Заполненный бетоном трубчатый элемент фермы и ферменная конструкция - RU2651717C1
Код документа: RU2651717C1
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к заполненному бетоном трубчатому элементу фермы и ферменной конструкции, которая способна выдерживать значительную нагрузку, приложенную к ней, без возникновения потери устойчивости после приложения к ней сжимающего усилия и соответствующего распределения и передачи растягивающих усилий, действующих на соединительные пластины, на стальной трубчатый корпус под воздействием на нее растягивающих усилий, чтобы обеспечить постепенную передачу напряжения на узлы.
Уровень техники
Ферменная конструкция содержит каркас, выполненный путем соединения продолговатых линейных элементов, таких как стальные элементы, друг с другом в форме треугольника при помощи штифтовых соединений, и, соответственно, ферменная конструкция выдерживает заданную нагрузку за счет сжатия или растяжения соответствующих элементов (см. фиг. 1).
Ферменная конструкция выдерживает заданную нагрузку за счет ее осевого усилия и, соответственно, ферменная конструкция характеризуется относительно высокой прочностью, даже в случае небольшого количества используемых стальных элементов. Таким образом, ферменная конструкция характеризуется малым весом, а также выдерживает относительно высокую нагрузку, поэтому ее используют в несущей конструкции крыши длинномерного сооружения, пролетном строении моста и т. п.
Ферменная конструкция A в целом содержит элементы T1 верхнего пояса, элементы T2 нижнего пояса и диагональные элементы T3, соединяющие элементы T1 верхнего пояса и элементы T2 нижнего пояса друг с другом, как показано на фиг. 1, причем стальные элементы ферменной конструкции A в целом характеризуются малым весом, поскольку они имеют полые внутренние части.
В этом случае стальные элементы характеризуются достаточной прочностью, чтобы выдерживать растягивающие усилия, но при приложении сжимающих усилий к стальным элементам стальные элементы могут так потерять устойчивость, что их поперечное сечение не сможет в полной мере проявить прочностные свойства.
Для повышения прочности стальных элементов на данный момент можно увеличить поперечные сечения стальных элементов, но в таком случае их монтаж усложняется, а также возрастают расходы на их монтаж, что экономически невыгодно с точки зрения продолжительности и стоимости монтажа.
Кроме того, под воздействием растягивающего усилия на элемент фермы напряжение локально концентрируется на сцепленных частях между концевыми частями соседнего с ним элемента фермы и его соединительными пластинами, что лишает возможности нормальной передачи нагрузки на элемент фермы.
Документ известного уровня техники
Патентный документ
(Патентный документ 1) KR10-0929011 B1
Описание
Техническая задача
Соответственно, настоящее изобретение было разработано с учетом вышеуказанных проблем, имеющих место в уровне техники, причем целью настоящего изобретения является предоставление заполненного бетоном трубчатого элемента фермы и ферменной конструкции, которая способна выдерживать значительную нагрузку, приложенную к ней, без возникновения потери устойчивости после приложения к ней сжимающего усилия.
Другой целью настоящего изобретения является предоставление заполненного бетоном трубчатого элемента фермы и ферменной конструкции, которая способна соответствующим образом распределять и передавать растягивающие усилия, действующие на соединительные пластины, на стальной трубчатый корпус под воздействием на нее растягивающих усилий, чтобы обеспечить постепенную передачу напряжения на узлы между смежными элементами фермы.
Техническое решение
Для достижения вышеуказанных целей согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается заполненный бетоном трубчатый элемент фермы, содержащий: полый стальной трубчатый корпус; заполнитель для заполнения внутренней части стального трубчатого корпуса; соединительные пластины, выступающие наружу от центров обеих концевых частей стального трубчатого корпуса; крепежные пластины, выполненные как единое целое с соединительными пластинами и проходящие от них таким образом, что их можно вставить в стальной трубчатый корпус и, таким образом, закрепить во внутренней части заполнителя; торцевые пластины, расположенные на левой и правой сторонах каждой соединительной пластины для закрытия концевых частей стального трубчатого корпуса; и элемент передачи нагрузки, выполненный с возможностью соединения крепежной пластины одной стороны и крепежной пластины другой стороны друг с другом, причем к его наружной периферийной поверхности присоединены третьи сдвиговые соединители.
Согласно настоящему изобретению предпочтительно каждая крепежная пластина присоединена к первому сдвиговому соединителю, причем первый сдвиговый соединитель заделан в заполнитель.
Согласно настоящему изобретению предпочтительно первый сдвиговый соединитель проходит через стальной трубчатый корпус и каждую крепежную пластину с возможностью присоединения к ним.
Согласно настоящему изобретению предпочтительно заполненный бетоном трубчатый элемент фермы дополнительно содержит второй сдвиговый соединитель, проходящий через стальной трубчатый корпус таким образом, что он заделан в заполнитель.
Согласно настоящему изобретению предпочтительно каждая крепежная пластина содержит стыковочные пластины, присоединенные к ее обеим боковым поверхностям таким образом, что она расположена на заданном расстоянии от них, причем элемент передачи нагрузки присоединен к каждой стыковочной пластине.
Для достижения вышеуказанных целей согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается ферменная конструкция, содержащая: элементы верхнего пояса; элементы нижнего пояса; и диагональные элементы, присоединенные между элементами верхнего пояса и элементами нижнего пояса, причем диагональные элементы представляют собой элемент фермы согласно настоящему изобретению, при этом по меньшей мере один или более элементов верхнего пояса и элементов нижнего пояса содержат: полый стальной трубчатый корпус; заполнитель для заполнения внутренней части стального трубчатого корпуса; пару торцевых пластин, выполненных с возможностью закрытия каждой из обеих концевых частей стального трубчатого корпуса; и элементы передачи нагрузки, заделанные в заполнитель внутренней части стального трубчатого корпуса таким образом, что они присоединены к паре торцевых пластин на его обеих концевых частях.
Преимущественные эффекты
Согласно настоящему изобретению предлагается заполненный бетоном трубчатый элемент фермы и ферменная конструкция, причем крепежные пластины, выполненные как единое целое с соединительными пластинами, расположенными на узлах элемента фермы, проходят во внутреннюю часть стального трубчатого корпуса и, таким образом, выполнены как единое целое с заполнителем. Соответственно, напряжение, действующее на соединительные пластины, передается на концевые части стального трубчатого корпуса через торцевые пластины, а также распределяется по заданным секциям стального трубчатого корпуса и заполнителя посредством крепежных пластин.
Когда к элементу фермы согласно настоящему изобретению приложено сжимающее усилие, соответственно, элемент фермы может выдерживать значительную нагрузку за счет совместной работы стального трубчатого корпуса и заполнителя без возникновения потери устойчивости.
Более того, если к элементу фермы согласно настоящему изобретению приложено растягивающее усилие, то растягивающие усилия, воздействующие на соединительные пластины, равномерно распределяются и передаются на стальной трубчатый корпус, при этом устраняется проблема, связанная с концентрацией напряжений, характерная для существующих элементов фермы.
Описание графических материалов
На фиг. 1 представлен вид спереди, на котором показана ферменная конструкция в целом.
На фиг. 2 представлен вид в перспективе, на котором показан заполненный бетоном трубчатый элемент фермы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3a и 3b представлены виды в перспективе, на которых показан процесс соединения крепежной пластины и стального трубчатого корпуса элемента фермы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4 представлен вид в перспективе, на котором показана заполненная бетоном труба согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 5 представлен вид в продольном сечении, на котором показан пример первого сдвигового соединителя элемента фермы согласно настоящему изобретению.
На фиг. 6 представлен вид в продольном сечении, на котором показан другой пример первого сдвигового соединителя элемента фермы согласно настоящему изобретению.
На фиг. 7a–7d представлены виды в поперечном сечении, на которых показаны различные примеры второго сдвигового соединителя элемента фермы согласно настоящему изобретению.
На фиг. 8 представлен вид в перспективе, на котором показан заполненный бетоном трубчатый элемент фермы согласно настоящему изобретению, в котором предусмотрен элемент передачи нагрузки.
На фиг. 9a–9c представлены виды в поперечном сечении, на которых показаны различные примеры элемента передачи нагрузки заполненного бетоном трубчатого элемента фермы согласно настоящему изобретению.
На фиг. 10 представлен вид в перспективе, на котором показаны элементы передачи нагрузки, присоединенные к стыковочной пластине заполненного бетоном трубчатого элемента фермы согласно настоящему изобретению.
На фиг. 11a и 11b представлены виды в перспективе, на которых показаны примеры элемента передачи нагрузки, к которому присоединены третьи сдвиговые соединители.
На фиг. 12a и 12b представлены боковой разрез и вид в поперечном сечении, на которых показан элемент верхнего или нижнего пояса ферменной конструкции согласно настоящему изобретению.
Вариант осуществления изобретения
Приведенное далее пояснение предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения будет изложено подробно со ссылкой на прилагаемые графические материалы.
На фиг. 2 представлен вид в перспективе, на котором показан заполненный бетоном трубчатый элемент фермы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, на фиг. 3a и 3b представлены виды в перспективе, на которых показан процесс соединения крепежной пластины и стального трубчатого корпуса элемента фермы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, и на фиг. 4 представлен вид в перспективе, на котором показан заполненный бетоном трубчатый элемент фермы согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 2–4, заполненный бетоном трубчатый элемент фермы согласно первому и второму вариантам осуществления настоящего изобретения содержит: полый стальной трубчатый корпус 1; заполнитель 2 для заполнения внутренней части стального трубчатого корпуса 1; соединительные пластины 3 и 3’, выступающие наружу от центров обеих концевых частей стального трубчатого корпуса 1; крепежные пластины 4 и 4’, выполненные как единое целое с соединительными пластинами 3 и 3’ и проходящие от них таким образом, что их можно вставить в стальной трубчатый корпус 1 и, таким образом, закрепить во внутренней части заполнителя 2; торцевые пластины 5, расположенные на левой и правой сторонах каждой соединительной пластины 3 для закрытия концевых частей стального трубчатого корпуса 1; и элемент 6 передачи нагрузки, выполненный с возможностью соединения крепежной пластины 4 одной стороны и крепежной пластины 4’ другой стороны друг с другом, причем к его наружной периферийной поверхности присоединены третьи сдвиговые соединители S3.
Стальной трубчатый корпус 1 может иметь различные формы поперечного сечения, например круглую, квадратную и т. д.
Во внутренней части стального трубчатого корпуса 1 образовано пространство заданного размера, которое заполнено заполнителем 2.
Заполнитель 2 может включать бетон, безусадочный строительный раствор и т. п.
В частности, стальной трубчатый корпус 1, используемый в качестве элемента фермы, имеет небольшие размеры поперечного сечения, и, соответственно, более предпочтительно в качестве заполнителя 2 применяется безусадочный строительный раствор.
Заполнитель 2 нагнетают в стальной трубчатый корпус 1 с концевой части одной стороны стального трубчатого корпуса 1. В этом случае торцевые пластины 5, как будет описано позже, приваривают к стальному трубчатому корпусу 1 после нагнетания заполнителя 2, закрывая таким образом концевые части стального трубчатого корпуса 1.
Кроме того, как показано на фиг. 4, торцевые пластины 5 сначала присоединяют к концевым частям стального трубчатого корпуса 1, а затем нагнетают заполнитель 2 в стальной трубчатый корпус 1 через отверстие 12 для нагнетания, выполненное на одной боковой поверхности стального трубчатого корпуса 1. В этом случае отверстие 13 для выхода воздуха дополнительно выполнено на одной боковой поверхности стального трубчатого корпуса 1 для выпуска наружу воздуха, образовавшегося в стальном трубчатом корпусе 1, тем самым обеспечивая плотное заполнение стального трубчатого корпуса 1 заполнителем 2.
Согласно настоящему изобретению заполненный бетоном трубчатый элемент фермы характеризуется превосходными прочностными, жесткостными, деформационными и прочими свойствами за счет совместной работы стального трубчатого корпуса 1 и заполнителя 2.
То есть, когда к заполненному бетоном трубчатому элементу фермы согласно настоящему изобретению приложено сжимающее усилие, стальной трубчатый корпус 1 и заполнитель 2 характеризуются сопротивлением сжимающему усилию. В частности, заполнитель 2 заключен в стальном трубчатом корпусе 1, вследствие чего прочность на сжатие и деформируемость заполнителя 2 значительно повышаются. Соответственно, стальной трубчатый корпус 1 препятствует возникновению потери местной устойчивости.
Кроме того, огнестойкость заполненного бетоном трубчатого элемента фермы согласно настоящему изобретению может быть улучшена за счет теплоемкости заполнителя 2, заполняющего стальной трубчатый корпус 1.
Соединительные пластины 3 и 3’ выступают наружу от обеих концевых частей стального трубчатого корпуса 1.
Соединительные пластины 3 и 3’ выполнены на центрах обеих концевых частей стального трубчатого корпуса 1 и, как показано на фиг. 2, они присоединены к центрам обеих концевых частей стального трубчатого корпуса 1, имеющего квадратное поперечное сечение.
Соединительные пластины 3 и 3’ представляют собой части, с помощью которых элемент фермы одной стороны присоединен к элементу фермы другой стороны на узлах элементов фермы для передачи нагрузки между смежными элементами фермы на стальной трубчатый корпус 1.
Соединительные пластины 3 и 3’ элемента фермы содержат множество сквозных отверстий, заранее выполненных в них, таким образом, их можно присоединить при помощи болтов к соединительным пластинам 3 и 3’ элемента фермы, смежного с данным элементом фермы.
Крепежные пластины 4 и 4’ выполнены как единое целое с соединительными пластинами 3 и 3’ и проходят от них таким образом, что их можно вставить в стальной трубчатый корпус 1.
Затем крепежные пластины 4 и 4’ закрепляют во внутренней части заполнителя 2, заполняющего внутреннюю часть стального трубчатого корпуса 1.
Как показано на фиг. 2, ширина каждой крепежной пластины равна внутреннему диаметру стального трубчатого корпуса 1, и обе концевые части каждой крепежной пластины присоединены к внутренней поверхности стального трубчатого корпуса 1 посредством сварки.
Более того, как показано на фиг. 3a и 3b, ширина каждой крепежной пластины несколько больше ширины стального трубчатого корпуса 1, причем на обеих сторонах каждой концевой части стального трубчатого корпуса 1 выполнены прорези для образования частей 11 с прорезями. После этого крепежные пластины 4 и 4’ вставляют в части 11 с прорезями и приваривают к стальному трубчатому корпусу 1.
В этом случае приваривание крепежных пластин 4 и 4’ к стальному трубчатому корпусу 1 осуществляют за пределами стального трубчатого корпуса 1, тем самым позволяя рабочему выполнять сварку удобным для него образом.
Торцевые пластины 5 расположены на левой и правой сторонах каждой соединительной пластины 3 для закрытия концевых частей стального трубчатого корпуса 1.
Торцевые пластины 5 присоединены к соединительным поверхностям концевых частей стального трубчатого корпуса 1 посредством сварки.
Согласно настоящему изобретению крепежные пластины 4 и 4’, которые выполнены как единое целое с соединительными пластинами 3 и 3’ и проходят от них в качестве узлов элемента фермы, проходят во внутреннюю часть стального трубчатого корпуса 1. Кроме того, концевые части обеих сторон крепежных пластин 4 и 4’ присоединены к стальному трубчатому корпусу 1, и обе их боковые поверхности прикреплены к внутренней части заполнителя 2.
Соответственно, напряжение, действующее на соединительные пластины 3 и 3’, передается на концевые части стального трубчатого корпуса 1 через торцевые пластины 5, а также распределяется по заданным секциям стального трубчатого корпуса 1 и заполнителя 2 посредством крепежных пластин 4 и 4’.
Когда к заполненному бетоном трубчатому элементу фермы согласно настоящему изобретению приложено сжимающее усилие, соответственно, заполненный бетоном трубчатый элемент фермы может выдерживать значительную нагрузку без возникновения потери устойчивости и, если к заполненному бетоном трубчатому элементу фермы согласно настоящему изобретению приложено растягивающее усилие, растягивающие усилия, действующие на соединительные пластины 3 и 3’, равномерно распределяются и передаются на стальной трубчатый корпус 1, тем самым обеспечивая постепенную передачу напряжения на узлы.
На фиг. 5 представлен вид в продольном сечении, на котором показан пример первого сдвигового соединителя элемента фермы согласно настоящему изобретению.
Как показано на фиг. 5, первый сдвиговый соединитель S1 заделан в заполнитель 2 таким образом, что он присоединен к каждой крепежной пластине.
В этом случае множество первых сдвиговых соединителей S1 присоединено к обеим боковым поверхностям крепежной пластины 4.
Первые сдвиговые соединители S1 прикреплены к внутренней части заполнителя 2 для передачи осевого усилия каждой соединительной пластины заполнителю 2, заполняющему внутреннюю часть стального трубчатого корпуса 1.
На фиг. 6 представлен вид в продольном сечении, на котором показан другой пример первого сдвигового соединителя элемента фермы согласно настоящему изобретению.
Как показано на фиг. 6, первый сдвиговый соединитель S1 проходит через стальной трубчатый корпус 1 и крепежную пластину 4 с возможностью присоединения к ним.
Первый сдвиговый соединитель S1 выполнен с возможностью соединения крепежной пластины 4 и стального трубчатого корпуса 1 друг с другом с образованием единой детали, а также передачи осевого усилия, переданного крепежной пластине 4, на боковые поверхности стального трубчатого корпуса 1.
Поскольку нагрузка передается распределенным образом, соответственно, концентрация напряжений, возникающая на соединенной части между соединительной пластиной 3 и стальным трубчатым корпусом 1, может быть уменьшена.
Первый сдвиговый соединитель S1 может представлять собой болт, проходящий последовательно через одну боковую поверхность стального трубчатого корпуса 1, крепежную пластину 4 и другую боковую поверхность стального трубчатого корпуса 1.
Гайки, соединенные с головкой и стержнем болта, соединены с возможностью контакта с боковыми поверхностями стального трубчатого корпуса 1, тем самым предотвращая вытекание наружу заполнителя 2, заполняющего внутреннюю часть стального трубчатого корпуса 1.
Чтобы обеспечить возможность прохождения первого сдвигового соединителя S1 через крепежную пластину 4 и стальной трубчатый корпус 1, сначала заранее выполняют сквозные отверстия под болт в соответствующих положениях на одной боковой поверхности стального трубчатого корпуса 1, крепежной пластине 4 и другой боковой поверхности стального трубчатого корпуса 1.
На фиг. 7a–7d представлены виды в поперечном сечении, на которых показаны различные примеры второго сдвигового соединителя элемента фермы согласно настоящему изобретению.
Как показано на фиг. 7а–7d, второй сдвиговый соединитель S2 дополнительно предусмотрен таким образом, что он проходит через стальной трубчатый корпус 1, и, таким образом, заделан в заполнитель 2.
Цельное выполнение стального трубчатого корпуса 1 и заполнителя 2 может быть улучшено посредством формирования второго сдвигового соединителя S2.
Как показано на фиг. 7a–7c, второй сдвиговый соединитель S2 выполнен в виде болта, заклепки или стального стержня, который проходит через обе лицевые боковые поверхности стального трубчатого корпуса 1 и, таким образом, он заделан в заполнитель 2.
В ином случае, как показано на фиг. 7d, второй сдвиговый соединитель S2 выполнен в виде винтов, проходящих через обе боковые поверхности стального трубчатого корпуса 1 таким образом, что он заделан в заполнитель 2 своими концевыми частями.
Второй сдвиговый соединитель S2 соединен с возможностью контакта с обеими боковыми поверхностями стального трубчатого корпуса 1.
Чтобы обеспечить возможность прохождения второго сдвигового соединителя S2 через стальной трубчатый корпус 1, соответственно, заранее выполняют сквозные отверстия на обеих боковых поверхностях стального трубчатого корпуса 1.
На фиг. 8 представлен вид в перспективе, на котором показан заполненный бетоном трубчатый элемент фермы согласно настоящему изобретению, в котором предусмотрен элемент передачи нагрузки, и на фиг. 9a–9c представлены виды в поперечном сечении, на которых показаны различные примеры элемента передачи нагрузки заполненного бетоном трубчатого элемента фермы согласно настоящему изобретению.
Как показано на фиг. 8, элемент 6 передачи нагрузки соединяет крепежную пластину 4 одной стороны и крепежную пластину 4’ другой стороны друг с другом.
Соединительные пластины 3 и 3’ на обоих концах стального трубчатого корпуса 1 соединены друг с другом посредством элемента 6 передачи нагрузки, вследствие чего нагрузка крепежной пластины 4 одной стороны передается непосредственно на крепежную пластину 4’ другой стороны через стальной трубчатый корпус 1.
Элемент 6 передачи нагрузки выполнен из элемента в форме стержня, такого как стальной стержень.
Элемент 6 передачи нагрузки присоединен к одной стороне или обеим сторонам каждой крепежной пластины посредством сварки.
Различные примеры элемента 6 передачи нагрузки показаны на фиг. 9a–9с.
Как показано на фиг. 8 и 9a, элемент 6 передачи нагрузки размещен на одной боковой поверхности крепежной пластины 4 посредством сварки, и, как показано на фиг. 9b, кроме того, множество элементов 6 передачи нагрузки размещено на обеих боковых поверхностях крепежной пластины 4 посредством сварки.
В ином случае, как показано на фиг. 9c, множество элементов 6 передачи нагрузки разнесены друг от друга на одной боковой поверхности или обеих боковых поверхностях крепежной пластины 4.
На фиг. 10 представлен вид в перспективе, на котором показан элемент передачи нагрузки, присоединенный к стыковочной пластине заполненного бетоном трубчатого элемента фермы согласно настоящему изобретению.
Как показано на фиг. 10, крепежная пластина 4 содержит соединительные пластины 41, присоединенные к ее обеим боковым поверхностям таким образом, что они расположены на заданном расстоянии от нее, и причем элементы 6 передачи нагрузки присоединены к соединительным пластинам 41.
В основном элемент фермы передает нагрузку только в виде осевой нагрузки растяжения или сжатия, но изгибающий момент неизбежно воздействует на элемент, такой как элемент верхнего пояса, на который непосредственно передается максимальная нагрузка. Кроме того, в случае воздействия относительно высокого осевого усилия, неожиданно возникает большая деформация в поперечном направлении заполненного бетоном трубчатого элемента фермы, вызывающая поперечную потерю устойчивости.
Соединительные пластины 41 позволяют разместить элементы 6 передачи нагрузки на заданном расстоянии от крепежной пластины 4, вследствие чего увеличивается изгибающее напряжение заполненного бетоном трубчатого элемента фермы для того, чтобы справиться с поперечной потерей устойчивости.
Соединительные пластины 41 присоединены к крепежной пластине 4 посредством соединительных элементов, каждый из которых обоими своими концами присоединен к крепежной пластине 4 и боковой поверхности каждой соединительной пластины 41.
Элементы 6 передачи нагрузки приварены к боковой поверхности каждой соединительной пластины 41 и, принимая во внимание производительность труда рабочего, они предпочтительно присоединены к наружной боковой поверхности каждой соединительной пластины 41.
На фиг. 11a и 11b представлены виды в перспективе, на которых показаны примеры элемента передачи нагрузки, к которому присоединены третьи сдвиговые соединители.
Как показано на фиг. 11a и 11b, третьи сдвиговые соединители S3 присоединены к наружной периферийной поверхности элемента 6 передачи нагрузки.
Третьи сдвиговые соединители S3 присоединены к заполнителю 2 с обеспечением возможности элементу 6 передачи нагрузки действовать как единое целое с заполнителем 2.
Третьи сдвиговые соединители S3 выполнены из различных материалов и имеют различные формы. Как показано на фиг. 11a, части стальных стержней сваривают с наружной периферийной поверхностью элемента 6 передачи нагрузки и, как показано на фиг. 11b, в ином случае, обеспечивают множество круглых дисков таким образом, чтобы они были жестко присоединены к элементу 6 передачи нагрузки.
На фиг. 12a представлен боковой разрез, на котором показан элемент верхнего или нижнего пояса ферменной конструкции согласно настоящему изобретению, и на фиг. 12b представлен вид в поперечном сечении, выполненный по линии A-A’ на фиг. 12a.
Ферменная конструкция T согласно настоящему изобретению содержит элементы T1 верхнего пояса, элементы T2 нижнего пояса и диагональные элементы T3, присоединенные между элементами T1 верхнего пояса и элементами T2 нижнего пояса, причем диагональные элементы T3 представляют собой элемент фермы согласно настоящему изобретению, при этом по меньшей мере один или более элементов T1 верхнего пояса и элементов T2 нижнего пояса содержат: полый стальной трубчатый корпус 1; заполнитель 2 для заполнения внутренней части стального трубчатого корпуса 1; пару торцевых пластин 5, выполненных с возможностью закрытия обеих концевых частей стального трубчатого корпуса 1; и элементы 6 передачи нагрузки, заделанные в заполнитель 2 внутренней части стального трубчатого корпуса 1 таким образом, что они присоединены к паре торцевых пластин 5 на его обеих концевых частях.
В качестве диагональных элементов T3 ферменной конструкции согласно настоящему изобретению применяется элемент фермы, как показано на фиг. 2–11b.
Осевые усилия в целом генерируются со стороны диагональных элементов 3, но изгибающее напряжение в большей степени генерируется со стороны элементов T1 верхнего пояса и элементов T2 нижнего пояса. Соответственно, любой один или более элементов T1 верхнего пояса и элементов T2 нижнего пояса снабжены элементами 6 передачи нагрузки, расположенными во внутренней части стального трубчатого корпуса 1, таким образом, они характеризуются сопротивлением изгибу.
Как показано на фиг. 12a и 12b, элементы 6 передачи нагрузки выполнены из стальных стержней и приварены к обеим концевым частям торцевых пластин 5, закрывающих обе концевые части стального трубчатого корпуса 1.
Заполнитель 2 заполняет внутреннюю часть стального трубчатого корпуса 1, и когда к стальному трубчатому корпусу 1 приложено сжимающее усилие, соответственно, стальной трубчатый корпус 1 характеризуется достаточным сопротивлением сжимающему усилию без возникновения потери устойчивости.
С другой стороны, размер поперечного сечения каждой торцевой пластины 5 больше размера поперечного сечения стального трубчатого корпуса 1, вследствие чего торцевая пластина 5 выступает наружу относительно стального трубчатого корпуса 1. Кроме того, множество стальных стержней расположено на наружных поверхностях стального трубчатого корпуса 1 с увеличением сопротивления изгибу элементов T1 верхнего пояса или элементов T2 нижнего пояса. Оба конца дополнительно предусмотренных стальных стержней присоединены к торцевым пластинам 5 посредством сварки.
Объяснение ссылочных позиций на графических материалах
1: стальной трубчатый корпус
11: часть с прорезями
12: отверстие для нагнетания
13: отверстие для выхода воздуха
2: заполнитель
3, 3’: соединительная пластина
4, 4’: крепежная пластина
41: стыковочная пластина
5: торцевая пластина
6: элемент передачи нагрузки
S1: первый сдвиговый соединитель
S2: второй сдвиговый соединитель
S3: третий сдвиговый соединитель
T: ферменная конструкция
T1: элемент верхнего пояса
T2: элемент нижнего пояса
T3: диагональный элемент
Реферат
Настоящее изобретение относится к заполненному бетоном трубчатому элементу фермы и ферменной конструкции, которая способна выдерживать значительную нагрузку, приложенную к ней, без возникновения потери устойчивости после приложения к ней сжимающего усилия и соответствующего распределения и передачи растягивающих усилий, действующих на соединительные пластины, на стальной трубчатый корпус под воздействием на нее растягивающих усилий, чтобы обеспечить постепенную передачу напряжения на узлы. Согласно настоящему изобретению заполненный бетоном трубчатый элемент фермы содержит: полый стальной трубчатый корпус; заполнитель для заполнения внутренней части стального трубчатого корпуса; соединительные пластины, выступающие наружу от центров обеих концевых частей стального трубчатого корпуса; крепежные пластины, выполненные как единое целое с соединительными пластинами и проходящие от них таким образом, что их можно вставить в стальной трубчатый корпус и, таким образом, закрепить во внутренней части заполнителя; торцевые пластины, расположенные на левой и правой сторонах каждой соединительной пластины для закрытия концевых частей стального трубчатого корпуса; и элемент передачи нагрузки, выполненный с возможностью соединения крепежной пластины одной стороны и крепежной пластины другой стороны друг с другом, причем к его наружной периферийной поверхности присоединены третьи сдвиговые соединители. Также описана ферменная конструкция. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 12 ил.
