Способ образования стереометрических куполообразных оболочек

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для возведения куполов зданий различного назначения. Целью изобретения является увеличение перекрываемых пролетов и повьпяение жесткости.Объемные блоки изготавливаются из панелей 5, 6 в виде листовых элементов правильного пятиугольного и треугольного очертания. Возведение стереометрической сборной куполообразной оболочки начинается с установки в проектное положение первого яруса объемных блоков купола, которые устанавливают на опорные башмаки 27. После этого осуществляют поярусный монтаж до полного их смыкания в зените оболочки. Монтаж оболочки завершается установкой вентиляционного фонаря 31. Остальные проемы закрываются при установке витражей 32. Объемные блоки изготавливаются в форме полуправильных многогранников, например икосододекаэдров. Объемные блоки устанавливаются своими центрами в узлах координатной стереометрической решетки . Объемные блоки объединяют по контуру отсечения плоскостями, проходящими через четыре вершины и перпендикулярными ребрам координатной решетки. 1 з.п. ф-лы, 19 ил. 31 S (Л со 4j о 1C о to 27

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1370202 А 1 (S1)4 Е 04 В 7/08

jC ii 1(А il

li,"

%ЕВАМ:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4104480/31-33 (22) 04,08.86 (46) 30.01.88. Бюл, ¹- 4 (71) Горьковский инженерно-строительный инс.титут им. В,П.Чкалова (72) В,В.Зубков и А.В.Мазенков (53) 69.024,4 (088.8) (56) Патент США № 3341989, кл, 52-81, 1967, Авторское свидетельство СССР

¹ 767309, кл. E 04 В 7/08, 1978. (54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ СТЕРЕОМЕТРИЧЕСКИХ КУПОЛООБРАЗНЫХ ОБОЛОЧЕК (») Изобретение относится к строительству и может быть использовано для возведения куполов зданий различного назначения. Целью изобретения является увеличение перекрываемых пролетов и повышение жесткости. Объемные блоки изготавливаются из панелей

5, 6 в виде листовых элементов правильного пятиугольного и треугольного очертания. Возведение стереометрической сборной куполообразной оболочки начинается с установки в проектное положение первого яруса объемных блоков купола, которые устанавливают на опорные башмаки 27.

После этого осуществляют поярусный монтаж до полного их смыкания в зените оболочки. Монтаж оболочки завершается установкой вентиляционного фонаря 31. Остальные проемы закрываются при установке витражей 32. Объемные блоки изготавливаются в форме полуправильных многогранников, например икосододекаэдров. Объемные блоки устанавливаются своими центрами в узлах координатной стереометрической решетки. Объемные блоки объединяют по контуру отсечения плоскостями, проходящими через четыре вершины и перпендикулярными ребрам координатной решетки. 1 з.п. ф-лы, 19 ил.

1370202

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для возведения купольных зданий различного назначения.

Целью изобретения является увеличение перекрываемых пролетов и повышение жесткости °

На фиг.1 показан объемный блок в виде тридцатидвухгранника (икосододекаэдра), состоящий из правильных пятиугольных и треугольных панелей; на фиг.2 и 3 — варианты конструктивного исполнения пятиугольной панели с изменяющейся геометрией и сборной треугольной панели, собираемой из правильных треугольных плоских листовых элементов одного типоразмера; на фиг.4 — блокировка объемных бло2Р панелей с изменяющейся геометрией и сборных треугольных панелей; на фиг.5 — объемный блок, изготовленный из пятиугольных и треугольных листовых панелей, подготовленный для бло- 25 кнровки (путем снятия треугольных па. нелей и отгиба вершинки пятиугольной панели во внутрь объемного блока); на фиг.6 — блокировка объемных блоков, состоящих из цельнолистовых па- 3 нелей правильного пятиугольного и треугольного очертания; на фиг.7 показана последовательность конструирования оболочки (установка "опорных башмаков" для первого яруса объемных .блоков); на фиг.8 — проекция (вид сверху) и аксонометрия начального момента установки кольца нижнего яруса объемных блоков куполообразной оболочки; на фиг.9 — проекция (вид сверху) и аксонометрия всего кольца нижнего яруса куполообразной оболочки; на фиг.10 — этап возведения второго яруса объемных блоков куполообразной оболочки; на фиг.11 — завершающий этап возведения стереометрической сборной куполообразной оболочки (дана блокировка центров объемных блоков в узлах координатной стереометрической решетки в виде полуправильного многогранника-икосододекаэдра, использована схема блокировки — в вершинах икосододекаэдра); на фиг.12 — (на завершающем этапе блокировки) объемные блоки

55 стереометрической сборной куполообразной оболочки с расположением центров блоков в узлах координатной стереометрической решетки в виде полуправильного многогранника — усеченного икосаэдра (использована схема блокировки в вершинах усеченного икосаэдра), вид сверху; на фиг.13 (на завершающем этапе блокировки) объемные блоки стереометрической сборной куполообразной оболочки с расположением их центров в узлах координатной решетки в виде полуправильного многогранника — усеченного додекаэдра (схема блокировки объемных блоков в вершинах усеченного додекаэдра), вид сверху; на фиг.14 (на завершающем этапе блокировки) объемные блоки стереометрической сборной куполообразной оболочки с расположением их центров в узлах координатной решетки в виде полуправильного многогранника — ромбоусеченного икосододекаэдра (схема блокировки объемных блоков в вершинах ромбоусеченного икосододекаэдра), вид сверху; на фиг.15 — аксонометрия стереометрической сборной куполообразной оболочки с заполнением световых проемов витражными решетками, возведенной на основе блокировки объемных блоков в вершинах усеченного икосаэдра; на фиг.16 — аксонометрия варианта конструктивного исполнения стереометрической сборной куполообразной оболочки без световых проемов из панелей одного, двух типов, возведенной на основе блокировки объемных блоков в вершинах усеченного икосаэдра; на фиг.17 — аксонометрия стереометрической сборной куполообразной оболочки с заполнением световых проемов витражными решетками, возведенной на основе блокировки объемных блоков в вершинах усеченного додекаэдра; на фиг.18 — аксонометрия стереометрической сборной куполообразной оболочки без световых проемов, возведенной на основе блокировки объемных блоков в вершинах усеченного додекаэдра; на фиг.19 — аксонометрия стереометрической сборной куполообразной оболочки без световых проемов, возведенной на основе блокировки объемных блоков в вершинах ромбоусеченного икосододекаэдра.

Способ образования стереометрических сборных куполообразных оболочек осуществляют следующим образом.

Из плоских элементоз 1, собранных в панелях 2-4, соответственно пятиугольного, треугольного очертания и

02

4 отбрасываний двух треугольных панелей 6 (фиг.5 и 6), либо в результате использования видоизмененной композиционной панели 2 и отброшенной панели 3 (фиг.1-4).

Образующийся проем в объемном блоке 7 в результате усечения по контуру 18 стабилизируют путем введения вант 20 и линейных профилей трубчатого уголкового, таврового сечения по контуру усечения 18 (фиг.6).

Блокировку объемных блоков между собой можно осуществлять либо сбалчиванием отгибов 19 пятиугольных панелей 5 и бортовых краев 15 панелей 5, либо при помощи универсальных узловых соединений 8 (фиг.4-6).

Образованный в первом случае в результате отгиба пятиугольной панели 5 стоячий фальц, а также бортовые края 15 панелей 5 и 6 обеспечивают усиление панели в виде ребер и создают прочность при взаимном соединении объемных блоков путем сбалчивания их отгибов.

Во втором случае повышение жесткости конструкции объемных блоков обеспечивается трубчатыми элементами 9 универсальных узловых соединений 8, выступающих в роли каркаса.

Местоположение контура усечения

18, являющегося контуром блокировки объемных блоков, определяют путем расположения центров объемных блоков в узлах 21 координатных стереометрических решеток 22-25 (фиг.7, 8, 12-14) с ориентацией вершин объемных блоков 7 по ребрам 26 (фиг.7 и 8) данных решеток 22-25.

Далее осуществляют отсечение близлежащих вершин соседних блоков плоскостью, перпендикулярной к ребру 26 координатной стереометрической решетки (фиг.8).

В итоге объемные блоки блокируют между собой по контуру 18, сохраняя их пространственную ориентацию, определяемую при помощи координатных стереометрических решеток 22-25 (фиг.7, 8, 12-14).

Возведение стереометрической сборной куполообразной оболочки начинают с установки в проектное положение первого яруса объемных блоков.

Для этого определяют местоположение опорных башмаков 27 (фиг ° 7 и 8), представляющих замкнутые пятиугольного очертания в плане пространст3 13702

r трапециевидной конфигурацией или из плоских панелей 5 и 6 правильного пятиугольного и треугольного очертания, изготовленных из листовых материалов, таких как металл, пластик, 5 фанера, собирают объемные блоки 7 в форме полуправильных многогранников (фиг.1-3). Конструктивное исполнение объемных блоков зависит от конст- 1ð рукции панельных элементов. Панели

2 и 3 собирают из плоских элементов

1 и представляют их композиционное объединение при помощи универсального узлового соединения 8, состоящего 15 из трубчатого элемента 9, шатуна 10, уплотнительной геометрической прокладки 11 между панелью и трубчатым элементом (фиг.2 и 3). Панель 2 собирают из плоских листовых элементов 2р

1, концы которых соединяют между собой звездчатым элементом 12 и универсальным узловым соединением 8. Конструирование треугольной панели 3 может быть осуществлено путем взаимо- 25 соединения трех плоских листовых элементов 1 при помощи универсальных узловых соединений (фиг.3). В вершинах панелей 1 состыковка концов трубчатых элементов 9 происходит при по- 3р мощи дисковых узловых соединений 13, а также при помощи концов эвездчатых элементов 12 (фиг.2 и 3).

Конструктивное исполнение объемных блоков 7 иэ панелей 5 и 6 в ви35 де цельных плоских листовых элементов правильного пятиугольного и треугольного очертания можно осуществить в узел 14 через бортовые края 15 панелей 5 с включением резиновой

40 прокладки 16 путем их сбалчивания (фиг.5). На края бортовых элементов сверху может устанавливаться швеллерообразная накладка 17, дополнительно герметизирующая стык (фиг.5 и 6). 45

Г1ри конструировании объемных блоков возможно превращение объемного блока в каркасную систему с заполнением решетки каркаса гибким материалом в виде тонких листовых мембран 5р синтетических и пластических масс.

Соединение объемных блоков осуществляют путем усечения вершины объемного блока с дальнейшей блокировкой объемных блоков по контуру усечения

18 (фиг.4 и 6). Изъятие вершины объемного блока может происходить либо в результате отгиба 19 двух пятиуголbnûõ элементов 5 вовнутрь и

137 венные решетки, на которые устанав ливают объемные блоки, В дальнейшем осуществляют объединение опорных башмаков диафрагмами жесткости 28 (фиг.8).

После этого осуществляют поярусный монтаж объемных блоков до полного их смыкания в зените оболочки.

Близлежащие к опорному контуру вершины объемных блоков объединяют стержневыми элементами 29 (фиг.9, 10, 15-18) с узлами стержневой структуры опорного контура. Объемные блоки нижнего яруса могут быть дополнительно взаимосвязаны между собой через вершины стержневыми элементами 30 (фиг,10, 17-19) и представляют единую панельно-стержневую кольцевую систему, передающую нагрузки со всей оболочки на опорный контур, При установке объемных блоков в проектное положение используют подьемные механизмы, которые могут быть установлены как внутри монтируемой конструкции, так и за ее пределами.

При монтаже объемных блоков производится регулирование их угла наклона при помощи пневмошестов с изменяющейся геометрией.

Монтаж оболочки завершается закрытием проемов в зенитной части оболочки вентиляционным фонарем 31 (фиг.11; 14, 15, 17-19). Остальные проемы в структуре куполообразного покрытия предназначены для установки витражей 32 (фиг.11, 12, 15 и 17) в целях обеспечения естественным светом внутреннего подкупольного пространства.

При необходимости величина проемов может быть уменьшена или проем полностью закрыт и покрытие в этом случае представляет единую куполообразную кровлю.

Когда витраж по архитектурным соображениям глубоко заглублен в зоне проема и участки стыковки панелей покрытия и опорного контура витража подвергаются сильному воздействию воды, возможно устройство внутреннего водоотвода. Вода в этом случае удаляется с оболочки в водо0202

25

50 приемные воронки по канализационному стояку, установленному между внешним и внутренним контурами оболочками.

В случае неорганизованного водоотвода вода отводится с кровли купола по граням покрытия и по их стыкам естественным путем, Это осуществимо в силу того, что все элементы куполообразной оболочки расположены горизонтально земле или имеют уклон во внешнюю сторону оболочки (за исключением зенитной ее части) и не создают мертвых эон, где возможно скопление влаги, Конструктивное исполнение оболочки завершается монтажом систем отопления, электрообеспечения, вентиляции в техническом пространстве куполообразной конструкции, образованном между наружным и внутренним контурами сообщающихся объемных блоков.

Фор мул аизобретени я

1.Способ образования стереометрических куполообразных оболочек, включающий размещение плоских панелей правильного многоугольного очертания по

I поверхности полуправильных многоугольников и соединение их кромками между собой с образованием объемных блоков, отличающийся тем, что, с целью увеличения перекрываемых пролетов и повышения жесткости, объемные блоки размещают своими центрами в узлах координатных стереометрических решеток в виде полуправильных многогранников, при этом не менее двух вершин каждого объемного блока устанавливают по ребрам координатной стереометрической решетки, после чего отсекают или отгибают близлежащие вершины смежных объемных блоков по плоскостям, перпендикулярным ребрам координатных стереометрических решеток и проходящим через вершины, равноотстоящие от отсекаемых, а затем объединяют объемные блоки по контуру отсечения.

2 ° Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что объемные блоки имеют форму икосододекаэдра.

1370202

1370202

1370202

1370202

6 7

4 U2. 5

f8

1370202

1370202

1 370202

1 370202

ЩL!с. tg

1370202

31

1370202

Составитель О.Колтун

Техред И Верес

Редактор Н. Горват

Корректор А.Обручар

Подписное

Заказ 378/26 Тираж 687

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4