью конструкции и раскосами 4 составляет от 20 до 70 градусов. Устройство также содержит, по меньшей мере, три дополнительных вертикальных жёстких опоры 5, соединенные с соответствующими боковыми плечами 3, при этом между двумя парами вертикальных опор 5, имеющих одну общую вертикальную опору 5′, установлены горизонтальные и наклонные - под углом к горизонтали от 1 до 70 градусов перемычки 6, образующие систему треугольников, при этом боковые плечи 3 опоясывающих элементов 2, раскосы 4 и перемычки 6 выполнены жёсткими. Плечи 3 опоясывающих элементов 2 могут быть расположены с погрешностью в пределах ± 10 градусов от горизонтали. 3 ил.

The device relates to the field of ground construction, in particular, to holders for poles, namely to devices for increasing the stability of vertical structures to horizontal, in particular, wind loads. The device for increasing the stability of the vertical structure 1 to horizontal loads F includes encircling elements 2 located one above the other at a distance LN, where N is a natural integer from 1 to N. N-1 encircling elements 2, except for the upper one, are equipped with side shoulders 3. Each The n-th encircling element 2, where n is a natural integer from 1 to N, is connected by braces 4 to the side arms 3 of the (n-1)-th encircling element 2. The angle α between the vertical axis of the structure and the braces 4 is from 20 to 70 degrees. The device also contains at least three additional vertical rigid supports 5 connected to the corresponding side arms 3, while between two pairs of vertical supports 5 having one common vertical support 5', horizontal and inclined are installed - at an angle to the horizontal from 1 up to 70 degrees jumpers 6, forming a system of triangles, while the side arms 3 encircling elements 2, braces 4 and jumpers 6 are made rigid. Shoulders 3 encircling elements 2 can be located with an error within ± 10 degrees from the horizontal. 3 ill.

Description

Устройство относится к области наземного строительства, в частности, к держателям для столбов, а именно к устройствам для повышения устойчивости вертикальных конструкций к горизонтальным, в частности, ветровым нагрузкам. The device relates to the field of ground construction, in particular, to holders for poles, namely to devices for increasing the stability of vertical structures to horizontal, in particular, wind loads.

Вертикальные конструкции, испытывая горизонтальные нагрузки, в частности, ветровые, склонны к усталостным деформациям и разрушению. Обычно это происходит на высоте нижней трети. Поскольку заменить конструкцию целиком зачастую не представляется возможным, используют различные способы ее усиления и поддержки. Vertical structures, experiencing horizontal loads, in particular, wind, are prone to fatigue deformation and destruction. This usually occurs at the height of the lower third. Since it is often not possible to replace the entire structure, various methods of strengthening and supporting it are used.

Традиционно, для закрепления конструкций в вертикальном положении используют либо оттяжки (подкосы), и тогда конструкция называется «мачта», либо массивный фундамент, и тогда конструкция называется «башня» или «вышка». В первом случае конструкция является «гибкой» и устойчива к горизонтальным нагрузкам за счет напряжения оттяжек. Во втором случае конструкция является «жесткой» и сопротивляется горизонтальным нагрузкам за счет устойчивости собственного материала к деформации. В первом случае проблема заключается в том, что оттяжка эффективна только в том случае, если угол между ней и закрепляемой конструкцией (верхний угол) составляет не менее 30 градусов; это значит, что минимальное расстояние от мачты, на котором оттяжка эффективно работает, составляет немногим более половины от высоты, на которой она закреплена. При том, что современные конструкции мачтового типа могут достигать 150 метров, эффективное расстояние до основания оттяжки может составлять около 50 метров, что не всегда осуществимо. Как следствие, опоры мачтового типа сильно ограничены по высоте либо прочности. Во втором случае повышение прочности конструкции осуществляют увеличением ее массогабаритных характеристик, что влечет соответствующее увеличение фундамента. Traditionally, to fix structures in a vertical position, either braces (struts) are used, in which case the structure is called a “mast”, or a massive foundation, in which case the structure is called a “tower” or “tower”. In the first case, the design is "flexible" and resistant to horizontal loads due to the tension of the guys. In the second case, the structure is “rigid” and resists horizontal loads due to the resistance of its own material to deformation. In the first case, the problem is that the guy is only effective if the angle between it and the structure to be fixed (upper corner) is at least 30 degrees; this means that the minimum distance from the mast at which the guy is effective is a little more than half the height at which it is attached. While modern mast-type structures can reach 150 meters, the effective distance to the guy base can be about 50 meters, which is not always feasible. As a consequence, mast-type supports are severely limited in height or strength. In the second case, the increase in the strength of the structure is carried out by increasing its weight and size characteristics, which entails a corresponding increase in the foundation.

Известен «Способ повышения несущей способности свайной опоры» (описание изобретения к патенту РФ №2619964; МПК: E02D37/00, дата публикации: 10.03.2016), включающий увеличение верхней опорной поверхности сваи посредством выемки вокруг укрепляемой сваи опоры в радиусе от 1,5 до 2,5 наружного диаметра сваи глубиной, равной толщине устраиваемого железобетонного слоя, в которой монтируют армирующий каркас, заливают выемку бетоном, устанавливают после затвердевания бетона металлическую опорную конструкцию с усиливающими ребрами, которую жестко соединяют с надземным участком сваи. Способ требует большого количества дополнительных стройматериалов и малоэффективен из-за заведомо небольшой высоты закрепления усиливающих ребер. Known " Method of increasing the bearing capacity of a pile support" (description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2619964; IPC: E02D37 / 00, publication date: 03/10/2016), including an increase in the upper bearing surface of the pile by means of a recess around the reinforced pile of the support in a radius of 1.5 up to 2.5 of the outer diameter of the pile with a depth equal to the thickness of the reinforced concrete layer being installed, in which the reinforcing frame is mounted, the recess is poured with concrete, after the concrete has hardened, a metal support structure with reinforcing ribs is installed, which is rigidly connected to the above-ground section of the pile. The method requires a large amount of additional building materials and is ineffective due to the deliberately low height of reinforcing ribs.

Известен «Способ усиления опоры линии электропередачи» (описание изобретения к патенту РФ №2435917; МПК: E04H 12/00, E02D 27/42, дата публикации: 25.06.2010), включающий оттяжки или подкосы, которые крепят к хомуту, расположенному выше ослабленной зоны опоры, и к винтовым сваям, заглубленным в грунт, а хомут устанавливают с упругой кольцевой прокладкой между ним и опорой. Поскольку эффективное расстояние от усиливаемой опоры до вспомогательной составляет не менее 50% высоты закрепления хомута, то данный способ либо требует достаточно большого пространства для размещения оттяжек, что не всегда возможно, либо ограничен по высоте закрепления хомута.Famous"The method of strengthening the transmission line pylon "(description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2435917; IPC: E04H 12/00, E02D 27/42, publication date: 06/25/2010), including braces or struts that are attached to the clamp located above the weakened support zone, and to screw piles buried in the ground, and the clamp is installed with an elastic ring gasket between it and the support. Since the effective distance from the reinforced support to the auxiliary one is at least 50% of the clamp fixing height, this method either requires a sufficiently large space for placing braces, which is not always possible, or is limited in clamp fixing height.

Известно также «Устройство для повышения устойчивости вертикальной конструкции к горизонтальным нагрузкам» (описание полезной модели к патенту РФ №190430; МПК: E04H 12/22, дата публикации: 01.07.2019), включающее дополнительную опору, первый опоясывающий элемент и соединяющие их косые тяги, отличающееся тем, что в него дополнительно включены расположенные друг над другом на расстоянии L N опоясывающих элементов, где N - натуральное целое число от 1 до N, при этом первый опоясывающий элемент и N-1 дополнительных опоясывающих элементов, кроме верхнего, снабжены боковыми плечами, каждый n-ый опоясывающий элемент, где n - натуральное целое число от 1 до N, соединен косыми тягами с боковыми плечами (n-1)-го опоясывающего элемента, боковые плечи опоясывающих элементов последовательно соединены тягами с боковыми плечами опоясывающих элементов, расположенных ниже, причем боковые плечи первого опоясывающего элемента закреплены посредством прямых тяг на дополнительной опоре, а угол α между вертикальной осью конструкции и косыми тягами составляет от 20 до 70 градусов.It is also known " Device for increasing the stability of a vertical structure to horizontal loads" (description of a utility model to the patent of the Russian Federation No. 190430; IPC: E04H 12/22, publication date: 07/01/2019), including an additional support, the first girdle element and oblique rods connecting them , characterized in that it additionally includes encircling elements located one above the other at a distance LN, where N is a natural integer from 1 to N, while the first encircling element and N-1 additional encircling elements, except for the upper one, are provided with side shoulders, each n-th girdle element, where n is a natural integer from 1 to N, is connected by oblique rods to the side arms of the (n-1)-th girdle element, the side arms of the girdle elements are connected in series by rods to the lateral arms of the girdle elements located below, moreover, the lateral arms of the first encircling element are fixed by means of direct rods on an additional support, and the angle α between the verti the main axis of the structure and oblique rods is from 20 to 70 degrees.

Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является повышение сопротивляемости вертикальных конструкций к горизонтальным, в основном, ветровым нагрузкам при минимальном расстоянии до дополнительных вертикальных опор от центральной оси конструкции, что особенно важно в сложных ландшафтных условиях, на пересеченной местности и в труднодоступных местах. The technical problem solved by the proposed utility model is to increase the resistance of vertical structures to horizontal, mainly wind loads with a minimum distance to additional vertical supports from the central axis of the structure, which is especially important in difficult landscape conditions, on rough terrain and in hard-to-reach places.

Техническую задачу решают за счет того, что устройство для повышения устойчивости вертикальной конструкции к горизонтальным нагрузкам, включающее, расположенные друг над другом на расстоянии L N опоясывающих элементов, где N - натуральное целое число от 1 до N, причём N-1 опоясывающих элементов, кроме верхнего, снабжены боковыми плечами, каждый n-ый опоясывающий элемент, где n - натуральное целое число от 1 до N, соединен раскосами с боковыми плечами (n-1)-го опоясывающего элемента, расположенного ниже, а угол α между вертикальной осью конструкции и раскосами составляет от 20 до 70 градусов, дополнительно снабжено, по меньшей мере, тремя вертикальными жёсткими опорами, соединенными с соответствующими боковыми плечами, при этом между двумя парами вертикальных опор, имеющих одну общую вертикальную опору, установлены горизонтальные и наклонные - под углом к горизонтали от 1 до 70 градусов перемычки, образующие систему треугольников, а боковые плечи опоясывающих элементов, раскосы и перемычки выполнены жёсткими. The technical problem is solved due to the fact that a device for increasing the stability of a vertical structure to horizontal loads, including encircling elements located one above the other at a distance LN, where N is a natural integer from 1 to N, with N-1 encircling elements, except for the upper , equipped with side arms, each n-th encircling element, where n is a natural integer from 1 to N, is connected by braces to the lateral arms of the (n-1)-th encircling element located below, and the angle α between the vertical axis of the structure and the braces ranges from 20 to 70 degrees, additionally equipped with at least three vertical rigid supports connected to the corresponding side arms, while between two pairs of vertical supports having one common vertical support, horizontal and inclined ones are installed - at an angle to the horizontal from 1 up to 70 degrees of lintels forming a system of triangles, and the side arms of the encircling elements, braces and lintels ki are made rigid.

Решение технической задачи происходит за счет формирования устройства в виде охватывающих конструкцию совокупности треугольников, образованных самой вертикальной конструкцией, дополнительными вертикальными опорами, плечами опоясывающих элементов, и косыми тягами, являющихся «жесткими» фигурами. При этом полученное устройство придает вертикальной конструкции устойчивость, передавая момент нагрузки с любой точки усиленной конструкции на дополнительные вертикальные опоры. The solution of the technical problem occurs due to the formation of the device in the form of a set of triangles covering the structure, formed by the vertical structure itself, additional vertical supports, shoulders of encircling elements, and oblique rods, which are "rigid" figures. At the same time, the resulting device imparts stability to the vertical structure, transferring the load moment from any point of the reinforced structure to additional vertical supports.

На фиг.1 показан общий вид вертикальной конструкции и устройства для повышения его устойчивости.Figure 1 shows a General view of the vertical structure and devices to increase its stability.

На фиг.2 приведено схематическое изображение элементов устройства, выполненных между вертикальной конструкцией и дополнительными вертикальными опорами.Figure 2 shows a schematic representation of the elements of the device, made between the vertical structure and additional vertical supports.

На фиг.3 приведен один из вариантов установки перемычек между дополнительными вертикальными опорами.Figure 3 shows one of the options for installing jumpers between additional vertical supports.

Устройство для повышения устойчивости вертикальной конструкции 1 к горизонтальным нагрузкам F включает расположенные друг над другом на расстоянии L N опоясывающих элементов 2, где N - натуральное целое число от 1 до N. N-1 опоясывающих элементов 2, кроме верхнего, снабжены боковыми плечами 3. Каждый n-ый опоясывающий элемент 2, где n - натуральное целое число от 1 до N, соединен раскосами 4 с боковыми плечами 3 (n-1)-го опоясывающего элемента 2. Угол α между вертикальной осью конструкции и раскосами 4 составляет от 20 до 70 градусов. Устройство также содержит, по меньшей мере, три дополнительных вертикальных жёстких опоры 5, соединенные с соответствующими боковыми плечами 3, при этом между двумя парами вертикальных опор 5, имеющих одну общую вертикальную опору 5′, установлены горизонтальные и наклонные - под углом к горизонтали от 1 до 70 градусов перемычки 6, образующие систему треугольников, при этом боковые плечи 3 опоясывающих элементов 2, раскосы 4 и перемычки 6 выполнены жёсткими. Плечи 3 опоясывающих элементов 2 могут быть расположены с погрешностью в пределах ± 10 градусов от горизонтали. The device for increasing the stability of the vertical structure 1 to horizontal loads F includes located one above the other at a distance L N encircling elements 2, where N is a natural integer from 1 to N. N-1 encircling elements 2, except for the upper one, are provided with side shoulders 3. Each n-th encircling element 2, where n is a natural integer from 1 to N, is connected by braces 4 to the side shoulders 3 of the (n-1)-th encircling element 2. The angle α between the vertical axis of the structure and the braces 4 is from 20 to 70 degrees. The device also contains at least three additional vertical rigid supports 5 connected to the corresponding side arms 3, while between two pairs of vertical supports 5 having one common vertical support 5', horizontal and inclined are installed - at an angle to the horizontal from 1 up to 70 degrees jumpers 6, forming a system of triangles, while the side arms 3 encircling elements 2, braces 4 and jumpers 6 are made rigid. Shoulders 3 encircling elements 2 can be located with an error within ± 10 degrees from the horizontal.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является возможность увеличения сопротивления вертикальных конструкций к ветровым нагрузкам в сложных ландшафтных условиях, на пересеченной местности и в труднодоступных местах, за счет установки дополнительных вертикальных опор в количестве не менее трёх на достаточно близком расстоянии от основания конструкции. При этом не требуется доставка большого количества дополнительных стройматериалов, поскольку в каждом случае дополнительные опоры могут быть выполнены в соответствии с текущими условиями. Кроме того, пространство между вертикальными опорами не соединённых перемычками может быть использовано для доступа к оборудованию, установленному в верхней части конструкции.The technical result of the proposed utility model is the possibility of increasing the resistance of vertical structures to wind loads in difficult landscape conditions, on rough terrain and in hard-to-reach places, by installing additional vertical supports in the amount of at least three at a fairly close distance from the base of the structure. This does not require the delivery of a large number of additional building materials, since in each case additional supports can be made in accordance with current conditions. In addition, the space between the vertical supports that are not connected by jumpers can be used to access equipment installed at the top of the structure.

Claims

A device for increasing the stability of a vertical structure to horizontal loads, including located one above the other at a distance L N encircling elements, where N is a natural integer from 1 to N, and N-1 encircling elements, except for the upper one, are equipped with side arms, each n-th girdle element, where n is a natural integer from 1 to N, is connected by braces to the side arms of the (n-1)th girdle element, and the angle α between the vertical axis of the structure and the braces is from 20 to 70 degrees, characterized in that it additionally equipped with at least three vertical rigid supports connected to the corresponding side arms, while between two pairs of vertical supports having one common vertical support, horizontal and inclined - at an angle to the horizontal from 1 to 70 degrees - jumpers forming a system triangles, and the braces, side arms of the encircling elements and lintels are made rigid.