194952. lajstromszámú szabadalom • Optimalizált erőjátékú tartószerkezet
194952 , 1 A találmány optimalizált erőjátékú tartószerkezet, főleg kéttámaszú tartó, amely a tartó és annak megtámasztása között csuklót tartalmaz. Az ún. mérnöki létesítmények legtipikusabb fajtája a kéttámaszú tartó, amelynek ősi példáját a természet maga szolgáltatta, pl. a kidőlt fa formájában, amely alkalmasnak bizonyult valamilyen szakadék vagy vízfolyás áthidalására. Az ember ezt eltanulta a természettől, és sok ezer éve készít olyan gerenda jellegű áthidalásokat, amelyek természeti akadály leküzdését, később az építési ismeretek kifejlődésével pedig építmények tereinek lefedését tették lehetővé. A kéttámaszú tartószerkezetek sajátossága, hogy a rájuk jutó teher hatására a tartóvégek kisebb vagy nagyobb szögelfordulást végeznek. Ennek következtében a tartóvégeken hajlító nyomatékok nem ébrednek. Közismert mechanikai jelenség, hogy igénybevétel mindig csak ott és olyan jellegű jön létre, ahol és amilyen jellegű elmozdulást meggátolunk. A kéttámaszú tartóknál a teher hatására a méretezés alapjául szolgáló legnagyobb nyomatékok a tartó közepe táján ébrednek, és a tartó vége felé csökkenve zérus értékűvé válnak. A legnagyobb nyomatékok nagysága összefüg a tartó támaszközével, nevezetesen annak négyzetével arányos. A nyomatékra méretezett ilyen tartó megtámasztásai közelében természetesen erősen túl van méretezve, ami nyilvánvalóan gazdaságtalan. A gazdaságtalanság az elmondottak értelmében annál nagyobb, minél nagyobb a tartó támaszköze. Figyelmet érdemelnek az elmondott szempontok miatt a tartószerkezeteken belül a fából készült áthidaló tartók. Az elmúlt évtizedekben ugyanis kifejlesztették a rétegekből ragasztott ív- és gerenda tartókat, amelyek segítségével korábban elképzelhetetlennek tartott nagy nyílások áthidalása is lehetővé vált. A ragasztott fatartókból készült épületszerkezetek tipikus példái a kéttámaszú tartók mellett a kétlábú keretek. Ezek sarokpontjaiban a kapcsolat vagy ugyanúgy csuklós, mint a bármilyen más kéttámaszú tartóknál, vagy más esetekben csavarozott kapcsolattal merev csomópontot képeznek ki. Ilyen elgondolást ismertet a 773.224 lajstromszámú szovjet szabadalmi leírás. A fa tartó végein fémszerelvényeket helyeznek el, amelyek segítségével a tartót nyomatékbíró módon lehet a teherhordó szerkezethez rögzíteni. Az előbbi megoldások hátránya, hogy a tartó egyes keresztmetszetei nincsenek a teherbírás szempontjából kihasználva. A találmány célja olyan csomópont kialakítása a tartó és a megtámasztás között, amely lehetővé teszi a tartó minden keresztmetszetének lehető legjobb kihasználását. 2 2 A találmányi gondolat abból indul ki, hogy csuklós csomópontok esetében nem elégszünk meg azzal, hogy benne ne keletkezzék nyomaték, a merev csomópontokban pedig csak az erőjáték által meghatározott nyomaték keletkezik, hanem mi magunk előre meghatározott értékű nyomatékot viszünk be a csomópontba. Ebben az esetben a tartó keresztmetszetei az eddig szokásosnál jobban kihasználhatók. A találmány szerinti optimalizált erőjátékú tartószerkezet, főleg kéttámaszú tartó — amely a tartó és annak megtámasztása között csuklót tartalmaz — oly módon van kialakítva, hogy a tartó teherviselő szakaszra és azon kívül eső szakaszra van osztva, a kívüleső szakasz és a megtámasztás közé pedig erőkifejtö szerv van beiktatva. A találmány szerinti tartószerkezet további ismérve lehet, hogy a megtámasztás lehorgonyzó idommal a tartó kívüleső szaksza pedig a lehorgonyzó idommal az erőkifejtő szerv útján összeköttetésben lévő ellendarabbal rendelkezik. Az erőkifejtő szervet célszerűen egy vagy több csavar alkotja. A találmányt kiviteli példa alapján ábra segítségével ismertetjük közelebbről. Az ábrán a csomópont axonometrikus képét mutatjuk be. \z ábrán az 1 tartó és a 2 megtámasztás között a relatív elfordulást megengedő 3 csukló van elhelyezve. A 3 csukló az adott esetben az 1 tartót az la teherviselő szakaszra és az lb kívüleső szakaszra osztja. A 1b kívüleső szakaszon vannak elhelyezve az 5 ellendarabok, míg a 2 megtámasztáson a 4 lehorgonyzó idomok. A 4 lehorgonyzó idom és az 5 ellendarab közötti 6 erőkifejtő szervet a jelen esetben csavar alkotja. A 6 erőkifejtő szerv segítségével a tervezet mértékű nyomatékot tudjuk ébreszteni a csomópontban. A találmány szerinti tartószerkezet előnye, hogy a már gyártott tartókkal nagyobb terheket lehet felvenni, míg a terhek ismeretében a tervezett tartók keresztmetszeti méreteit az eddig szükségesnek tartottnál kisebbre választhatjuk meg. Ezáltal könnyebb és gazdaságosabb szerkezeteket készíthetünk az előírt biztonság betartása mellett. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Optimalizált erőjátékú tartószerkezet, főleg kéttámaszú tartó, amely a tartó és annak megtámasztása között csuklót tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a tartó (1) teherviselő szakaszra (la) és azon kívüleső szakaszra (lb) van osztva, a kívüleső szakasz (lb) és a megtámasztás (2) közé pedig erőkifejtő szerv (6) van beiktatva. 2. Az 1. igénypont szerinti optimalizált erőjátékú tartószerkezet, azzal jellemezve, hogy a megtámasztás (2) lehorgonyzó idommal (4), a tartó( 1 ) kívüleső szakasza (lb) pedig a lehorgonyzó idommai (4) az erőkifejtő szerv(6) útján összeköttetésben lévő ellendarabbal (5) rendelkezik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
