XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Рис 1. Основной несущий каркасный профиль

 Изделие (Рис 1) представляет собой соединенные между собой:

Ø    Трехгранный угол с взаимно перпендикулярными ребрами.

Ø    Каждая грань трехгранного угла - прямоугольник. В одной из граней угла выполнено отверстие в форме квадрата. Вершина этою квадрата совпадает с вершиной трехгранного угла;

Ø    Пересекающиеся плоскости, являясь второй деталью изделия проходят вертикально через две стороны вертикального угла и, совпадая с квадратным отверстием, образуют внутри изделия отверстие квартального сечения.

Ø    С другой стороны пересекающиеся плоскости и грани трехгранного угла образуют пазы для крепления прямоугольных деталей, в также открытый опорно-крепежный паз.

По граням трехгранного угла с помощью болтов изделия могут соединяться в блоки и двух до восьми штук.

Открытый паз используется:

Ø    При вертикальном соединении изделий снизу

Ø    Для диагонального подвижного и неподвижного соединения боков;

Ø    Для диагонального крепежа растяжек;

Ø    Как опорная площадка при строительстве мебели, других сооружений;

Различные виды соединений каркасно несущих профилей показаны ниже (Рис 2,3,4):

 Рис. 2 Соединение из 4-х КНП

Рис 3 Соединение из 2-х КНП

 Рис 4 Соединение из 8-х КНП

Половинные по высоте профили при вертикальном соединении сверху образуют крепежный «замок».

Изделие является монолитным,

Изготавливается по технологии штатив-сварка, либо литье. Материалы – листовая сталь, различные сплавы, а также пластмасса. Каркасный несущий профиль (далее по тексту КНП), в зависимости от размеров и материала, может быть применён во всех областях строительства.

Имея заранее заложенные прочностные характеристики, КНП упрощает и удешевляет проектирование и строительство, дает возможность унифицировать сооружения.

Общими преимуществами применения КНП в строительстве зданий и сооружений являются:

Ø    Все конструкции с применением КНП сборно-разборные;

Ø    Имеют высокую степень трансформации и ремонтопригодности;

Ø    Возможность соединять в одном узле балки и иные элементы из различных материалов;

Ø    Сборка каркасов с применением КНП не требует высокой квалификации рабочих.

Применение данных технологий позволяет решать практически все задачи жилищных программ в т.ч. ремонте и ликвидации ветхого жилья. Причем ремонт в отдельных случаях можно вести без использования фонда отселения.

Кроме указанных выше применение КНП при строительстве жилых и производственных помещений дает еще ряд преимуществ:

Ø    Возможность монтажа зданий и сооружений не только отдельными деталями, но и готовыми стеновыми и готовыми жилыми блоками.

Последние можно с помощью крана подать к строящимся мансардам многоэтажных домов; - возможность использования в стеновых блоках практически всех известных изоляционных материлов;

Ø    Возможность надежного монтажа стеновых блоков других сборно-щитовых технологий;

Ø    Возможность использования вторичных материалов (после разрушений);

Ø    Для районов с сейсмической активностью возможен монтаж демпферных приспособлений.

Сборка каркасов домов из деревянного бруса 100х100 мм и 150х150 мм аналогична; той лишь разницей, что в районах, с более холодным климатом, брус 150х150 мм предпочтительней.

Если при строительстве домов в основном используется базовый КНП, то при строительстве «вагончика» больше используется замковое соединение из половинных по вертикальному размеру КНП.

Применение КНП в малом мостостроении дает ряд преимуществ в проектировании, строительстве и эксплуатации мостов.

Ø    Используя КНП с заранее заложенными прочностными характеристиками можно решить главную задачу - унификацию мостовых каркасов.

Ø    Как и все конструкции с использованием КНП, мостовые конструкции сборно-разборные.

Ø    Имеется возможность использования в одном каркасе различных материалов: дерева, железобетона, различного металлопроката, труб.

На приведенных фигурах показаны различные схемы мостовых конструкций с использованием КНП

Ø    В первом случае опорные сваи оборудуется двумя половинными по вертикальному размеру КНЦ, Сваи при этом могут быть деревянными или металлическими.

Ø    Во втором случае опорные сваи выполняются из труб большего диаметра с забетонированной в ней прямоугольной вертикальной стойкой. Стойки, в зависимости от задач могут быть равными по высоте. Крепежную задачу в этой схеме выполняет базовый КНП.

Обе приведенные конструкции могут быть выполнены с применением сегментных балок, что снизит стоимость и увеличит грузоподъемность мотов.

Возможно также вторичное использование фрагментов различных жестких конструкций. Например, рам железнодорожных вагонов, рельс, фрагментов жестких корпусов, описываемых судов, в том числе подводных лодок и т. п.

Свайные конструкции опор дают возможность монтировать на таких мостах водосборные платины Относительно дешевые мосты и платины такой конструкции, каскадно построенные на малых реках и притоках могут сдерживать значительную часть талых и дождевых вод для дальнейшего сброса, откачки, либо перераспределения в иной водоем, спасать от наводнений,

Элементы таких каркасов могут быть использованы в строительстве различных причальных сооружений.

Показанная конструкция, построенная с применением КНП, также сборно-разборная.

В малом мостостроении ее можно использовать как пролетное строение для обоих предлагаемых мостовых каркасов.

В таком пролетном строении есть возможность выдвигать поперечные балки, через квадратные отверстия КНП, за внешний контур конструкций.

На выдвинутых балках можно монтировать безопасные пешеходные переходы, использовать как дополнительные опоры.

В труднодоступной горной местности такую конструкцию можно подвесить на винтах.

Участки дорог, близко проходящие у склонов, оврагов могут быть укреплены цельными, либо фрагментарными частями таких соединений.

Конструкция может быть использована и как разборный противолавинный блок. Дитя этого блок поворачивается по продольной оси на 90“. Вместо поперечных балок, проходящих через сквозное квадратное отверстие КНП, вставляются сегментные сваи-опоры, заполненные бетоном. Сваи забуриваются и бетонируются. Количество «одетых» на сваи блоков зависит от необходимых размеров «тоннеля». Перекрытия таких «тоннелей» монтируется из этих же блоков положенных поперек и также «одетых» на эти сваи-опоры.

Для противолавинной устойчивости, при временной эксплуатации, такое сооружение можно забурить, а для постоянной, дополнительно залить еще и бетоном.

Каркасно несущий профиль можно использовать и при строительстве домов. Благодаря тому, что данное изделие можно комбинировать в другие детали, появляется возможность блокового строительства домов. Блок будет состоять из 12 балок и 4 КНП. (Рис 5)

Рис 5 Блок из КНП и балок

Так же есть возможность создания многоэтажных укрепляющих конструкций (Рис 6)

Рис 6 Укрепляющая конструкция

Данная разработка открывает большое пространство для фантазий и конструкции собранные на основе данной детали будут не очень затратными в плане строительного материала, и поэтому использование КНП будет более экономичным.