Сборная сферическая оболочка

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 области строительства и может быть использовано в качестве сборной сферической оболочки покрытий зданий различного назначения, а также для устройства сферических отражателей в зеркальных антеннах и концентраторах энергии.

Известна сборная сферическая оболочка из шестиугольных панелей, разнотипные марки которых одинаковым образом расположены в пределах секторов, имеющих общую вершину в центре панели, выполненной в виде правильного шестиугольника, каждая панель в плане состоит из двух состыкованных по длинным основаниям равнобоких трапеций, боковые стороны которых для всех марок панелей равны, а основания имеют убывающую длину от центральной панели к периферии, причем панели, сопряженные меньшими основаниями трапеций, образуют одинаковые ряды разнотипных марок, повернутые в пределах каждого сектора на одинаковый угол относительно оси, проходящей через центр сферы и перпендикулярной плоскости симметрии сектора (SU 1321794, МПК E04B 7/10, опубл. 07.07.1987).

Недостатком известного решения является сложность и материалоемкость узловых соединений разнотипных панелей, обусловленная тем, что в каждом узле сходится более трех трапециевидных панелей, каждая из которых имеет свое собственное направление в пространстве и свои размеры. Получение плоских трапеций шестиугольных панелей возможно только у панелей, выполненных в виде правильных или симметричных шестиугольников, расположенных на главных линиях-окружностях, проходящих через вершину секторов, или на главных линиях, перпендикулярных к границам секторов, в виде осей правильных шестиугольников одного размера.

Технический результат заключается в упрощении изготовления и монтажа сборной сферической оболочки за счет снижения числа типоразмеров панелей и элементов, а также уменьшения числа соединяемых монтажных элементов, а также в обеспечении необходимой точности монтажа, возможности производить укрупнительную сборку элементов сборной сферической оболочки, и соответственно, в повышении надежности работы конструкции.

Сущность изобретения заключается в том, что сборная сферическая оболочка содержит шестиугольные панели, разнотипные марки которых одинаковым образом расположены в пределах секторов, имеющих общую вершину на панели, выполненной в виде правильного шестиугольника, неправильные шестиугольные панели имеют 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 углы 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 пересечения соответствующих трех окружностей, где расположен узловой элемент, панели, выполненные 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, могут иметь равные радиусы-ребра и длины сторон-ребер. На осях секторов, составляющих углы 60°, могут быть выполнены шестиугольные панели в виде правильных шестиугольников, которые чередуются с панелями в виде неправильных шестиугольников, при этом на осях секторов лежат стороны этих панелей, также панели в виде неправильных шестиугольников выполнены на

дополнительных осях, перпендикулярных осям секторов. Шестиугольные панели могут быть выполнены с незавершенным каркасом в виде трех треугольных призм, собранных из сквозных ригелей и узловых элементов-стоек, узловые элементы-стойки для соединения каркаса по углам выполнены в виде трубы с отверстиями, обеспечивающими соединения ригелей в шестиугольный каркас под углами 52-68°, торцевые элементы ригелей соединяют с узловым элементом-стойкой через шайбы-прокладки регулируемой толщины на болтах.

Сущность сборной сферической оболочки поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен вид сверху сборной сферической оболочки с тремя секторами в плане, составляющими 120°; на фиг. 2 - вид сбоку сборной сферической оболочки с тремя секторами в плане, составляющими 120°; на фиг. 3 - вид сверху сборной сферической оболочки с шестью секторами в плане, составляющими 60°; на фиг. 4 - вид сбоку сборной сферической оболочки с шестью секторами в плане, составляющими 60°, на фиг. 5 - вид сборной сферической оболочки из шестиугольных панелей с незавершенным каркасом; на фиг. 6 - вид шестиугольной панели с незавершенным каркасом (показаны связи, а треугольные панели ограждения условно не показаны); на фиг. 7 - разрез и вид сбоку шестиугольной панели; на фиг. 8 - узлы А и Б шестиугольной панели.

Сборная сферическая оболочка (фиг. 1, 2) содержит шестиугольные панели 1, разнотипные марки которых одинаковым образом расположены в пределах секторов 2, имеющих общую вершину 3 сферы на панели, выполненной в виде правильного шестиугольника 4, неправильные шестиугольные панели 1 имеют убывающие размеры от вершины 3 секторов 2 к периферии. В пределах секторов 2, составляющих углы, кратные 60°, а именно 120°, т.е. кратных 60°, шестиугольные панели 1 и 4 выполнены с несущим каркасом из ребер-ригелей 5 и узловых элементов 6, а также с углами 7, описанными окружностями 8 со своими радиусами из центров 9 панелей 1 и 4, которые лежат на сфере, углы 7 трех смежных панелей 1 и 4 соединены и расположены в точке пересечения 6 соответствующих трех окружностей 8, где расположен узловой элемент 6. Панели, выполненные в виде правильного шестиугольника 4, с центрами 9 на осях 10 секторов 2 выполнены одного радиуса, панели в виде неправильных шестиугольников 1, частично или полностью расположенные в пределах секторов 2, равноудаленные от осей 10 секторов 2, могут иметь равные радиусы-ребра 5 и длины сторон-ребер 5.

В сборной сферической оболочке (фиг. 3, 4) на осях 10 секторов 2, составляющих углы 60°, могут быть выполнены шестиугольные панели в виде правильных шестиугольников 4, которые чередуются с панелями в виде неправильных шестиугольников 1. На осях 10 секторов 2 лежат стороны панелей 1 и 4, также панели в виде неправильных шестиугольников 1 выполнены на дополнительных осях 11, перпендикулярных осям 10 секторов 2.

Сфера (фиг. 5), образованная семью рядами шестиугольных панелей 1 с расположенными на осях 10 и дополнительных осях 11 правильными шестиугольными панелями 4, состоит из элементов в виде сторон-ребер 5 18-ти типоразмеров, а монтаж осуществляется шестиугольными панелями 1 7-ми типоразмеров.

Треугольные панели ограждения условно не показаны, но пунктиром показаны отсутствующие шесть связей-распорок 12 и три ригеля 5. В сборной сферической оболочке (фиг. 5-8) шестиугольные панели 1 или 4 могут быть выполнены с незавершенным каркасом 13 в виде трех треугольных призм 14, собранных из сквозных ригелей 5 и узловых элементов-стоек 6. Узловые элементы-стойки 6 для соединения каркаса по углам 7 выполнены в виде трубы 6 с отверстиями 15, обеспечивающими соединения ригелей 5 в шестиугольный каркас 13 под углами 52-68° (близкими к 60°). Торцевые элементы 16 ригелей 5 соединяются с узловым элементом-стойкой 6 через шайбы-прокладки 17 регулируемой толщины на болтах 18.

Монтаж сборной сферической оболочки покрытия зданий из шестиугольных панелей 1 и 4 начинается с укрупнительной сборки панелей 1 и 4. Собираются по схеме оболочки незавершенные каркасы панелей 1 и 4 из ригелей 5 и узловых элементов-стоек 6, при этом недостающие узловые элементы-стойки 6 и ригели 5 располагаются по часовой стрелке. Незавершенный каркас раскрепляется связями 12 по нижним и верхним поясам ригелей 5, как показано на фиг.5, и, возможно, треугольными панелями ограждения. Монтаж оболочки производится установкой их в проектное положение раскреплением панелей 1 и 4 по периметру купола, начиная с основания и завершая панелью 4 на вершине 3. При монтаже небольшая часть узловых элементов-стоек 6 в незавершенном каркасе панелей 1 и 4 служит для монтажной жесткости панелей 1 и 4 и отсоединяется в процессе монтажа купола. Демонтаж оболочек происходит в обратном порядке: вначале снимаются отделочные элементы, снимаются панели 4 и 1, затем разъединяются несущие каркасы путем развинчивания гаек болтов 18 и снятия узловых элементов-стоек 6 по углам 7 панелей 1 и 4.

По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет упростить изготовление и монтаж сборной сферической оболочки за счет снижения числа типоразмеров панелей и элементов, а также уменьшения числа соединяемых монтажных элементов, обеспечить необходимую точность монтажа за счет конструктивного решения стоек и за счет прокладок, производить укрупнительную сборку элементов сборной сферической оболочки и повысить надежность работы конструкции всего покрытия.

1. Сборная сферическая оболочка, содержащая шестиугольные панели, разнотипные марки которых одинаковым образом расположены в пределах секторов, имеющих общую вершину на панели, выполненной в виде правильного шестиугольника, неправильные шестиугольные панели имеют 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, отличающаяся тем, что 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 пересечения соответствующих трех окружностей, где расположен узловой элемент, панели, выполненные 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. Сборная сферическая оболочка по п. 1, отличающаяся тем, что на осях секторов, составляющих 60°, могут быть выполнены шестиугольные панели в виде правильных шестиугольников, которые чередуются с панелями в виде неправильных шестиугольников, при этом на осях секторов лежат стороны этих панелей, также панели в виде неправильных шестиугольников выполнены на дополнительных осях, перпендикулярных осям секторов.

3. Сборная сферическая оболочка по пп. 1-2, отличающаяся тем, что шестиугольные панели могут быть выполнены с незавершенным каркасом в виде трех треугольных призм, собранных из сквозных ригелей и узловых элементов-стоек, при этом узловые элементы-стойки для соединения каркаса по углам выполнены в виде трубы с отверстиями, обеспечивающими соединения ригелей в шестиугольный каркас под углами 52-68°, торцевые элементы ригелей соединяют с узловым элементом-стойкой через шайбы-прокладки регулируемой толщины на болтах.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к строительству, а именно к сетчатым оболочкам двоякой кривизны. Технический результат изобретения заключается в снижении материалоемкости оболочки.

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.

Изобретение относится к области строительства, а именно к изготовлению полукруглого деревянного элемента для сферической конструкции. Технический результат изобретения заключается в упрощении изготовления элемента.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве сетчатого свода-оболочки под здания различного назначения. Технический результат заключается в повышении жесткости конструкции.

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 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, в частности к несущим клееным деревянным конструкциям. Сетчатая деревянная гнутоклееная конструкция образована перекрестными несущими арками и полуарками, имеющими верхний и нижний пояса, соединенные стойками. Полуарки соединяются с арками двухпоясными вогнутыми гнутоклееными деревянными элементами. Арки раскрепляются в пролетах гнутоклееными деревянными пластинами полуарок. Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости и жесткости сооружения. 6 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении купольных покрытий зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении жесткости покрытия. Купольное покрытие содержит смонтированные под углом одна к другой пятиугольные и шестиугольные панели, соединенные друг с другом по смежным краям и снабженные понизу трапециевидными равнобедренными панелями. Пяти- и шестиугольные панели образованы треугольниками, снабженными отбортовками. Треугольники панелей соединены друг с другом по смежным краям. Места сопряжения углов пяти и шести треугольников снабжены узлами крепления, выполненными в виде соответственно пяти- и шестизвездных пробок из эластичного материала, сопряженных с пяти- или шестизвездными корончатыми шайбами, и винтового соединения. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх