Сводчатая конструкция

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве сетчатого свода-оболочки под здания различного назначения. Технический результат заключается в повышении жесткости конструкции. Сводчатая конструкция выполнена в виде сетки с прямоугольной ячейкой из связанных между собой продольных и поперечных элементов, выполненных из деревянных стержней круглого сечения, причем продольные элементы выполнены неразрезными, а поперечные элементы, примыкающие концами к продольным элементам, сопряжены с ними в узлах сетки. Поперечные стержни состыкованы с продольным стержнем в рядовых узлах с сопряжением по цилиндрическим поверхностям в соответствии с геометрией сводчатой конструкции и снабжены с внутренней стороны узла стыковыми накладками, имеющими ту же изгибную жесткость, что и стыкуемые поперечные стержни, и скрепленными с ними и с продольным стержнем стяжными болтами, пропущенными через выполненные в стержнях и в стыковой накладке отверстия. Стыковая накладка снабжена по длине пазами, сопрягаемыми со стыкуемыми стержнями, повернутыми друг к другу относительно оси продольного стержня. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве сетчатого свода-оболочки под здания различного назначения.

Известен деревянный сетчатый свод кругового очертания в поперечном сечении с расположением сетки под углом к продольной оси свода, состоящий из ряда многослойных арок, взаимно пересекающихся между собой, составленных из досок, сплоченных в несколько слоев, с разбежкой швов, скрепленных гвоздями или клеем и изогнутых в соответствии с кривизной свода, причем в узлах арки переплетены между собой с помощью выполненных в них гнезд под сопрягаемые арки и стянуты болтами, установленными в отверстиях, выполненных в арках, в местах их пересечения, а торцы свода снабжены торцевыми арками (авторское свидетельство СССР № 80520, дата приоритета 18.05.1948, дата публикации 31.12.1949, автор Леннов В.Г.).

Недостатком известного аналога является высокая трудоемкость монтажа, обусловленная многослойным выполнением арок составного сечения, расположением сетки под углом к продольной оси свода и необходимостью в связи с этим устройства фронтонных арок, а также деформативность конструкции вследствие податливости гвоздевого соединения.

Известен сетчатый свод, принятый в качестве прототипа, содержащий связанные между собой продольные и поперечные по отношению к продольной оси свода элементы, образующие сетку с прямоугольной ячейкой по цилиндрической поверхности свода, продольные элементы выполнены неразрезными двутаврового или швеллерного сечения, поперечные элементы выполнены из бруса прямоугольного сечения, расположены в шахматном порядке с образованием разрезных арок по дуге свода и соединены по торцам и в центре с примыкающими к ним продольными элементами с расположением двух типов узлов соединения в шахматном порядке, при этом торцы поперечных элементов состыкованы с продольным элементом в одном уровне, а в узлах соединения по центру поперечных элементов продольный и поперечный элементы расположены поэтажно (Патент РФ № 2484210 С1, дата приоритета 23.12.2011, дата публикации 10.06.2013, авторы Локтев Д.А. и др., RU, прототип).

Недостатками прототипа являются: во-первых, высокая металлоемкость сводчатой конструкции, обусловленная выполнением продольных элементов из стали двутаврового или швеллерного сечения; во-вторых, сложность и трудоемкость монтажа из-за труднодоступности элементов крепежа в узлах сопряжения; в-третьих, конструктивное решение узлов, не позволяющее передавать большие изгибающие моменты.

Задачей изобретения является снижение металлоемкости и повышение жесткости конструкции за счет более простого конструктивного решения узла, повышение скорости монтажа благодаря открытым узловым соединениям, использование в качестве стержней крупномерных отходов деревообрабатывающего производства, имеющих круглое сечение и низкую рыночную стоимость.

Для решения поставленной задачи предложена сводчатая конструкция в виде сетки с прямоугольной ячейкой из связанных между собой продольных и поперечных по отношению к продольной оси свода элементов, причем продольные элементы выполнены неразрезными, а поперечные элементы, примыкающие концами к продольным элементам, сопряжены с ними в узлах сетки. Согласно изобретению, конструкция выполнена из деревянных стержней круглого сечения, образующих рядовые усиленные узлы сопряжения с возможностью работы поперечных стержней в стыках на осевые усилия и изгибающие моменты, при этом поперечные стержни состыкованы с продольным стержнем в рядовых узлах с сопряжением по цилиндрическим поверхностям в соответствии с геометрией сводчатой конструкции и снабжены с внутренней стороны узла стыковыми накладками, имеющими ту же изгибную жесткость, что и стыкуемые поперечные стержни, и скрепленными с ними и с продольным стержнем стяжными болтами, пропущенными через выполненные в стержнях и в стыковой накладке отверстия, причем стыковая накладка снабжена по длине пазами, сопрягаемыми со стыкуемыми стержнями, повернутыми друг к другу относительно оси продольного стержня.

Согласно изобретению, стыкуемые концы поперечных стержней выполнены с цилиндрической поверхностью в торцевой части, сопрягаемой с продольным стержнем в узле.

Согласно изобретению, поперечные стержни состыкованы в узле с продольным стержнем с помощью дополнительных парных накладок-коротышей, закрепленных на продольном стержне в соответствии с геометрической сеткой и являющихся упорами для нескошенных торцов поперечных стержней, выполненных под прямым углом с шипом в центре, при этом накладки-коротыши снабжены с одной стороны частью цилиндрической поверхности, сопряженной с продольным стержнем, с другой стороны выполнены с плоской частью, перпендикулярной оси поперечного стержня и стыкуемой с его торцом, снабженным шипом в центре, взаимодействующим с ответным отверстием, выполненным в накладке-коротыше перпендикулярно плоской части.

Согласно изобретению, в качестве стержней использованы отходы фанерного производства.

Круглое сечение стержней позволяет использовать в качестве материала как обычную древесину, так и крупномерные отходы деревообрабатывающего производства - «карандаши». Эти отходы достигают 3 м в длину, до 10 см в диаметре и имеют рыночную стоимость в 3-5 раз ниже бруса.

На фиг. 1 схематично показан узел сопряжения продольного и поперечных элементов со стыкуемыми торцами, вид в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схематично показан узел сопряжения продольного и поперечных элементов с нескошенными торцами, вид в плане; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 3.

Заявляемая сводчатая конструкция выполнена в виде сетки с прямоугольной ячейкой по цилиндрической поверхности свода (не показано). Конструкция выполнена из оцилиндрованной древесины одинаковой жесткости или из стержней круглого сечения, являющихся отходами деревообрабатывающего производства, и характеризуется наличием рядовых усиленных узлов сопряжения с возможностью их работы на осевые усилия и изгибающие моменты. Узел сопряжения сводчатой конструкции, показанный на фиг. 1, содержит продольный стержень 1, состыкованный с примыкающими к нему концами поперечных стержней 2, выполненными с цилиндрической поверхностью в торцевой части, сопрягаемой с продольным стержнем. С внутренней стороны узла стыкуемые поперечные стержни 2 снабжены стыковой накладкой 3, скрепленной с ними и с продольным стержнем 1 стяжными болтами 4, пропущенными через выполненные в стержнях 1, 2 и в стыковой накладке отверстия. При этом стыковая накладка 3 имеет ту же изгибную жесткость, что и стыкуемые поперечные стержни 2, и снабжена по длине пазами 5, сопрягаемыми со стыкуемыми стержнями 2, повернутыми друг к другу относительно оси продольного стержня в соответствии с геометрией сводчатой конструкции. Выполнение сопряжения стержней в узле по цилиндрическим поверхностям при наличии стыковой накладки, стягивающей стержни узла, обеспечивает плотную стыковку и целостность узла, а также повышает его жесткость (фиг. 2).

Узловое сопряжение, показанное на фиг. 3, характеризует вариант изобретения, в котором поперечные стержни 2 состыкованы в узле с продольным стержнем 1 с помощью дополнительных парных накладок-коротышей 6, закрепленных на продольном стержне 1 с обеих сторон в соответствии с геометрической сеткой и являющихся упорами для нескошенных торцов поперечных стержней, выполненных под прямым углом с шипом 7 в центре. При этом накладки-коротыши 6 снабжены с одной стороны частью цилиндрической поверхности 8, сопряженной с продольным стержнем 1, а с другой стороны выполнены с плоской частью 9, строганной по пласти, ортогональной оси поперечного стержня и стыкуемой с его торцом, снабженным упомянутым шипом 7, взаимодействующим с ответным отверстием 10, выполненным в накладке-коротыше 6 перпендикулярно плоской части. По данному варианту узел сопряжения сводчатой конструкции содержит накладки-коротыши 6, прикрепленные с помощью гвоздей 11 к продольному стержню 1 с двух сторон. К каждой накладке-коротышу присоединены концы поперечных стержней 2, упертые нескошенными торцами в плоские части 9 накладок-коротышей. При этом поперечные стержни 2, состыкованные с накладками-коротышами, повернуты друг к другу относительно оси продольного стержня 1 в соответствии с геометрией сводчатой конструкции. С внутренней стороны узла, как и в предыдущем варианте, стыкуемые поперечные стержни 2 снабжены стыковой накладкой 3, скрепленной с ними и с продольным стержнем 1 стяжными болтами 4, пропущенными через выполненные в стержнях 1, 2 и в стыковой накладке отверстия. При этом стыковая накладка 3 имеет ту же изгибную жесткость, что и стыкуемые поперечные стержни 2, и снабжена по длине пазами 5, сопрягаемыми со стыкуемыми стержнями 2 (фиг. 4-6).

Этот вариант выполнения узла требует дополнительного крепежа для накладок-коротышей при монтаже, однако в целом является менее трудозатратным за счет снижения трудоемкости при выполнении сопрягаемых поверхностей цилиндрической формы.

При реализации изобретения достигается более высокий технический результат по сравнению с известными аналогами, который заключается в повышении жесткости узла, снижении трудозатрат, и помимо этого может быть получена экономическая выгода при использовании отходов деревообрабатывающего производства.

Преимущество заявляемой сводчатой конструкции обусловлено более простым конструктивным решением узла в результате использования открытых болтовых соединений и вследствие этого меньшей трудоемкости монтажа. Также узел является более жестким и способен передавать больший изгибающий момент за счет стягивания стержней стыковой накладкой. Экономические преимущества основаны на низкой стоимости отходов деревообрабатывающего производства, которые можно применять в качестве стержней конструкции свода и стыковых накладок.

1. Сводчатая конструкция в виде сетки с прямоугольной ячейкой из связанных между собой продольных и поперечных по отношению к продольной оси свода элементов, причем продольные элементы выполнены неразрезными, а поперечные элементы, примыкающие концами к продольным элементам, сопряжены с ними в узлах сетки, отличающаяся тем, что конструкция выполнена из деревянных стержней круглого сечения, образующих рядовые усиленные узлы сопряжения с возможностью работы поперечных стержней в стыках на осевые усилия и изгибающие моменты, при этом поперечные стержни состыкованы с продольным стержнем в рядовых узлах с сопряжением по цилиндрическим поверхностям в соответствии с геометрией сводчатой конструкции и снабжены с внутренней стороны узла стыковыми накладками, имеющими ту же изгибную жесткость, что и стыкуемые поперечные стержни, и скрепленными с ними и с продольным стержнем стяжными болтами, пропущенными через выполненные в стержнях и в стыковой накладке отверстия, причем стыковая накладка снабжена по длине пазами, сопрягаемыми со стыкуемыми стержнями, повернутыми друг к другу относительно оси продольного стержня.

2. Сводчатая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что стыкуемые концы поперечных стержней выполнены с цилиндрической поверхностью в торцевой части, сопрягаемой с продольным стержнем в узле.

3. Сводчатая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что поперечные стержни состыкованы в узле с продольным стержнем с помощью дополнительных парных накладок-коротышей, закрепленных на продольном стержне в соответствии с геометрической сеткой и являющихся упорами для нескошенных торцов поперечных стержней, выполненных под прямым углом с шипом в центре, при этом накладки-коротыши снабжены с одной стороны частью цилиндрической поверхности, сопряженной с продольным стержнем, с другой стороны выполнены с плоской частью, перпендикулярной оси поперечного стержня и стыкуемой с его торцом, снабженным шипом в центре, взаимодействующим с ответным отверстием, выполненным в накладке-коротыше перпендикулярно плоской части.

4. Сводчатая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве стержней использованы отходы фанерного производства.



 

Похожие патенты:

Купол // 2546703
Изобретение относится к области строительства, в частности к зданиям с купольными крышами. Технический результат заключается в повышении жесткости конструкции.

Изобретение относится к области строительства, а именно к трехшарнирным аркам треугольного очертания, которые могут быть использованы в качестве несущих конструкций облегченных покрытий зданий и сооружений.

Свод // 2543762
Изобретение относится к области строительства. В своде, содержащем по меньшей мере две жесткие смежные оболочки в форме полуцилиндров с опорами в виде колонн, поперек вершин оболочек выполнено ребро жесткости с нисходящими от него в разные стороны плоскостями.

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкции купольного типа. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности конструкции.

Изобретение относится к области строительства, в частности к монтажу сводов арки. Технический результат изобретения заключается в снижении трудозатрат при монтаже арки.

Изобретение относится к области строительства, а именно к сферической пространственной конструкции. Технический результат изобретения заключается в снижении веса сферической конструкции, упрощении ее сборки, повышении точности выполнения сферической поверхности.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу сборки сооружений сферической формы. Технический результат изобретения заключается в точности выполнения сферической поверхности.

Изобретение относится к области строительства и касается способа изготовления арки из коробчатых профилей. Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости изготовления и транспортирования арок.

Изобретение относится к области строительства и касается рамных конструкций, близких по очертанию к арочным конструкциям. Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости рамно-арочной конструкции.

Изобретение относится к области строительства, а именно к рамным покрытиям зданий в виде полигональной рамы или арки. Технический результат изобретения заключается в повышении жесткости полигональной конструкции.

Изобретение относится к области строительства, а именно к изготовлению полукруглого деревянного элемента для сферической конструкции. Технический результат изобретения заключается в упрощении изготовления элемента. Способом производства полукруглого элемента включает следующие этапы: распиливание заготовки цилиндрической формы древесины на по меньшей мере одну отдельную прямоугольную доску, с последующим их высушиванием и склеиванием на микрошип с образованием ламели. Затем на ламели наносят клей и прижимают друг к другу для склеивания в полукруглый конструктивный элемент, после чего выравнивают боковые поверхности, срезают вдоль продольной оси полукруглого конструктивного элемента каждый из его четырех углов с образованием в поперечном сечении четырехугольника. 3 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения арочных зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности и жесткости узлового соединения элементов арки. Способ включает сборку арок в горизонтальном положении из однотипных элементов путем шарнирного соединения их концов к фасонкам центральными болтами, придание аркам требуемого очертания, жесткое закрепление к фасонкам, последующую установку арок в проектное положение, монтаж прогонов по аркам и укладку по ним ограждения. Фасонки выполняют из отрезков тонкостенной прямоугольной или квадратной трубы, а концы однотипных элементов размещают внутри фасонок, на верхних и нижних полках которых выполняют продольные и поперечные прорези с образованием консольных участков, которые отгибают до контакта с полками концов однотипных элементов с обеспечением требуемого очертания арки и последующей установкой между ними самосверлящихся болтов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к сетчатым оболочкам двоякой кривизны. Технический результат изобретения заключается в снижении материалоемкости оболочки. Однослойный сетчатый свод двоякой кривизны состоит из арок двух перекрестных направлений, собранных из несущих стержней и образующих четырехугольные ячейки с узлами соединения, и контурных элементов. Арки первого направления с центральной аркой выполнены из несущих стержней, соединенных между собой первыми фасонками, арки перекрестного направления с центральной аркой выполнены из несущих стержней, соединенных между собой вторыми фасонками. Арки первого и перекрестного направлений, кроме центральных арок, снабжены на концах первыми и вторыми фасонками соответственно. Центральные арки снабжены на концах третьими фасонками. Первая и вторая фасонки выполнены в виде прямоугольных пластин с вертикально расположенными по центру вырезами, причем вырезы первой и второй фасонок направлены навстречу друг другу для образования узла соединения при соединении арок первого и перекрестного направлений, а контурные элементы выполнены в виде периметральных стержней, соединенных с концевыми фасонками арок. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к несущим каркасам быстровозводимых зданий и сооружений. Каркас включает шарнирно соединенные элементы арочно-рамной конструкции в виде поясов с раскосами, образующие ячейки четырехзвенных механизмов, опорные шарниры и центральный шарнир, расположенный выше опорных шарниров. Ячейки четырехзвенных механизмов образованы элементами поясов и восходящих раскосов, причем смежные ячейки объединены в кинематическую цепь таким образом, что имеют общие элементы в виде восходящих раскосов, а нисходящие раскосы расположены по диагоналям четырехзвенных ячеек. Предложен способ монтажа каркаса. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 24 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве сборной сферической оболочки. Технический результат изобретения - упрощение изготовления и монтажа оболочки. Сферическая оболочка содержит шестиугольные панели, разнотипные марки которых одинаковым образом расположенные в пределах секторов, имеющих общую вершину на панели, выполненной в виде правильного шестиугольника. Неправильные шестиугольные панели, имеющие убывающие размеры от вершины секторов к периферии, образуют одинаковые ряды разнотипных марок, повернутые в пределах каждого сектора на одинаковый угол относительно оси, проходящей через центр сферы и перпендикулярной плоскости симметрии сектора. В пределах секторов, составляющих 120°, шестиугольные панели выполнены с несущим каркасом из ребер-ригелей и узловых элементов, а также с углами, описанными окружностями со своими радиусами из центров панелей, которые лежат на сфере. Углы трех смежных панелей соединены и расположены в точке, где расположен узловой элемент. Панели в виде правильного шестиугольника с центрами на осях секторов выполнены одного радиуса; панели в виде неправильных шестиугольников, частично или полностью расположенные в пределах секторов, равноудаленные от осей секторов, имеют равные радиусы-ребра и длины сторон-ребер. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к арочным конструкциям из тонколистовых холодногнутых профилей. Сборно-разборное арочное сооружение содержит покрытие из соединенных между собой внахлест продольными краями арок, каждая из которых выполнена составной по длине из нескольких профилированных элементов. Часть профилированных элементов выполнена прямолинейными, другая часть - дугообразно изогнутыми за исключением их концевых участков, выполненных прямолинейными. Узел крепления профилированного элемента к фундаменту включает основание из уголкового профиля, на котором в ряд установлены листовые фасонки с контактными плоскостями для соединения с профилированным элементом, опертые на горизонтальную полку основания и соединенные с его вертикальной полкой отгибами, сформированными по сторонам от контактных плоскостей. Профилированный элемент установлен с опорой на горизонтальную полку основания между контактными плоскостями соседних листовых фасонок и вертикальной полкой основания. Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости арочного сооружения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 15 ил.

Сооружение на базе пневматической опалубки может быть использовано для быстрого возведения сооружений типа оболочек. Сооружение на базе пневматической опалубки включает в себя герметично соединенные с основанием наружную и внутреннюю оболочки из эластичного материала. Основание, воспринимающее распорные усилия, имеет строение, схожее со строением свода опалубки, и в рабочем положении образует со сводом единую жесткую конструкцию, что способствует повышению прочностных свойств. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлу соединения стержневых элементов. Технический результат изобретения заключается в монтаже стержней без перекосов. Узел соединения связывает стержневые элементы геодезического купола и включает центральную вставку в форме полого цилиндра для первого варианта и в форме полуцилиндра - для второго, а также связанные с концами стержневых элементов соединители. Каждый соединитель выполнен в виде двух П-образных скоб, зацепленных друг за друга с размещением поперечины одной скобы в пространстве между полками другой. Одна П-образная скоба охватывает центральную вставку снаружи с наложением полок на торцевые грани цилиндра и зафиксирована относительно него стяжным элементом. Вторая П-образная скоба охватывает конец стержневого элемента и скреплена с ним. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к сборно-разборным каркасам волнообразных оболочек вращения. Техническим результатом является снижение несущих элементов каркаса. Конструктор быстровозводимых сборно-разборных каркасов волнообразных оболочек вращения содержит несущие элементы (ребра) и соединительные узлы (коннекторы), с помощью которых собираются унифицированные модули каркаса в виде смежных пространственных равнобедренных прямоугольных треугольников, гипотенузами которых являются однотипные дугообразные ребра, а катеты выполнены либо прямолинейными, или дугообразными. Поверхность оболочки образована способом вращения плоской волнообразной образующей вокруг оси, находящейся вместе с ней в одной плоскости; в качестве образующей оболочки вращения использована непрерывная кривая, состоящая из чередующихся выпуклых и вогнутых однотипных дугообразных гипотенуз. Соединительные узлы ребер каркаса выполнены из двух типов коннекторов. 1 табл., 15 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к сборно-разборным каркасам волнообразных оболочек. Технический результат изобретения заключается в снижении количества несущих элементов каркаса. Конструктор сборно-разборных каркасов волнообразных оболочек переноса содержит несущие элементы (ребра) и соединительные узлы (коннекторы), с помощью которых собираются унифицированные модули каркаса в виде смежных пространственных равнобедренных прямоугольных треугольников, гипотенузами которых являются однотипные дугообразные ребра, а катеты выполнены прямолинейными или дугообразными. Поверхность оболочки образована способом переноса - поступательного перемещения плоской волнообразной образующей по перпендикулярной ей волнообразной направляющей; в качестве образующей и направляющей оболочки переноса использованы взаимно перпендикулярные кривые, состоящие из чередующихся выпуклых и вогнутых однотипных дугообразных гипотенуз. Соединительные узлы ребер каркаса выполнены из двух типов коннекторов. 13 ил., 1 табл.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве сетчатого свода-оболочки под здания различного назначения. Технический результат заключается в повышении жесткости конструкции. Сводчатая конструкция выполнена в виде сетки с прямоугольной ячейкой из связанных между собой продольных и поперечных элементов, выполненных из деревянных стержней круглого сечения, причем продольные элементы выполнены неразрезными, а поперечные элементы, примыкающие концами к продольным элементам, сопряжены с ними в узлах сетки. Поперечные стержни состыкованы с продольным стержнем в рядовых узлах с сопряжением по цилиндрическим поверхностям в соответствии с геометрией сводчатой конструкции и снабжены с внутренней стороны узла стыковыми накладками, имеющими ту же изгибную жесткость, что и стыкуемые поперечные стержни, и скрепленными с ними и с продольным стержнем стяжными болтами, пропущенными через выполненные в стержнях и в стыковой накладке отверстия. Стыковая накладка снабжена по длине пазами, сопрягаемыми со стыкуемыми стержнями, повернутыми друг к другу относительно оси продольного стержня. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх