Пространственное многогранное покрытие

 

ОП ИСАНИЕ ИЗОБPЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) 3аявлено 20. 02. 80 (21) 2885099/29-33 (511hh. Кп з с присоединением заявки ¹(23) ПриоритетЕ 04 В 7/08

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 30 .0782. Бюллетень ¹28

Дата опубликоЬания описания 30.0782 (53)УДК 69. 024. . 4 (088. 8) (54) ПРОСТРАНСТВЕННОЕ МНОГОГРАННОЕ

ПОКРИТИЕ!

Изобретение относится к строитель= ству и может быть использовано в гражданских и промышленных зданиях.

Известны пространственные покрытия в виде ребристо-кольцевых куполов с решетчатыми связями. Они состоят иэ ребер и колец, между которыми располагаются раскосы. По концам ребра опираются на кольца. Связи соединяют ребра попарно через сектор либо устраиваются непрерывными во всех секторах (13.

Наличие связей приводит к уменьше нию усилий в ребрах, что способствует появлению многочисленных слабонагруженных стержней решетки со сложными узлами сопряжений в местах перелома граней купола. По длине ребер усилия распределяются крайне неравномерно, наибольшее сгущение ребер наблюдается в центральной части купола, где нагрузки на них действуют минимальные.

Известно также покрытие в виде многогранной ребристой складки со стержневым каркасом, у которого пояса параллельны основанию, а элементы решетки одинаковой длины образуют плоские треугольные ячейки (23.

Для повышения пространственной жесткости и несущей способности примыкающие к ребру стещкни объединены в жесткий пространственный элемент, способный воспринимать значительные сжимающие усилия, возникающие в ребре.

Тем не менее, проблема обеспечения устойчивости, прочности и жесткости в таких покрытиях, как и в других односетчатых системах, сохраняет свою актуальность, и этот недостаток ограничивает их применение при .средних. и больших пролетах. Проблема устойчивости односетчатых конструкций связана с возможностью их прощелкивания, как и в сплошных тонкостенных оболочках. Угол между смежными стержнями соседних граней должен быть значительно меньше 180о, в противном случае увеличение этого угла вследствие укорочения стержней под нагрузкой приводит к тому, что усилия в .стержнях возрастают до бесконечности, и происходит прощелкивание отдельного узла.

Наиболее близким к предлагаемому является пространственное многогранное покрытие, включающее пирамидальные стержневые элементы s виде тетраэдров, расположенные рядами, основания которых соединены между собой

947341 вершинами в углах, и вершины смежных пирамидальных элементов соединены стержнями Г33 °

Цель изобретения — образование ребристой оболочки, вписанной в гговерхность вращения при одновременном 5 повышении ее жесткости и несущей способности.

Поставленная цель достигается тем, что в пространственном многогранном покрытии, включающем пирамидальные стержневые элементы в виде тетраэдров, расположенные рядами, основания которых соединены между собой вершинами в углах, а вершины смежных пирамидальных элементов объединены стерж- 5 нями, тетраэдры в каждом последующем ряду размещены со смещением в шахматном порядке, а стержни, соединяющие вершины тетраэдров, размещены концентрическими кольцевыми рядами и сходящимися к центру пЬкрытия меридиональными рядами.

На фиг. 1 изображено пространственное покрытие в плане (на левой стороне. — план расположения пирамидальных элементов, на правой стороне

25 план стержней, соединяющих вершины пирамидальных элементов), на фиг. 2— разрез А-A на фиг. 1 (вариант выпуклого покрытия); на фиг. 3 — то же, вариант вогнутого покрытия, опертого на колонны по контуру опорного кольца) .

Покрытие включает пирамидальные стержневые элементы 1, обращенные вершинами оснований в сторону от цент35 ра по направлению к опорному кольцу 2.

Стороны оснований пирамидальных элементов тангенциальной. ориентации образуют промежуточные кольца 3. Основания пирамид одного ряда образуют плос40 кую,трапецеидальную грань. Вершины пирамид соединены стержнями 4 кольцевого и меридионального направлений.

Покрытие может быть оперто на колонны 5 или на фундаменты 6 по контуру 45 опорного кольца.

Наличие второй поясной сетки значительно повышает жесткость покрытия и его общую устойчивость. Прощелкивание узлов исключается. В отличие от односетчатых покрытий двухсетчатые (двух- 5О поясные) покрытия можно выполнять весьма пологими. При отсутствии перегиба между гранями одного сектора они принимают форму конической сетчатой оболочки с абсолютно одинаковыми

55 размерами всех пирамидальных элементов. В пологих покрытиях размеры оснований пирамидальных элементов разных рядов отличаются весьма мало, а потому пирамидальные элементы следует назначать одного типа с компенсацией неточностей в размерах за счет прокладок в узловых сопряжениях.

Пирамидальные элементы могут быть как стержневого, так и листового типов и выполняются из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс, армоцемента и дерева, Возможно опирание таких покрытий на фундаменты, колонны или стены зданий и сооружений. Как показывает опытное проектирование, область рационального проектирования покрытий распространяется на пролеты 30-150 м. Результаты проектирования свидетельствуют об эффективности их использования вследствие небольшого расхода материалов и простоты сборки, обусловленной применением укрупненных элементов высокой заводской готовности.

Формула изобретения

Пространственное многогранное покрытие, включающее пирамидальные стержневые элементы в виде тетраэдров, расположенные рядами, основания которых соединены между собой в углах, а вершины смежных пирамидальных элементов объединены стержнями, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью образования ребристой оболочки, вписанной в поверхность вращения при одновременном повышении жесткости и несущей способности, тетраэдры в каждом последующем ряду размещены со смещением в шахматном порядке, а стержни, соединяющие вершины тетраэдров, размещены концентрическими кольцевыми рядами и сходящимися к центру покрытия меридиональными рядами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1. Авторское свидетельство СССР

Р 119326, кл. 37 à, b 1957.

2. Авторское свидетельство СССР

М 312028, кл. E 04 В 7/08, 1969.

3. Трофимов В. И. и др. Структурные конструкции. N., 1972, с. 9 (прототип).

947341

Ж/2.- 1

Составитель Н. Павлова

Редактор Л. Горбунова Техред М. Надь Корректор Н. Король

Заказ 5562/47 Тираж 724 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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