Сетчатый свод
Владельцы патента RU 2484210:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к области строительства, в частности к сетчатому своду. Технический результат заключается в повышении жесткости и снижении трудоемкости изготовления и монтажа свода. Сетчатый свод содержит связанные между собой продольные и поперечные по отношению к продольной оси свода элементы. Элементы образуют сетку с прямоугольной ячейкой по цилиндрической поверхности свода. Поперечные элементы расположены в шахматном порядке с образованием разрезных арок по дуге свода. Поперечные элементы выполнены из бруса прямоугольного сечения и соединены по торцам и в центре с примыкающими к ним продольными элементами. Каждый из указанных типов узлов соединения расположен в шахматном порядке. Продольные элементы выполнены неразрезными двутаврового или швеллерного сечения. Торцы поперечных элементов состыкованы с продольным элементом в одном уровне. В узлах соединения по центру поперечных элементов продольный и поперечный элементы расположены поэтажно. Концы поперечных элементов скошены с возможностью их сопряжения со стенкой и полками двутавра или швеллера. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве сетчатого свода под здания различного назначения.
Известно деревянное сводчатое перекрытие, составленное из сборных арок с прогонами, арки выполнены из однотипных элементов - косяков, соединенных между собой внахлестку и закрепленных штырями, пропущенными через отверстия на концах косяков, прогоны снабжены пазами, в которых сверху или снизу зажаты средины стыков косяков, между смежными арками установлены деревянные распорки, при этом арки скреплены между собой тягами, пропущенными через отверстия на концах соединяемых косяков, а по косякам уложены распирающие щиты (Авторское свидетельство СССР №41665, дата приоритета 14.01.1934, дата публикации 20.02.1935, автор Березкин А.П.).
Недостатком аналога является высокая материалоемкость сводчатого перекрытия, обусловленная такими конструктивными особенностями, как соединение косяков внахлестку, повышающее их материалоемкость, соединение стыков косяков с прогонами, требующее увеличение поперечного сечения прогонов вследствие выполнения в них пазов, так как последние являются концентраторами напряжений, отрицательно влияющими на работу прогонов, установка деревянных распорок, тяг, распирающих щитов, необходимых для обеспечения жесткости и устойчивости свода, также повышающие материалоемкость конструкции, а отсутствие межузловых связей, кроме того, отрицательно влияет на жесткость и устойчивость свода.
Известен сетчатый деревянный свод-оболочка, принятый в качестве прототипа, содержащий связанные между собой продольные и поперечные по отношению к продольной оси свода элементы, выполненные из бруса прямоугольного сечения, продольные и поперечные элементы образованы сеткой из сквозных и набегающих в продольном и поперечном направлениях элементов с торцами последних, примыкающими к середине пласти сквозных продольных или поперечных элементов, при этом набегающий в продольном направлении элемент примыкает прямоугольным торцом к пласти поперечного сквозного элемента, а набегающий в поперечном направлении элемент примыкает скошенным торцом к пласти продольного сквозного элемента, в каждом из чередующихся узлов сетки два набегающих элемента соединены со сквозным элементом с помощью, по меньшей мере, двух стержневых металлических стяжек, стержни стяжек пропущены через отверстия, выполненные в сквозном элементе, в месте сопряжения, перпендикулярно пласти, на концы стержней насажены стыкуемые соответственно набегающие элементы, в которых перпендикулярно стыкуемым торцам выполнены соответствующие стержням отверстия, а на боковой грани набегающих элементов, в нейтральной зоне напряжений, выполнены монтажные пазы, обеспечивающие возможность установки и затяжки гаек или эксцентриков, при этом в узлах сопряжения установлены межузловые связи (Патент РФ на изобретение №2424403, дата приоритета 04.03.2010, дата публикации 20.07.2011, авторы Инжутов И.С., Енджиевский Л.В., Локтев Д.А, Сивчук Н.А., RU, прототип).
Недостатками прототипа являются сложность конструкции, трудоемкость монтажа и недостаточная жесткость, обусловленные конструктивными особенностями и большим числом узлов сопряжения элементов. Это связано, во-первых, с использованием разрезных продольных элементов, которые в каждом втором узле прерываются поперечными элементами, что увеличивает количество элементов в целом и, тем самым, влечет рост трудоемкости изготовления и монтажа конструкции; во-вторых, с выполнением продольных элементов из древесины, которые испытывают местное смятие поперек волокон, что ввиду небольшой жесткости древесины поперек волокон обуславливает повышенные узловые деформации и, соответственно, снижение общей жесткости свода-оболочки.
Задачей изобретения является повышение жесткости и снижение трудоемкости изготовления и монтажа сетчатого свода за счет использования неразрезных продольных элементов двутаврового или швеллерного сечения.
Для решения поставленной задачи в сетчатом своде, содержащем связанные между собой продольные и поперечные по отношению к продольной оси свода элементы, образующие сетку с прямоугольной ячейкой по цилиндрической поверхности свода, поперечные элементы расположены в шахматном порядке с образованием разрезных арок по дуге свода, выполнены из бруса прямоугольного сечения и соединены по торцам и в центре с примыкающими к ним продольными элементами с расположением каждого из указанных типов узлов соединения в шахматном порядке, согласно изобретению, продольные элементы выполнены неразрезными двутаврового или швеллерного сечения, при этом торцы поперечных элементов состыкованы с продольным элементом в одном уровне, причем концы поперечных элементов скошены с возможностью их сопряжения со стенкой и полками двутавра или швеллера, а в узлах соединения по центру поперечных элементов продольный и поперечный элементы расположены поэтажно.
Согласно изобретению, продольные элементы выполнены из изотропных материалов.
На фиг.1 схематично изображен фрагмент сетчатого свода с неразрезными продольными элементами; на фиг.2 показан пример выполнения узла соединения поперечных элементов в уровне продольного элемента, узел А на фиг.1; на фиг.3 показан пример выполнения поэтажного узла соединения поперечного элемента с продольным элементом, узел Б на фиг.1.
Заявляемый сетчатый свод содержит связанные между собой продольные 1 и поперечные 2, 3 по отношению к продольной оси свода элементы. Продольные элементы выполнены двутаврового или швеллерного сечения, преимущественно из изотропных материалов, например из стали, поперечные - из бруса прямоугольного сечения. Поперечные элементы, образующие разрезные арки по дуге свода, имеют шахматное расположение, чем соответственно достигается соединение арок с неразрезными продольными элементами в узлах типа «А» (фиг.2) и «Б» (фиг.3). Узловое сопряжение типа «А» образовано соединением продольного элемента с примыкающими к нему концами поперечных элементов, выполненными со скошенными гранями для обеспечения их сопряжения со стенкой и полками двутаврового или швеллерного профиля в уровне продольного элемента (фиг.2). Узловое сопряжение типа «Б» образовано поэтажным соединением продольного элемента с поперечным в середине длины поперечного элемента (фиг.3). Соединения элементов в узлах сопряжения выполнены с помощью известных соединительных элементов, например стержневых металлических стяжек и болтовых соединений (условно не показано).
При реализации изобретения достигается более высокий технический результат по сравнению с известными аналогами, который заключается в повышении жесткости и устойчивости конструкции и снижении трудозатрат при изготовлении и монтаже.
Преимущество заявляемого сетчатого свода обусловлено более рациональным конструктивным решением в результате использования неразрезных продольных элементов преимущественно из изотропных материалов двутаврового или швеллерного сечения, что позволило сократить количество элементов, упростить их монтаж, снизив при этом трудозатраты в целом, а также повысить жесткость и устойчивость конструкции за счет эффективной работы материала продольных элементов в узлах соединения продольного элемента с двумя поперечными элементами.
1. Сетчатый свод, содержащий связанные между собой продольные и поперечные по отношению к продольной оси свода элементы, образующие сетку с прямоугольной ячейкой по цилиндрической поверхности свода, поперечные элементы расположены в шахматном порядке с образованием разрезных арок по дуге свода, выполнены из бруса прямоугольного сечения и соединены по торцам и в центре с примыкающими к ним продольными элементами с расположением каждого из указанных типов узлов соединения в шахматном порядке, отличающийся тем, что продольные элементы выполнены неразрезными двутаврового или швеллерного сечения, при этом торцы поперечных элементов состыкованы с продольным элементом в одном уровне, причем концы поперечных элементов скошены с возможностью их сопряжения со стенкой и полками двутавра или швеллера, а в узлах соединения по центру поперечных элементов продольный и поперечный элементы расположены поэтажно.
2. Сетчатый свод по п.1, отличающийся тем, что продольные элементы выполнены из изотропных материалов.
