Способ образования сборных куполообразных оболочек

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020678 (21) 2626073/29-33 (51) М. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

E 04 В 7/08

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 300980. Бюллетень № 3 6 (53) УДК69. 024. . 4 (088. 8) Дата опубликования описания 300980 (72) Автор изобретения

В. В. Зубков

Московский ордена Трудового Красного Знамени архитектурный институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ СБОРНЫХ КУПОЛЬНЫХ

ОБОЛОЧЕК

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для строительства куполов, образование поверхности которых основано на использовании формообразующих свойств правильных многогранников.

Известен способ образования сборных купольных сооружений, оболочки которых представляют многогранную кристаллическую поверхность сферического очертания. Поверхность таких оболочек собирают на основе определенной номенклатуры формообразующих элементов (11 .

Для этих куполов характерно множество конструктивных типов элементов, составляющих оболочку. При изменении диаметра купола появляется необходимость в изменении типоразмеров конструктивных элементов. 20

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ образования сборных купольных оболочек, включаюа1ий соединение крае- 25 вых участков панелей правильного мно-, гоугольного очертания. Многоугольники группируют в отдельные пирамидки с треугольным или квадратным основанием, которые располагают по по- 3Р верхности правильных многогранников (2) .

Однако известный способ не позволяет создать оболочки любых пролетов иэ плоских панелей одного или двух типоразмеров, поскольку возможность образования куполов разных пролетов ограничена геометрическими характеристиками правильных многогранников

Цель изобретения - создание оболочек любых пролетов из плоских панелей одного,или двух типоразмеров, а также увеличение жесткости оболочек.

Достигается это тем, что при способе образования сборных купольных оболочек, включаюшем соединение краевых участков панелей правильного многоугольного очертания, расположенных по поверхности правильных многогранников, плоские панели располагают по поверхности отсеченных частей правильных многогранников, образуя объемные блоки, после чего их соединяют между собой одной или двумя сторонами многоугольного основания.

Предусмотрен вариант, по которому объемные блоки располагают с образованием между ними проемов, кото767309 рые заполняют плоскими панелями того же типоразмера.

Возможен вариант, когда близлежащие вершины смежных объемных блоков соединяют между собой стержневыми элементами. Кроме того, объемные блоки могут быть выполнены в виде напряженных элементов из цельного листа, имеющего надрезы.

На фиг. 1 изображен правильный двенадцатигранник, общий вид; на фиг. 2 — объемный блок в виде отсеченной части двенадцатигранника (первый тип), общий вид; на фиг. 3 — объемный блок в виде отсеченной части двенадцатигранника (второй тип), . общий вид, на фиг. 4 — объемный 15 блок в виде отсеченной части двенадцатигранника (третий тип), общий вид; на фиг. 5 — сборная купольная оболочка после соединения объемных блоков первого и третьего типа (пер- 2О вый вариант), общий вид; на фиг. 6 сборная купольная оболочка после соединения объемных блоков первого и второго типов (второй вариант), общий вид; на фиг. 7 — правильный 25 тридцатидвухгранник, общий вид; на фиг. 8 — объемный блок в виде отсеченной части тридцатидвухгранника (четвертый тип),-общий вид, на фиг. 9 — обьемный блок в- виде отсеченной части тридцатидвухгранника (пятый тип), общий вид, на фиг. 10 объемный блок в виде отсеченной части тридцатидвухгранника (шестой тип), общий вид, на фиг. 11 — сборная купольная оболочка после соединения объемных блоков четвертого типа (третий вариант), общий вид; на фиг.

12 — сборная купольная оболочка после соединений объемных блоков четвертого и шестого типов (четвертый 40 вариант); общий вид, на фиг 13 сборная куполообразная оболочка после соединений объемных блоков четвертого, пятого и шестого типов (пятый вариант), общий вид, на фиг. 4$ .14 — плоская и объемная панели,, общий вид; на фиг. 15 — сборная куполообразная оболочка после замены плоской пятиугольной панели на объемную (шестой вариант), общий вид; на фиг. 16 — сборная куполообразная оболочка после замены плоской пятиугольной панели на объемную (седьмой вариант), общий вид, на фиг. 17 — сборная куполообразная оболочка после замены плоской пятиугольной панели на объемную (восьмой вариант), общий вид, на фиг, 18 сборная куполообразная оболочка после замены плоской пятиугольной панели на объемную (девятый вариант), общий вид, на diIIã. 19 — сборная куполообразная оболочка после замены плоской пятиугольной панели на объемную (десятый вариант), общий вид, на фиг. 20 — предварительно напря- 65 женный объемный блок первого тиПа, общий вид, на фиг. 21 - раскрой предварительно напряженного объемного блока первого типа, общий вид," на фиг, 22 — предварительно напряженный объемный блок второго типа, общий вид; на фиг. 23 — раскрой предварительно напряженного объемного блока второго типа, общий вид; на фиг. 24 — сборная куполообразная оболочка иэ предварительно напряженных объемных блоков первого ти-, па (первый вариант), общий вид, на фиг. 25 — сборная куполообразная оболочка из предварительно напряженных объемных блоков первого и второго типа (второй вариант), общий вид.

Способ образования сборных купольных оболочек, конструкция которых содержит плоские панели в виде правильных многоугольников 1 пятиугольного очертания с постоянной длиной ребра 2, или многоугольников 3 треугольного очертания, или содержит комбинацию тех и других панелей 1, 3 с постоянной длиной ребра 2, которые могут быть изготовлены из листовых материалов таких, как металл, пластик, фанера и т. д. и стабилизированы по ребрам 2 опорным контуром многоугольного сечения.

Такие плоские панели 1 или 1 и 3 соединяют между собой по ребрам 2 в укрупненные конструктивные элементы, повторяющие комбинацию граней отсечен ных частей правильных многогранников

4 и 5, образуя объемные блоки б — 11.

При очень больших пролетах пятиугольные панели 1 объемных блоков б — 11 заменяют объемными пирамидками

12, составленными из пяти треугольных панелей 3 с постоянной длиной ребра

2, или же сами объемные блоки б — 11 выполняют в виде предварительно напря>кенных конструктивных элементов 13, 14 из цельнораскроенного листа 15 и

16 проката путем сгиба его участков и сварки, клепки, сбалчивания кромок раскроя между собой.

Объемные блоки б — 11 и 13, 14 соединяют между собой в определенных комбинациях через одну или две стороны своего многоугольного основания путем сварки, клепки, сбалчивания и образуют поверхность купольной оболочки.

В отдельных случаях для стабилизации всей конструктивной системы оболочки возможно включение стержня 17, соединяющего две близлежащие смежные вершины объемных блоков.

В итоге сложная многогранная поверхность способна выдерживать значительные напряжения, что невозможно достигнуть в случае гладкой поверхности оболочки.

767309

Возведение сборной куполообразной оболочки можно вести двумя способами.

Первый способ. Возведение оболочки начинают с установки объемных блоков 6 - 11, 13, 14, соединяемых между собой в зависимости от требуемого диаметра оболочки в определенных комбинациях, например 6 и 8, 7 и 6, 11 и

9, 10 и 9 и образующих нижний пояс оболочки, который является опорным кон-10 туром. Дальнейший монтаж заключается в креплении остальных объемных блоков по ярусам, до полного смыкания поверхности оболочки.

При установке объемных блоков, например, 6 и 8 или 7 и 6, или 9, или 11 и 9, или 10 и 9 в проектное положение используют различные подъемные механизмы, которые в зависимости от пролетов оболочки могут устанавливаться как в центре монтируемой 20 конструкции, так и за ее пределами.

При соединении объемных блоков, например, 6 и 3, или 7 и 6, или 9, или 11 и 9, или 10 и 9 друг с другом регулирование их угла наклона может производиться пневмошестами с изменяющейся геометрией.

Второй способ. Возведение купольной оболочки с использованием пневматической подушки. В этом случае 30 купольную оболочку начинают возводить с монтажа объемных блоков, например, 8 или 7, или 9, образующих зенит купольной оболочки с дальнейшим поярусным креплением нижележащих объемных элементов, например, 6 или 7, или 9, или 11, или 10 до окончательной установки объемных блоков нижнего пояса оболочки. Каждый раз при навешивании конструктивных элементов пневматическую подушку увеличивают и объеме пу- 4О тем нагнетания воздуха, обеспечивая условия для крепления очередной партии объемных блоков.

Второй способ возведения сборной куполообразной оболочки является 45 наиболее оптимальным, поскольку монтаж объемных блоков на весу исключает всякие деформации конструктивных элементов до момента окончательного их закрепления в проектное поло- 50 жение. с

Предлагаемый способ образования сборных купольных оболочек за счет. использования геометрии различных сочетаний отсеченных частей много- 55 гранников обеспечивает воэможность перекрывать любые пролеты.

Возможность вести монтаж сборной куполообразной оболочки из укрупненных конструктивных элементов (объемных блоков) позволяет сократить сроки строительства в два раза, что приведет к снижению трудозатрат и стоимости конструкции.

Строительство сборной куполообразной оболочки из предварительно напряженных объемных блоков дает возможность повысить конструктивную устойчивость сооружения.

Сложная многогранная поверхность сборной куполообразной оболочки соз" . дает благоприятные условия для отражения звуковой волны и диффузии звука по всему помещению, формируя хорошую слышимость, артикуляцию речи и музыки, и тем самым обеспечивает воэможность широкого их использования для зрелищных валов.

Формула изобретения

1. Способ образования сборных купольных оболочек, включающий соединение краевых участков панелей правильного многоугольного очертания, расположенных по поверхности правильных многогранников, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью создания оболочек любых пролетов из плоских панелей одного или двух типоразмеров, последние располагают по поверхности отсеченных частей правильных многогранников, образуя объемные блоки, после чего их соединяют между собой одной или двумя сторонами многоугольного основания.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что объемные блоки располагают с образованием между ними проемов, которые заполняют плоскими панелями того же типоразмера.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что близлежащие вершины смежных объемных блоков соединяют между собой стержневыми элементами.

4. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения жесткости оболочки,.объемные блоки выполняют в виде напряженных элементов из цельного листа, имеющего надрезы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Павлов Г. Н. Композиционное формообразование кристаллических куполов и оболочек. — "Архитектура

СССР", 1977, Р 2, с. 30-41.

2. Патент CttIA 9 3341989, кл. 5281, опублик. 1967.

767309 г

Фиг. 2 6 иг. 1 йг, 3 г г

Фиг. У

10 2

Фиг. 8 Я @ » у щ »» д »».".®! Ф »»=- дюж Ъ Фф» а = » »жъз Фе» » "»- "" .- »-" " @»»»»» " г г г

Фиг, 6

7б7309

Фиг. 22

Фиг. 23

Фиг, 2D

Фиг, 21

Фиг. 25

Составитель Н. Павлова

Редактор Т. Кузьмина Техред М. Кузьма

Корректор С. Шекмар

Заказ 7156/27 Тираж 772

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4