Пространственное ячеистое купольное покрытие

Авторы патента:

E04B1/32 - арочные строительные конструкции; сводчатые строительные конструкции; складные конструкции (сводчатые крыши E04B 7/08)

Владельцы патента RU 2583968:

Левин Евгений Владимирович (RU)

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.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении купольных покрытий зданий и сооружений различного функционального назначения.

Известно пространственное ячеистое купольное покрытие, содержащее смонтированные под углом одна к другой пяти- и шестиугольные панели, соединенные друг с другом по смежным краям и снабженные понизу трапециевидными равнобедренными панелями, равными половине шестигранных панелей, все панели оснащены ребрами жесткости, расположенными между геометрическим центром панели и ее углами на их наружной или внутренней поверхности (РФ патент 2212502 от 2000 г., МКИ Е04В 1/32). Размеры известного купольного покрытия ограничены возможностями принятого технологического процесса изготовления панелей - формованием стеклофибробетонной смеси.

Задача изобретения заключается в расширении возможных типоразмеров легких панелей с сохранением необходимой жесткости самих панелей и купольного покрытия в целом. Технический результат достигается за счет использования жестких унифицированных элементов, из которых можно собирать панели различных размеров.

Технический результат достигается за счет того, что пространственное ячеистое купольное покрытие, содержащее смонтированные под углом одна к другой пяти- и шестиугольные панели, соединенные друг с другом по смежным краям и снабженные понизу трапециевидными равнобедренными панелями, равными половине шестигранных панелей, все панели оснащены ребрами жесткости, расположенными между геометрическим центром панели и ее углами на их наружной или внутренней поверхности, согласно изобретению пяти- и шестиугольные панели образованы треугольниками, треугольники снабжены отбортовками, выполняющими роль ребер жесткости, треугольники в пяти- и шестиугольных панелях соединены друг с другом по смежным краям, в соединениях панелей друг с другом и соединениях треугольников друг с другом установлены болтовые или заклепочные соединения и прокладки из эластичного материала, места сопряжения углов пяти и шести треугольников снабжены узлами крепления. Треугольники выполнены как единое целое штамповкой с вытяжкой. Треугольники выполнены из коррозионно-стойкого материала, например из нержавеющей стали или алюминиевого сплава. Треугольники в панелях образованы из одного, или из четырех, или девяти, или шестнадцати, или двадцати пяти треугольников. Узлы крепления мест сопряжения углов пяти треугольников выполнены в виде пятизвездных пробок из эластичного материала, сопряженных с пяти звездными корончатыми шайбами, и винтового соединения. Узлы крепления мест сопряжения углов шести треугольников выполнены в виде шестизвездных пробок из эластичного материала, сопряженных с шести звездными корончатыми шайбами, и винтового соединения. В узле крепления мест сопряжения углов пяти и шести треугольников винт винтового соединения выполнен заформованным в пробке из эластичного материала.

Изобретение поясняется на примерах его выполнения.

На чертежах изображено:

на фиг. 1 - общий вид купольного покрытия;

на фиг. 2 - схема построения пятиугольных панелей, образованных пятью треугольниками, где каждый треугольник последовательно состоит из одного, или четырех, или девяти, или шестнадцати, или двадцати пяти треугольников;

на фиг. 3 - схема построения шестиугольных панелей, образованных шестью треугольниками, где каждый треугольник последовательно состоит из одного, или четырех, или девяти, или шестнадцати, или двадцати пяти треугольников;

на фиг. 4 - сечение по А-А на фиг. 2;

на фиг. 5 - сечение по Б-Б на фиг. 2;

на фиг. 6 - сечение по В-В на фиг. 3;

на фиг. 7 - сечение по Г-Г на фиг. 5;

на фиг. 8 - сечение по Д-Д на фиг. 6;

на фиг. 9 - схема сборки купольного покрытия.

Пространственное ячеистое купольное покрытие содержит смонтированные под углом одна к другой пятиугольные 1 и шестиугольные 2 панели, соединенные друг с другом по смежным краям и снабженные понизу трапециевидными равнобедренными панелями 3, равными половине шестигранных панелей 2. Пятиугольные панели образованы пятью треугольниками 4 (фиг. 2), где каждый треугольник может состоять из одного 5, или четырех 6, или девяти 7, или шестнадцати 8, или двадцати пяти 9 треугольников. Шестиугольные панели образованы шестью треугольниками 10 (фиг. 3), где каждый треугольник может состоять из одного 11, или четырех 12, или девяти 13, или шестнадцати 14, или двадцати пяти 15 треугольников. Треугольники 5-9 пятиугольной панели могут быть одного размера. Треугольники 11-15 шестиугольной панели также могут быть одного размера. Такое исполнение панелей дает возможность собирать из унифицированных элементов купольные покрытия в широком диапазоне размеров. Треугольники 16 снабжены отбортовками 17 (фиг. 4), выполняющими роль ребер жесткости. Треугольники в пяти- и шестиугольных панелях соединены друг с другом по смежным краям, в соединениях панелей друг с другом и соединениях треугольников друг с другом установлены болтовые или заклепочные соединения 18 и прокладки 19 из эластичного материала. Треугольники 16 выполнены как единое целое штамповкой с вытяжкой из коррозионно-стойкого материала, например из нержавеющей стали или алюминиевого сплава. Узлы крепления мест сопряжения углов пяти треугольников (фиг. 5 и 7) выполнены в виде пятизвездных пробок 20 из эластичного материала, сопряженных с пятизвездными корончатыми шайбами 21, и винтового соединения 22. Узлы крепления мест сопряжения углов шести треугольников (фиг. 6 и 8) выполнены в виде шестизвездных пробок 23 из эластичного материала, сопряженных с шестизвездными корончатыми шайбами 24, и винтового соединения 25. Необходимость использования пятизвездных 20 и шестизвездных 23 пробок обусловлена технологией штамповки с вытяжкой радиусов на углах треугольников 16. Винты 22 и 25 могут быть выполнены заформованными в пробках 20 и 23. В варианте выполнения купольного покрытия без установки утеплителей место сопряжения углов пяти и шести треугольников закрепляют с помощью пробки 20, винта 22, корончатой шайбы 21 и гайки 26 (фиг. 5). В варианте выполнения купольного покрытия с установкой утеплителей место сопряжения углов пяти и шести треугольников закрепляют с помощью пробки 23, винта 25, корончатой шайбы 24 и гайки 26 (фиг. 6), а утеплитель 27 крепят с помощью полос или шайб 28 и гаек 29. В этом случае предпочтительно дополнительно использовать пластмассовые шайбы 30, что улучшает теплоизоляцию купольного покрытия. Короны корончатых шайб 21 и 24 размещают в углах треугольников 16 для восприятия радиальных нагрузок в узлах крепления мест сопряжения углов треугольников.

Монтаж купольного покрытия

Панели 1, 2 и 3 собирают на месте монтажа купольного покрытия или в заводских условиях. Утеплитель 27 может быть установлен на поверхность панелей, как при их сборке, так и после монтажа в купольное покрытие. При этом до окончания монтажа оставляют не заполненными утеплителем 27 места соединения панелей друг с другом для установки болтовых или заклепочных соединений 18 и прокладок 19. Монтаж панелей ведут сверху, используя опорную колонну 31 (фиг. 9), закрепленную на фундаменте 32. Верхнюю панель 33 закрепляют на стержнях 34 на винтах 22 или 25 с помощью гаек 26 или 29. К уже смонтированной панели 33 подводят смежные панели 35 и 36. Панель 36 предварительно закрепляют на фундаменте 32. Для монтажа панелей 33 и 35 используют подъемно-поворотную площадку 37, установленную подвижно на опорной колонне 31. После окончания монтажа купольного покрытия подъемно-поворотную площадку 37 демонтируют.

Задача изобретения состоит в расширении возможных типоразмеров легких панелей с сохранением необходимой жесткости самих панелей и купольного покрытия и в целом решена за счет использования жестких унифицированных треугольников 16, изготовленных как единое целое штамповкой с вытяжкой. Из треугольников 16 можно собирать панели различных размеров.

1. Пространственное ячеистое купольное покрытие, содержащее смонтированные под углом одна к другой пяти- и шестиугольные панели, соединенные друг с другом по смежным краям и снабженные понизу трапециевидными равнобедренными панелями, равными половине шестигранных панелей, все панели оснащены ребрами жесткости, расположенными между геометрическим центром панели и ее углами на их наружной или внутренней поверхности, отличающееся тем, что пяти- и шестиугольные панели образованы треугольниками, треугольники снабжены отбортовками, выполняющими роль ребер жесткости, треугольники в пяти- и шестиугольных панелях соединены друг с другом по смежным краям, в соединениях панелей друг с другом и соединениях треугольников друг с другом установлены болтовые или заклепочные соединения и прокладки из эластичного материала, места сопряжения углов пяти и шести треугольников снабжены узлами крепления; при этом узлы крепления мест сопряжения углов пяти треугольников выполнены в виде пятизвездных пробок из эластичного материала, сопряженных с пятизвездными корончатыми шайбами, и винтового соединения, а узлы крепления мест сопряжения углов шести треугольников выполнены в виде шестизвездных пробок из эластичного материала, сопряженных с шестизвездными корончатыми шайбами, и винтового соединения.

2. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что треугольники выполнены как единое целое штамповкой с вытяжкой.

3. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что треугольники выполнены из коррозионно-стойкого материала, например, из нержавеющей стали или алюминиевого сплава.

4. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что треугольники в панелях образованы из четырех, или девяти, или шестнадцати, или двадцати пяти треугольников.

5. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что в узле крепления мест сопряжения углов пяти и шести треугольников винт винтового соединения выполнен заформованным в пробке из эластичного материала.

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.

Конструктор быстровозводимых сборно-разборных каркасов волнообразных оболочек переноса // 2573142

Изобретение относится к области строительства, в частности к сборно-разборным каркасам волнообразных оболочек. Технический результат изобретения заключается в снижении количества несущих элементов каркаса.

Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений в форме волнообразных оболочек вращения // 2573138

Изобретение относится к области строительства, в частности к сборно-разборным каркасам волнообразных оболочек вращения. Техническим результатом является снижение несущих элементов каркаса.

Узел соединения стержневых элементов пространственного каркаса (варианты) // 2570728

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлу соединения стержневых элементов. Технический результат изобретения заключается в монтаже стержней без перекосов.

Сооружение на базе пневматической опалубки // 2568461

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.

Сборно-разборное арочное сооружение и узел крепления профилированного элемента к фундаменту, использованный в этом сооружении // 2566881

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.

Сборная сферическая оболочка // 2564545

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве сборной сферической оболочки. Технический результат изобретения - упрощение изготовления и монтажа оболочки.

Каркас быстровозводимого сооружения и способ его монтажа // 2564292

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.

Однослойный сетчатый свод двоякой кривизны // 2558554

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

Способ возведения арочного здания // 2554630

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.

Несущая конструкция многоэтажного большепролетного сооружения (варианты) и способ возведения многоэтажного большепролетного сооружения // 2596228

Изобретение относится к области строительства, в частности к несущей конструкции многоэтажного большепролетного сооружения. Технический результат изобретения заключается в увеличении свободного пространства сооружения. Несущий остов состоит из одного или нескольких двухэтажных несущих ярусов, последовательно располагаемых друг над другом по высоте сооружения. На верхнем этаже двухэтажного несущего яруса расположены несущие большепролетные междуэтажные металлические конструкции в виде плоских комбинированных ферменных систем, а в уровне нижнего этажа двухэтажного несущего яруса по краям пролетов в плоскости ферменных систем выполняются вертикальные связи высотой на этаж, связанные с узлами ферменных систем. Верхний и нижний пояса ферменных систем выполнены в виде поясных ферм либо поясных балок, в уровне которых установлены межпролетные фермы либо балки перекрытий поперечного направления. Железобетонные междуэтажные перекрытия устроены по верхнему уровню поясных ферм либо балок. Предложены другие варианты несущих конструкций и способ их возведения. 4 н.п. ф-лы, 11 ил.

Защитное каркасно-тканевое сооружение // 2597013

Изобретение относится к области военного дела, а именно, к войсковым сооружениям для защиты личного состава, пунктов управления, медицинских пунктов и полевых госпиталей, возводимых при фортификационном оборудовании позиций и районов расположения войск. Защитное каркасно-тканевое сооружение состоит из остова основного помещения и входного устройства, собираемых из кольцевых элементов каркаса и оболочки. Несущий каркас остова выполнен из композитных материалов кольцевой арочной конструкции с торцевыми защитными диафрагмами и вмонтированными в них защитно-герметическими дверями основного и запасного входов, соединенными между собой в единую конструкцию посредством оболочки из водонепроницаемой технической полиамидной ткани, прикрепленной изнутри к кольцевым арочным элементам при помощи тесемок и болтовыми креплениями с планками к диафрагмам. Для удобства ремонта или замены поврежденных арочных элементов на днище оболочки предусмотрен проем, сшиваемый вручную капроновым шнуром. Для повышения защитных свойств над остовом может быть возведен бетонный экран на основе металлических сеток или многослойной волокнистой ткани, заполненных цементно-песчаным составом быстрого твердения после его пропитки водой. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные и транспортные характеристики сооружения, упростить технологию его изготовления, повысить надежность, защитные свойства, увеличить полезную площадь. 8 ил.

Способ монтажа рамно-арочной конструкции // 2597216

Изобретение относится к строительству и может использоваться для возведения несущих каркасов быстровозводимых зданий и сооружений. Технический результат изобретения заключается в упрощении монтажа. Для монтажа без применения крана рамно-арочной конструкции, состоящей из секций, свободный конец одной крайней секции установлен на свободный конец другой крайней секции или на свободный конец смежной промежуточной секции, при этом подъем конструкции в проектное положение производят с одновременным перемещением свободных концов секций относительно друг друга до их сближения с помощью, например, лебедок и системы блоков. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Каркасный модуль здания // 2604613

Изобретение относится к модульному объемно-каркасному строительству и может быть использовано в малоэтажном домостроении. Технический результат изобретения заключается в расширении возможности объемно-планировочных решений здания. Каркасный модуль здания выполнен из прямолинейных профилей-ребер, соединенных между собой крепежными узлами, расположенными в вершинах образованных треугольных граней оснований в виде верхнего и нижнего многоугольников. Верхний многоугольник вписан в нижний многоугольник, причем каждые два ребра, выходящих из одного крепежного узла вершины нижнего многоугольника, соединены с тремя прямолинейными профилями-ребрами посредством узлов двух вершин верхнего многоугольника. Каркасный модуль снабжен дополнительными вертикальными ребрами, выходящими из узлов вершин нижнего многоугольника, ребра, соединяющие верхний и нижний многоугольники оснований и выходящие из одного узла вершины нижнего многоугольника, соединены с дополнительными вертикальными ребрами и между собой прямыми вставками, а вершины дополнительных вертикальных ребер соединены с узлами верхнего многоугольника каркаса. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений в форме сферических оболочек // 2617657

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструктору быстровозводимых сборно-разборных каркасов сферических оболочек. Техническим результатом изобретения является упрощение монтажа/демонтажа конструктора. Конструктор содержит несущие элементы (ребра) и соединительные узлы (коннекторы), с помощью которых собираются унифицированные модули каркаса в виде смежных пространственных равнобедренных прямоугольных треугольников, гипотенузами и катетами которых являются однотипные дугообразные ребра. Соединительные узлы ребер каркаса выполнены из элементов двух типов: центрального (ортогонального) коннектора для соединения однотипных катетов между собой и сферического коннектора для соединения гипотенуз с катетами. 12 ил., 1 табл.

Способ создания монолитной строительной конструкции // 2620105

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу создания монолитной строительной конструкции при возведении купольных сводов. Техническим результатом изобретения является повышение прочности конструкции. Способ создания монолитной конструкции включает установку элементов каркаса, которые жестко связывают между собой. При этом укладывают и закрепляют на элементах каркаса фрагменты мембраны, выполненной из эластичных материалов, и затягивают ею свободное пространство, формируя несъемную опалубку. Затем на сформированное таким образом основание конструкции наносят самоотверждающийся жидкий вспененный состав методом его напыления и выдерживают созданную конструкцию до отверждения состава и достижения необходимой ее прочности. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Многофункциональное сооружение "узел спорта на открытом воздухе" // 2625843

Изобретение относится к строительству многофункциональных сооружений с трансформируемыми покрытиями. Многофункциональное сооружение включает зону для занятий зимними видами спорта и зону для занятий летними видами спорта. Зона для занятия зимними видами спорта представляет собой ледовое покрытие, расположенное на бетонном основании подвально-цокольного этажа сооружения 1, выполненного в виде открытого ледового катка без обогрева и боковых стенок. Потолочная плита перекрытия упомянутого подвально-цокольного этажа является основанием зоны для занятий летними видами спорта 2, выполненного в виде песчаного покрытия для пляжных видов спорта. Сооружение снабжено параллельно расположенными друг к другу рамами жесткости 3, выполненными в виде арок, которые размещены на железобетонных фундаментах, расположенных по углам бетонного основания подвально-цокольного этажа, обеспечивая единое целое железобетонных фундаментов и бетонного основания подвально-цокольного этажа. На арочных рамах жесткости установлена светопрозрачная сборно-разборная сезонная навес-крыша 4, выполненная в форме независимых между собой «лепестков». Навес-крыша расположена на вантах с возможностью свободно передвигаться по упомянутым вантам. Рамы жесткости перекрывают полностью все рабочее пространство многофункционального сооружения на отметке выше уровня земли. Для занятий летними видами спорта может быть использована зона для занятий летними видами спорта в зимнее время в качестве открытого лыжедрома при удалении светопрозрачной сборно-разборной сезонной навес-крыши 4. Многофункциональное сооружение снабжено гоночной трассой многоцелевого назначения. В его составе используют инфраструктурный городок из контейнерных модулей. Изобретение позволяет обеспечить возможность трансформации открытого полуплоскостного сооружения (стадион) в крытое сооружение (стадион) капитального типа и достичь полного эффекта открытого пространства в зимнее и летнее время и полузакрытого пространства в летне-осенний период. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Купол // 2627800

Изобретение относится к области строительства, в частности к купольным сооружениям. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности купола. Купол состоит из деревянного каркаса, включающего составные меридиональные арочные ребра, выполненные из состыкованных торцами под углом друг к другу элементов, и скрепленные верхними концами с центральным опорным элементом, а нижними - с опорным элементом основания, горизонтальных прогонов, соединенных с меридиональными ребрами. Состыкованные элементы арочных ребер соединены внахлест по вырезанным торцам и скреплены нагелями, на свободные концы которых надеты концы горизонтальных прогонов, центральный опорный элемент выполнен в виде диска, а нижний ярус горизонтальных прогонов надет на нагели, установленные в отверстия нижних элементов меридиональных арочных ребер. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Универсальное здание // 2631285

Изобретение относится к куполообразному или шарообразному универсальному зданию, представляющему собой быстровозводимую сборно-разборную конструкцию, и может быть использовано при возведении зданий различного функционального назначения, различной этажности, как теплых, так и холодных, в том числе жилых зданий, коттеджей, промышленных, административных зданий, спортивных, сельскохозяйственных, складских, временных переносных, арочных сооружений, атриума-крыши, атриума-помещения, размещенного над верхним этажом здания. Универсальное здание куполообразной формы содержит несущий каркас, выполненный с основанием и вершиной в виде многоугольников разного периметра, крышу в вершине несущего каркаса и облицовочный материал. При этом несущий каркас выполнен в виде по крайней мере трех пирамидообразных объемных ферм, расположенных симметрично относительно центра основания и жестко соединенных между собой в верхней части по крайней мере одной горизонтальной балкой с образованием пространства между крайними стойками объемной фермы, равноудаленного по всей высоте от основания и до верхней части ферм. Причем крыша обшита облицовочным материалом. Изобретение позволяет снизить материалоемкость и срок монтажа здания, повысить его прочность и устойчивость, в том числе в условиях несимметричных и динамических нагрузок, повысить энергоэффективность и светопрозрачность здания. 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Купольное сооружение // 2638682

Изобретение относится к строительству купольных сооружений. Технический результат - повышение надежности сооружения при землетрясениях. Купольное сооружение включает крупноразмерные железобетонные плиты, продольные ребра которых направлены по меридианам, в нижней части жестко соединенные с опорным кольцом, в него дополнительно включены кольцо из пенобетона и железобетонное кольцо основания. Кольцо из пенобетона жестко соединено с опорным кольцом и железобетонным кольцом основания, при этом все кольца заглублены в грунт. 1 ил.