Сетчатый купол

 

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к конструкциям покрытия зданий и сооружений преимущественно круглой или многоугольной в плане формы. Технический результат - снижение материалоемкости за счет обеспечения однородности начального напряженно-деформированного состояния шпренгельных балок купола. Сетчатый купол включает верхнее и нижнее опорные кольца, объединенные меридиональными ребрами, выполненными в виде шпренгельных балок с полыми составными по всей длине стойками и гибкими затяжками. В полостях стоек размещены гибкие тросы с кольцевыми направляющими на нижних концах, не выступающие за пределы длин стоек. Через стойки запасованы гибкие затяжки, проходящие через отверстия в верхнем опорном кольце, снабженные на свободных концах коушами, через которые пропущен петлевой элемент с натяжным устройством, при этом на гибких затяжках внутри верхнего опорного кольца установлены страховочные шайбы. 4 ил.

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к конструкциям покрытия зданий и сооружений преимущественно круглой или многоугольной в плане формы.

Известен сетчатый купол [1], включающий верхнее и нижнее опорные кольца, объединенные меридиональными ребрами, кольцевые элементы и связи, соединенные в узлах с ребрами.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного сетчатого купола, относится то, что в известном сетчатом куполе меридиональные ребра выполнены в виде жестких сплошно-стенчатых элементов, что предполагает значительный расход материалов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является сетчатый купол [2], включающий верхнее и нижнее опорные кольца, объединенные меридиональными ребрами, выполненными в виде предварительно напряженных шпренгельных балок, объединенные между собой кольцевыми ребрами (принято за прототип). При этом предварительное напряжение шпренгельных балок создается последовательным натяжением их гибких затяжек при помощи натяжных устройств, расположенных у нижнего опорного кольца.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного сетчатого купола, принятого за прототип, относится то, что в известном сетчатом куполе практически невозможно создание одинаковых по величине усилий предварительного напряжения во всех затяжках шпренгельных балок, входящих в состав сетчатого купола, а следовательно, невозможность достижения начального однородного напряженно-деформированного состояния системы, что приводит к увеличению расхода материала.

Предварительное натяжение затяжек шпренгельных балок производится натяжным устройством (например, натяжением концевых гаек тарировочными ключами, натяжными муфтами и т.п.) с точностью, зависящей от точности контролирующих приборов. При этом в расчеты вводятся соответствующие коэффициенты запаса, учитывающие указанные неточности, что приводит к материалоемкости. Кроме того, при последовательном натяжении гибких затяжек шпренгельных балок, входящих в состав сетчатого купола, при предварительном натяжении затяжки n-й шпренгельной балки, усилия от нее передаются через состыкованные элементы сетчатого купола на смонтированные полностью шпренгельные балки, что приводит к изменению из начального напряженно-деформированного состояния, что также необходимо учитывать введением повышающих коэффициентов запаса с соответствующим увеличением материалоемкости.

Перед авторами стояла задача по созданию сетчатого купола, обладающего низкой материалоемкостью.

Технический результат - обеспечение однородности начального напряженно-деформированного состояния шпренгельных балок купола.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в сетчатом куполе, включающем верхнее и нижнее опорные кольца, объединенные меридиональными ребрами, выполненными в виде шпренгельных балок с полыми составными стойками и гибкими затяжками, закрепленными у нижнего опорного кольца; кольцевые ребра и диагональные связи, в полостях стоек шпренгелей размещены гибкие тросовые элементы с кольцевыми направляющими на нижних концах, не выступающие за пределы длин стоек шпренгелей, через которые запасованы гибкие затяжки, проходящие через отверстия в верхнем опорном кольце, снабженные на верхних свободных концах коушами (коуш - тросовая петля, бронированная с внутренней стороны изогнутой по форме петли металлической пластиной), через которые пропущен гибкий петлевой элемент, снабженный натяжным устройством. При этом на затяжках внутри верхнего опорного кольца установлены страховочные шайбы.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из уровня техники, поскольку использование отличительных признаков неизвестно для достижения указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень" На фиг. 1 схематически изображен сетчатый купол; на фиг. 2 - узел "А" на фиг. 1; на фиг. 3 - узел "Б" на фиг. 1; на фиг. 4 - план по 1-1 на фиг. 1.

Сетчатый купол включает нижнее опорное кольцо (1), верхнее опорное кольцо (2), объединенные между собой меридиональными ребрами (3), кольцевые ребра (4) и диагональные связи (5). При этом меридиональные ребра (3) выполнены в виде шпренгельных балок, состоящих из жестких шпренгелей (7), выполнены составными из полых секций (9), снабженных в стыках поперечными шайбами-фиксаторами (10). В полостях стоек шпренгелей (7) размещены гибкие тросовые элементы (11), закрепленные к жестким верхним поясам (6) и имеющие на нижних концах кольцевые направляющие (12), не выступающие за пределы длин стоек шпренгелей (7). Гибкие затяжки (8) неподвижно закреплены у нижнего опорного кольца (1), запасованы через кольцевые направляющие (12) и пропущены через отверстия в верхнем опорном кольце (2). Верхние концы гибких затяжек (8) снабжены коушами (14), через которые пропущен петлевой элемент (15), имеющий натяжное приспособление (16). На гибких затяжках (8) внутри верхнего опорного кольца (2) установлены страховочные шайбы (17).

Предварительное натяжение гибких затяжек (8) производится единым натяжным устройством (16) (например, стяжной муфтой, системой подвесных грузов, домкратом и т. п. ), что приводит к уменьшению диаметра петлевого элемента (15) и через коуши (14) к равномерному натяжению гибких затяжек (8) всех шпренгельных балок. Наличие кольцевых направляющих (12) на нижних концах гибких тросовых элементов (11) позволяет гибким затяжкам (8) свободно проскальзывать относительно стоек шпренгелей (7), что приводит к выравниванию усилий предварительного напряжения в смежных панелях и по всем длинам гибких затяжек (8) шпренгельных балок.

При натяжении гибких затяжек (8), проходящих через кольцевые направляющие (12) на нижних концах тросовых элементов (11) и стоек шпренгелей (7), растянутые гибкие затяжки (8) получают местное искривление, что приводит к появлению составляющих проекций усилий на продольные оси тросовых элементов (11), вызывающее их растяжение.

Как растянутые элементы, гибкие тросы (11) обладают устойчивостью собственного положения в пространстве, что позволяет использовать их в качестве упруго-податливых промежуточных опор для сжатых стоек шпренгелей (7) в местах установки поперечных шайб-фиксаторв (10), что приводит к уменьшению их свободных длин и к уменьшению материалоемкости.

Страховочные шайбы (17) предотвращают расслабление гибких затяжек (8) шпренгельных балок в случае разрыва петлевого элемента (15). Зазор между торцами страховочных шайб (17) и внутренней гранью верхнего опорного кольца (2) позволяет выравнивать величины усилий в гибких затяжках (8) шпренгельных балок при приложении к куполу неравновесных нагрузок (например, односторонних снеговых, ветровых и т.п.).

За счет выравнивания величин усилий в гибких затяжках шпренгельных балок достигается однородность напряженно-деформированного состояния шпренгельных балок сетчатого купола, за счет чего достигается снижение материалоемкости до 4-7% Источники информации 1. Современное состояние и перспективы развития строительных конструкций за рубежом. Обзор. - М.: ЦНИИС, 1969, с. 83, рис. 64.

2. А. С. СССР N 909067, М. E 04 B 4/10, 14.2.80, опубликовано 28.02.82, Бюл. N 8.

Формула изобретения

Сетчатый купол, включающий верхнее и нижнее опорные кольца, объединенные меридиональными ребрами, выполненными в виде шпренгельных балок с полыми составными по всей длине стойками и гибкими затяжками, закрепленными у нижнего опорного кольца, кольцевые ребра и диагональные связи, отличающийся тем, что в полостях стоек размещены гибкие тросы с кольцевыми направляющими на нижних концах, не выступающие за пределы длин стоек, через которые запасованы гибкие затяжки, проходящие через отверстия в верхнем опорном кольце, снабженные на свободных концах коушами, через которые пропущен петлевой элемент с натяжным устройством, при этом на гибких затяжках внутри верхнего опорного кольца установлены страховочные шайбы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении покрытий крытых автостоянок, рынков, выставочных павильонов в виде сферических стержневых оболочек

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям на основе сетчатых или тканевых материалов, пропитанных закрепляющим составом

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству зданий сотовой конструкции на нестабильных грунтах

Изобретение относится к строительству, в частности, к строительству зданий на основе сетчатых и тканевых материалов, пропитанных отверждающимся составом

Изобретение относится к строительству, а именно к несущим конструкциям арочных покрытий

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в пространственных покрытиях зданий различного назначения

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для покрытий большепролетных зданий различного назначения: спортивных, зрелищных, торговых .: Цель изобретения - повышение надежности покрытия,о На фиг.1 показан план покрытия; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид 1-1 на фиг.1; на фиг.4 - фрагмент общего вида покрытия

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в покрытиях, имеющих различную кривизну

Изобретение относится к упругим элементам машин и приборов (мембранам, сильфонам), а также к элементам строительных конструкций (куполам сооружений, плитам перекрытий, цилиндрическим и коническим оболочкам), армирующим оболочкам металлокерамических камер сгорания для двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к строительству, в частности к конструктивным решениям покрытий и перекрытий сниженной строительной высоты для гражданских и промышленных зданий, а также к ресурсосберегающим технологиям их возведения

Изобретение относится к области строительства, в частности к купольным покрытиям общественных зданий

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкциям алюминиевых купольных крыш для резервуаров

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для изготовления строительных элементов, в том числе допускает возможность непрерывного изготовления строительных элементов (СЭ)

Изобретение относится к области строительства, в частности к железобетонному пространственному покрытию

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве сборной сферической оболочки покрытий зданий различного назначения. Технический результат изобретения заключается в упрощении изготовления оболочки. Сборная сферическая оболочка содержит шестиугольные панели, разнотипные марки которых одинаковым образом расположены в пределах секторов, имеющих угол при вершине, равный 60°, и общую вершину сферы на панели, выполненной в виде правильного шестиугольника. Неправильные шестиугольные панели имеют убывающие размеры от центральной панели к периферии. Между шестиугольными панелями расположены треугольные панели. Углы шестиугольных панелей описаны окружностями со своими радиусами из центров панелей, смежные шестиугольные панели соединены между собой в точках пересечения или в точках касания окружностей. Панели с центрами, расположенными по границам секторов, выполнены в виде правильных шестиугольников с убывающими к периферии радиусами. 4 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к составному блоку структурного покрытия зданий. Технический результат изобретения - упрощение монтажа. Составной блок покрытия, выполненный в виде двухпоясной решетчатой оболочки, содержит основные трубчатые стержни, образующие треугольные и шестиугольные ячейки, которые соединены узловыми основными элементами. Блоки объединяются стыковочными стержнями и узловыми элементами. Для завершения покрытия блок включает контурные стержни и узловые элементы, для опирания - концевые стержни и узловые элементы, рядовые и опорные стойки, а также стойки и связи вертикального ограждения. Строительный подъем оболочки выполнен так, что узлы поясов расположены на поверхностях сфер, описанных разными радиусами из одного центра, при этом контурные стержни и узловые элементы нижнего пояса в виде треугольной сетчатой оболочки существующих разрезок смещены так, что только проекции контурных стержней и узлов образуют правильный шестиугольник с опорами в углах, которые также смещены наружу для восприятия распора, верхний пояс имеет стыковочные горизонтальные стержни, симметричные относительно проекций контурных стержней, стыковочные и контурные узлы поясов развернуты для их соединения с соседними блоками или концевыми стержнями блока. 3 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к конструкциям покрытия зданий и сооружений преимущественно круглой или многоугольной в плане формы

Наверх