RU2661945C1

RU2661945C1 - Triangular trusses covering

Info

Publication number: RU2661945C1
Application number: RU2017134238A
Authority: RU
Inventors: Евгений Анатольевич Мелёхин; Светлана Валерьевна Фирцева
Original assignee: Евгений Анатольевич Мелёхин
Priority date: 2017-10-02
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2018-07-23

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to the field of construction, in particular to the covering of a building of triangular trusses. Covering contains triangular trusses, united by profiled flooring. Each truss includes the upper tubular belts of a pentagonal composite section made of channels and corners, and a lower belt of a tetrahedral composite section from unequal angles. All the waist corners are oriented with outsole and narrow shelves upwards. Deciduous grate is welded to the wide shelves of the lap sashes.

EFFECT: technical result is to increase the hardness of the covering.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, а более конкретно к строительным металлическим несущим конструкциям покрытий производственных и общественных зданий, и может быть использовано в качестве конструкций перекрытий, элементов комбинированных систем с возможностью подвески технологических устройств, грузоподъемных механизмов.The invention relates to the field of construction, and more particularly to building metal supporting structures for coatings of industrial and public buildings, and can be used as floor structures, elements of combined systems with the possibility of suspension of technological devices, hoisting mechanisms.

Из информационных источников известны устройства трехгранных ферм с трубчатыми поясами составного сечения и наклонной раскосной решеткой из одиночных равнополочных уголков с узловым стыковым примыканием. По верхним поясам ферм уложено беспрогонное кровельное покрытие на основе профилированного настила. В известном покрытии по патенту на изобретение RU №2188287, МПК Е04С 3/04; опубл. 27.08.2002, все пояса имеют пентагональное (пятигранное) сечение и выполнены каждый из жестко соединенных между собой швеллера и уголка. Раскосная решетка выполнена из одиночных уголков, прикрепленных торцами встык к полкам поясных уголков. Стенки швеллеров верхних поясов расположены вертикально, а стенка нижнего швеллера горизонтально. Верхние пояса объединены по полкам швеллеров профнастилом. За счет вертикальной ориентации стенок швеллеров верхних поясов повышается значение момента сопротивления и радиуса инерции пентагонального сечения. Недостатком данной конструкции является использование бесфасоночных узловых сопряжений со стыковым примыканием раскосов к граням поясов составного сечения, требующих подгонки и точности торцевой резки элементов раскосной решетки, что повышает трудоемкость изготовления.From information sources, devices of trihedral trusses with tubular belts of a composite section and an inclined diagonal lattice from single equal-angled corners with nodal butt abutment are known. An endless roof covering based on profiled flooring was laid in the upper truss belts. In the known coating according to the patent for the invention RU No. 2188287, IPC E04C 3/04; publ. 08/27/2002, all belts have a pentagonal (five-sided) section and each of them is rigidly connected to each other by a channel and a corner. The diagonal lattice is made of single corners attached end-to-end to the shelves of the waist corners. The walls of the upper channel channels are arranged vertically, and the wall of the lower channel is horizontal. The upper belts are combined along the shelves of the channels with corrugated board. Due to the vertical orientation of the upper channel channel walls, the value of the moment of resistance and the radius of inertia of the pentagonal section increases. The disadvantage of this design is the use of frameless nodal joints with the butt adjoining of the braces to the faces of the belts of a composite section, requiring adjustment and accuracy of the end cutting of the elements of the diagonal lattice, which increases the complexity of manufacturing.

Прототипом заявляемой конструкции покрытия является покрытие с поясами пятигранного трубчатого сечения, составленными из прокатного швеллера и прокатного равнополочного уголка, и наклонной раскосной решеткой из одиночных прокатных уголков с узловым примыканием внахлест по патенту RU №49859, МПК Е04С 3/04; опубл. 10.12.2005. Каждая пространственная трехгранная ферма состоит из одного нижнего и двух верхних поясов трубчатого пятигранного сечения, составленных из жестко соединенных между собой швеллеров и уголков. Полки раскосной решетки приварены непосредственно к полкам поясных уголков. Сечения всех трубчатых поясов имеют одинаковую ориентацию в пространстве, а именно стенки швеллеров расположены горизонтально, а обушки уголков направлены вниз. Конструкция по патенту RU №49859 технологична и обеспечивает жесткое сопряжение элементов. Однако использование в нижнем поясе трубчатого пятигранного составного стержня повышает расход металла.The prototype of the claimed coating design is a coating with five-sided tubular sections made up of a channel channel and a rolling equal-angle corner, and an inclined diagonal lattice of single rolling corners with nodal overlap according to patent RU No. 49859, IPC Е04С 3/04; publ. 12/10/2005. Each spatial trihedral truss consists of one lower and two upper belts of tubular pentagonal cross-section, composed of channels and corners rigidly interconnected. The shelves of the diagonal lattice are welded directly to the shelves of the waist corners. The sections of all tubular belts have the same spatial orientation, namely, the channel walls are horizontal and the corner lobes are directed downward. The design according to the patent RU No. 49859 is technologically advanced and provides a rigid pairing of elements. However, the use of a tubular pentahedral composite rod in the lower zone increases metal consumption.

Техническая проблема, решаемая изобретением, состоит в создании более жесткой и экономичной конструкции покрытия из трехгранных ферм.The technical problem solved by the invention is to create a more rigid and economical construction of the coating from trihedral trusses.

Технический результат заключается в повышении жесткости и несущей способности конструкции покрытия при низкой металлоемкости и сниженных габаритах.The technical result consists in increasing the rigidity and load-bearing capacity of the coating structure at low metal consumption and reduced dimensions.

В заявляемом покрытии из трехгранных ферм, которые, как и в прототипе, объединены кровельным профилированным настилом, каждая ферма включает два верхних и нижний трубчатые пояса. Верхние пояса имеют пятигранное сечение и выполнены из жестко соединенных между собой швеллеров и уголков. Как и в прототипе, раскосная решетка в трехгранной ферме заявляемого покрытия выполнена из одиночных уголков и приварена непосредственно на полках поясных уголков.In the claimed coating of trihedral trusses, which, as in the prototype, are combined by a profiled roofing, each truss includes two upper and lower tubular belts. The upper belts have a five-sided cross-section and are made of channels and corners rigidly interconnected. As in the prototype, the diagonal lattice in the trihedral truss of the claimed coating is made of single corners and welded directly on the shelves of the waist corners.

В отличие от прототипа стенки швеллеров верхних поясов каждой трехгранной фермы расположены вертикально, а нижний пояс выполнен четырехгранным из жестко соединенных между собой двух уголков. Одна из полок каждого поясного уголка фермы выполнена шире другой. Узкие полки всех уголков обращены вверх, а их обушки направлены наружу. Полки раскосной решетки в заявляемой трехгранной ферме размещены и приварены на широких полках поясных уголков.Unlike the prototype, the walls of the channels of the upper zones of each trihedral truss are vertically arranged, and the lower belt is made of tetrahedral from two angles rigidly connected to each other. One of the shelves of each waist corner of the farm is made wider than the other. The narrow shelves of all corners are facing up, and their pegs are directed outward. The shelves of the diagonal lattice in the inventive trihedral truss are placed and welded on the wide shelves of the waist corners.

Пространственное положение трубчатого составного профиля верхнего пояса с вертикальной ориентацией стенок швеллеров и ориентацией узких полок всех неравнополочных уголков вверх обеспечивает максимальное значение момента инерции сечения, что позволяет наиболее полно использовать материал, увеличивая несущую способность конструкции. Пространственное положение верхних поясных неравнополочных уголков с направлением обушков в разные стороны и узкими полками вверх и аналогичное положение нижних поясных неравнополочных уголков позволяет произвести компоновку более жесткой конструктивной системы трехгранной фермы и снизить габариты покрытия, поскольку раскосная решетка в таком положении лежит и приварена на широких полках поясных уголков. Уменьшение габарита дополнительно позволяет снизить материалоемкость конструкции за счет уменьшения длины раскосной решетки. В конечном итоге конструкция покрытия является более жесткой и экономичной в сравнении с прототипом.The spatial position of the tubular composite profile of the upper belt with the vertical orientation of the channel walls and the orientation of the narrow shelves of all unequal angles upward provides the maximum value of the moment of inertia of the section, which allows the most complete use of the material, increasing the carrying capacity of the structure. The spatial position of the upper waist unequal corners with the direction of the tabs in different directions and narrow shelves up and the similar position of the lower waist unequal corners allows for the layout of a more rigid structural system of a trihedral truss and to reduce the dimensions of the coating, since the diagonal lattice in this position lies and is welded onto the wide shelves of the waist corners. The reduction in size further reduces the material consumption of the structure by reducing the length of the diagonal lattice. Ultimately, the coating design is more rigid and economical in comparison with the prototype.

Заявляемое покрытие явным образом не следует из уровня техники. Среди известных технических решений покрытий из трехгранных ферм с поясами составного трубчатого сечения не обнаружено конструкций ферм с поясными неравнополочными уголками, направленных обушками в разные стороны и узкими полками вверх, с примыканием раскосных уголков внахлест к широким полкам поясных прокатных уголков.The inventive coating explicitly does not follow from the prior art. Among the well-known technical solutions for coatings from trihedral trusses with composite tubular section belts, no truss structures with waist unequal corners directed by the sides in opposite directions and narrow shelves upward, with diagonal corners overlapping the wide shelves of the waist rolling corners, were found.

Предлагаемая конструкция позволяет осуществить полное заводское изготовление и сборку трехгранной фермы, удобна при транспортировке и монтаже. Также возможно изготовление таких конструкций на оборудованной специальными кондукторами монтажной площадке. Таким образом, при сохранении и соблюдении всех необходимых рабочих параметров заявляемая конструкция требует в сравнении с прототипом меньших затрат на изготовление, обеспечивает простоту сборки, что в итоге приводит к снижению стоимости при увеличении жесткости конструкции.The proposed design allows for full factory manufacturing and assembly of a trihedral truss, convenient for transportation and installation. It is also possible to manufacture such structures at an installation site equipped with special conductors. Thus, while maintaining and observing all the necessary operating parameters, the claimed design requires, in comparison with the prototype, lower manufacturing costs, provides ease of assembly, which ultimately leads to lower costs while increasing the rigidity of the structure.

На фигуре 1 изображен общий вид покрытия из трехгранных ферм; на фигуре 2 изображен общий вид наклонной плоскости трехгранной фермы; на фигуре 3 - поперечный разрез трехгранной фермы.The figure 1 shows a General view of the coating of trihedral trusses; figure 2 shows a General view of the inclined plane of a trihedral truss; figure 3 is a cross section of a trihedral truss.

Трехгранная ферма содержит два верхних пояса 1, нижний пояс 2 и раскосную решетку 3. Верхний пояс 1 выполнен составным трубчатым сечением из прокатного швеллера и неравнополочного уголка при вертикальной ориентации стенки швеллера и узкой полки уголка вверх; нижний пояс 2 состоит из неравнополочных уголков с ориентацией обушков наружу в разные стороны и узкими полками вверх; раскосная решетка 3 - из одиночных уголков. Полки уголков раскосной решетки 3 закреплены непосредственно на полках поясных неравнополочных уголков (фиг. 3) посредством сварки внахлест. Верхние пояса трехгранных ферм в горизонтальной плоскости связаны сплошным кровельным профнастилом 4 (фиг. 1), который завершает формирование покрытия из трехгранных ферм.The trihedral truss contains two upper belts 1, a lower belt 2 and a diagonal grill 3. The upper belt 1 is made of a composite tubular section of a rolled channel and an unequal corner with a vertical orientation of the channel wall and a narrow corner shelf up; the lower belt 2 consists of unequal corners with the orientation of the tabs outward in different directions and narrow shelves up; diagonal lattice 3 - from single corners. The shelves of the corners of the diagonal lattice 3 are fixed directly to the shelves of the waist unequal corners (Fig. 3) by lap welding. The upper belts of trihedral trusses in the horizontal plane are connected by a continuous roofing corrugated board 4 (Fig. 1), which completes the formation of a coating of trihedral trusses.

Покрытие из трехгранных ферм может формироваться путем использования как одной, так и нескольких конструкций пространственных трехгранных ферм.Coverage from trihedral trusses can be formed by using one or several designs of spatial trihedral trusses.

Изготовление покрытия из трехгранных ферм производят следующим образом: швеллер и неравнополочный уголок стыкуют между собой продольными сварными швами и образуют трубчатые верхние пояса 1 пятигранного составного несимметричного сечения. Два верхних пояса 1 устанавливают с вертикальной ориентацией стенки швеллера и обушками поясных уголков в разные стороны наружу и узкими полками вверх (как показано на фиг. 3). Неравнополочные уголки нижнего пояса 2 ориентируют также обушками в разные стороны и узкими полками вверх. При этом полки швеллеров верхних поясов 1 служат опорами для кровельного профнастила, а наклон плоскостей широких полок поясных неравнополочных уголков составных пятигранных профилей 1 и четырехгранного профиля 2 вместе соответствуют образованию требуемым плоскостям элементов раскосной решетки 3 для осуществления примыкания внахлест. Полки уголков раскосной решетки 3 непосредственно укладывают на полки поясных уголков и приваривают. Образуется бесфасоночная пространственная трехгранная ферма заводской готовности. Бесфасоночные узлы сопряжения обеспечивают жесткость, уменьшают податливость узловых сопряжений и снижают общую деформативность конструкции. Эта ферма удобна при транспортировке: ее габариты и устройство позволяют перевозить одновременно несколько ферм за счет их укладки "елочкой" в транспортное средство. На монтажной площадке к верхним поясам пространственной фермы крепится профнастил 4, завершая формирование трехгранной пространственной фермы покрытия. Трехгранные фермы покрытия устанавливаются так, что между ними образуется свободное пространство, подлежащее перекрытию кровельным профнастилом 4.The manufacture of the coating from trihedral trusses is carried out as follows: the channel and unequal corner are joined together by longitudinal welds and form tubular upper belts 1 of a five-sided composite asymmetric section. The two upper belts 1 are installed with the vertical orientation of the channel wall and the edges of the waist angles in different directions outward and with narrow shelves up (as shown in Fig. 3). The unequal corners of the lower belt 2 are also oriented with the tabs in different directions and the narrow shelves up. At the same time, the shelves of the channels of the upper belts 1 serve as supports for the roofing corrugated board, and the inclination of the planes of the wide shelves of the waist unequal corners of the composite pentahedral profiles 1 and the tetrahedral profile 2 together correspond to the formation of the required planes of the elements of the diagonal lattice 3 for overlapping. The shelves of the corners of the diagonal lattice 3 are directly laid on the shelves of the waist corners and welded. A prefabricated spatial three-sided farm is formed. Frameless mating nodes provide rigidity, reduce the flexibility of nodal mates and reduce the overall deformability of the structure. This farm is convenient for transportation: its dimensions and device allow you to transport several farms at the same time due to their laying "herringbone" in the vehicle. On the installation site, corrugated board 4 is attached to the upper chords of the spatial truss, completing the formation of a trihedral spatial truss of the coating. The trihedral trusses of the coating are installed so that between them a free space is formed, which must be covered by roofing sheeting 4.

Покрытие из трехгранных ферм работает как пространственная стержневая система с неразрезными поясами и примыкающими раскосами. Верхний пояс 1 работает как сжато-изгибаемый стержень. Нижний пояс 2 работает как растянуто-изгибаемый стержень. Примыкающие раскосы решетки 3 работают на восприятие усилий растяжения или сжатия при изгибающих узловых моментах. Профнастил 4 работает на изгиб как однопролетная или многопролетная гофрированная пластина. Покрытие из трехгранных ферм отличается повышенной пространственной жесткостью, как на стадии монтажа, так и в условиях эксплуатации и является индустриальной и технологичной конструктивной формой.The coating of trihedral trusses works as a spatial core system with continuous belts and adjacent braces. The upper belt 1 acts as a compressed-bent rod. The lower belt 2 acts as a stretched-bent rod. The adjacent braces of the lattice 3 work on the perception of tensile or compressive forces at bending nodal moments. Decking 4 works on bending as a single-span or multi-span corrugated plate. The coating of trihedral trusses is characterized by increased spatial rigidity, both at the installation stage and in operating conditions, and is an industrial and technological constructive form.

Claims

Покрытие из трехгранных ферм, объединенных кровельным профилированным настилом, каждая из которых включает два верхних трубчатых пояса, выполненных из жестко соединенных между собой швеллеров и уголков, нижний трубчатый пояс и раскосную решетку из одиночных уголков, полки которых размещены и приварены непосредственно на полках поясных уголков, отличающееся тем, что стенки швеллеров верхних поясов расположены вертикально, а нижний пояс выполнен четырехгранным из жестко соединенных между собой двух уголков, причем одна из полок каждого поясного уголка фермы выполнена шире другой, их узкие полки обращены вверх, а обушки всех уголков направлены наружу, кроме этого полки раскосной решетки размещены и приварены на широких полках поясных уголков.A coating of trihedral trusses, united by a profiled roofing, each of which includes two upper tubular belts made of channels and angles rigidly interconnected, a lower tubular belt and a diagonal lattice of single angles, the shelves of which are placed and welded directly on the shelves of the waist corners, characterized in that the walls of the channels of the upper belts are arranged vertically, and the lower belt is made of tetrahedral from two angles rigidly connected to each other, one of the shelves of each the lap corner of the truss is made wider than the other, their narrow shelves are turned upwards, and the lugs of all the corners are directed outward, except that the shelves of the diagonal lattice are placed and welded on the wide shelves of the waist corners.