Полезная модель 201333, МПК E04C 3/02. Авторы: Басиев К. Д., Келехсаев В. Б., Кусов Б. Т., Келехсаева А. Б., Бадтиев А. А., Каркусова К. Д. Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет).
Известны традиционные конструктивные решения, позволяющие увеличить несущую способность металлических конструкций путем предварительного напряжения стальных балок, ферм, арок, изложенные в книге «Металлические конструкции» под общей редакцией В.В. Кузнецова (ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П. Мельникова. М.: Издательство АСВ, 1998. 512 с.).
Недостатками таких конструкций являются: низкая общая устойчивость балок, отсутствие совместной работы между стальными и железобетонными конструктивными элементами, что уменьшает надежность конструкции в целом.
Известна шпренгельная конструкция, которая содержит балку, затяжку шпренгеля, распорную стойку шпренгеля и жесткое распорное устройство, которое может быть выполнено в виде прочного свода из толстой пластины, передающей распорные усилия растяжения на верхнюю полку, или в виде двух стержней, соединенных под углом. Распорная стойка присоединяется к вершине распорного устройства (см. а.с. СССР №1117385, МПК Е04С 3/10, опубл. 07.10.1984 г.).
Недостатком данной конструкция является то, что на стадии предварительного напряжения максимальному сжатию подвергается нижний пояс балки, работающий на растяжение при действии внешней нагрузки.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является конструкция стальной предварительно напряженной балки, включающая верхний и нижний пояса (см. Веденников Г.С. Металлические конструкции М., 1998. 246 с.).
Недостатками прототипа является то, что на стадии предварительного напряжения максимальному сжатию подвергается нижний пояс балки, работающий на растяжение при действии внешней нагрузки, что приводит к увеличению напряжения в затяжке и росту сечения затяжки, вследствие чего увеличивается металлоемкость конструкции. Длина затяжки меньше длины балки и расположена под теми участками, где само сечение балки без предварительного напряжения не может воспринять действие внешней нагрузки.