ВОЗДУХООПОРНОЕ СООРУЖЕНИЕ Российский патент 1995 года по МПК E04H15/20 

Изобретение относится к строительству, к пневматическим строительным конструкциям и может быть использовано в качестве производственного помещения.

Известно пневматическое укрытие объектов в виде пневматических арок, образующих полусферическую оболочку, по периметру которой выполнена ниша, в которой размещены концы арок.

Известна конструкция пневмокаркасного свода из арочных гибких трубчатых элементов цилиндрической формы, прикрепленных к днищу под прямым углом и соединенных накладками.

Известна также конструкция пневмооболочки, прикрепляемая к опорному контуру, которая может быть использована в качестве покрытия, например, над стадионом. Пневмооболочка состоит из отдельных секций, выполненных из пленочного воздухонепроницаемого материала, а вдоль оболочки под ней расположен дополнительный перемещаемый трособлочной системой опорный контур в виде воздухонепроницаемой оболочки, наполненной газом, например, гелием.

Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков является воздухоопорное сооружение, содержащее продольную раздвижную часть из последовательно расположенных и соединенных с источником давления эластичных дугообразных газостержневых элементов, связанных друг с другом и основанием, замыкающие концевые эластичные части и покрытие.

Недостатками известных конструкций является недостаточная их несущая способность и надежность, что делает невозможным их использование для создания большепролетных помещений, т.е. ограничивает область их применения.

Задачей изобретения является повышение несущей способности, жесткости и надежности при сооружении быстровоз- водимых большепролетных помещений, что расширяет его эксплуатационные возможности, которые невозможно достичь другими конструктивными решениями. Эта задача решается за счет того, что продольная часть воздухоопорного сооружения выполнена составной из примыкающих друг к другу секций, при этом газостержневые элементы заполнены газом легче воздуха под давлением, превышающим в 6-20 раз давление в полости продольной части, а расстояние между осями соседних эластичных дугообразных газостержневых элементов равно 2-8 диаметрам их поперечных сечений, причем высота дугообразных газостержневых элементов меньше расстояний между осями их торцов в 1,3-2,1, а диаметры их поперечных сечений меньше расстояний между осями их торцов в 10-50 раз, при этом воздухоопорное сооружение может быть снабжено дополнительными эластичными дугообразными газостержневыми элементами, заполненными воздухом и размещенными между основными эластичными дугообразными газостержневыми элементами, и может быть снабжено дополнительной продольной частью, контактирующей с основной продольной частью торцом через герметичную эластичную перегородку. А каждая замыкающая часть сооружения может быть выполнена в виде имеющего наружную защитную оболочку складывающегося сферического сегмента из эластичных дугообразных газостержневых элементов, при этом сооружение может быть снабжено обтекателями, установленными над связями, выполненными гибкими и упругими, соединяющими газостержневые элементы с основанием.

Каждый эластичный газостержневой элемент может быть выполнен составным из контактирующих торцами герметичных секций, диаметр которых в 3-60 раз меньше их длины, а покрытие наружной и защитной оболочек могут быть выполнены из прозрачного материала. Кроме того, каждый основной эластичный дугообразный газостержневой элемент может быть снабжен подвижной опорной, смонтированной на основании, а дополнительные эластичные дугообразные газостержневые элементы могут быть выполнены из прозрачного материала, причем каждая подвижная опора основных эластичных дугообразных газостержневых элементов может быть выполнена в виде камеры воздушной подушки, имеющей закрепленный на основании неподвижный корытообразный в поперечном сечении короб с воздухоподводящим составным из отдельных секций коллектором и наклонными боковыми стенками, и опертых на последний эквидистантными поверхностями трапецеидальных в поперечном сечении корпусов, соединенных с концами основных эластичных дугообразных газостержневых элементов.

Такое выполнение воздухоопорного сооружения позволяет обеспечить достижение технического эффекта, заключающегося в совместном эффективном использовании несущей способности каждого основного эластичного дугообразного газостержневого элемента в сочетании с повышенным давлением внутри воздухоопорного сооружения, за счет выбранных соотношений размеров газостержневых элементов и соотношения величин давления внутри последних газа легче воздуха и давления воздуха в основной и дополнительных продольных частей воздухоопорного сооружения. При этом возможность образования проемов в основной и дополнительных частях, отделенных друг от друга герметичными эластичными перегородками, для вывода готовых крупногабаритных объектов, изготовленных в воздухоопорном сооружении без их разборки на отдельные узлы и демонтажа самого воздухоопорного сооружения, что обеспечивает высокие эксплуатационные свойства и низкую удельную стоимость воздухоопорного сооружения.

На фиг.1 схематично изображено воздухоопорное сооружение, общий вид; на фиг. 2 общий вид воздухоопорного сооружения с раскрытым проемом; на фиг.3 вариант воздухоопорного сооружения с дополнительными продольными частями; на фиг. 4 вариант выполнения одной из замыкающих частей в виде складывающегося сферического сегмента; на фиг.5 в увеличенном масштабе соединение соседних основного и дополнительного эластичных дугообразных газостержневых элементов друг с другом; на фиг.6 узел фиг.1 в увеличенном масштабе; на фиг.7 вариант выполнения узла I на фиг.1 в случае размещения дополнительных эластичных дугообразных газостержневых элементов между основными в увеличенном масштабе; на фиг. 8 разрез А-А на фиг.1 в увеличенном масштабе; на фиг.9 вид по стрелке Б на фиг. 8; на фиг.10 вариант выполнения подвижной опоры в виде камеры воздушной подушки в аксонометрии; на фиг.11 вариант выполнения эластичных дугообразных газостержневых элементов составными из контактирующих торцами секций.

Воздухоопорное сооружение состоит из смонтированных на основании 1 и связанных с источником давления (не показан) основной 2 и дополнительных 3 продольных и замыкающих 4 частей.

Каждая продольная часть выполнена в виде контактирующих друг с другом торцами опозитных раздвижных секций 5, из установленных последовательно основных 6 эластичных дугообразных газостержневых элементов, заполненных газом легче воздуха с защитным покрытием 7 и закрепленными на их торцах подвижными опорами.

В случае необходимости, между основными 6 эластичными дугообразными газостержневыми элементами размещают дополнительные 8 эластичные дугообразные газостержневые элементы, заполненные воздухом.

Контактирующие торцы секций 5 могут быть усилены вспомогательными 9 эластичными дугообразными газостержневыми элементами, размещенными под крайними основными 6 эластичными дугообразными газостержневыми элементами, причем газостержневые элементы связаны друг с другом и основанием 1 посредством упругих связей соответственно 10 и 11.

Основная 2 продольная часть контактирует торцами с дополнительными 3 продольными частями через герметичные эластичные перегородки 12, причем основная 2 и дополнительная 3 продольные части снабжены отдельными шлюзовыми тамбурами 13, для поддержания в них непрерывно давления воздуха, причем давление в основных 6, дополнительных 8 и вспомогательных 9 эластичных дугообразных газостержневых элементах превышает в 6-20 раз давление в полостях основной 2 и дополнительных 3 продольных частях сооружения. Каждая замыкающая 4 часть может быть выполнена в виде имеющих наружную защитную оболочку 14 и складывающегося в приямок 15 основания 1 сферического сегмента из эластичных дугообразных газостержневых элементов 16.

Основные 6, дополнительные 8 и вспомогательные 9 эластичные дугообразные газостержневые элементы могут быть выполнены составными из контактирующих торцами секций 17, причем их основные 6 эластичные дугообразные газостержневые элементы имеют отдельную систему трубопроводов подачи в них газа легче воздуха (не показаны), а дополнительные 8 эластичные газостержневые элементы подключены через регулятор давления к нагнетательной системе (не показана) подачи воздуха в полостях основной 2 и дополнительной 3 продольных и замыкающих 4 частей сооружения и имеют системы сброса давления воздуха в дополнительных 8 эластичных дугообразных газостержневых элементах перед раскрытием проема 18 в основной 2 или дополнительных 3 частях сооружения и раздвижке секций 5 каждой из них. Упругие стяжки 11 закрыты обтекателем 19, при этом подвижная опора каждого конца основного 6 эластичного дугообразного газостержневого элемента представляет собой каретку 20, между верхними 21 и нижними 22 роликами которой размещена горизонтальная полка направляющей балки 23, закрепленной на основании 1, в котором размещены шлюзовые тамбуры 13 основной 2 и дополнительных 3 продольных частей. Подвижные опоры основных 6 эластичных дугообразных газостержневых элементов могут быть также выполнены в виде камер воздушной подушки в виде закрепленных на основании 1 корытообразных в поперечном сечении короба 24 с подводящим воздуховодом (не показан) из отдельных секций, соединенных с источником давления и имеющих наклонные стенки, внутри которых размещены имеющие эквидистантные поверхности и закрепленные на концах основных 6 эластичных дугообразных газостержневых элементов трапецеидальные в поперечном сечении секции 5.

Следует отметить, что в случае отсутствия в сооружении дополнительных 8 эластичных дугообразных газостержневых элементов, расстояние между осями основных 6 эластичных дугообразных газостержневых элементов составляет 2-8 диаметров их поперечных сечений, причем высота эластичных дугообразных газостержневых элементов и диаметры их поперечных сечений меньше в каждом из них расстояния между осями торцов этих элементов и радиуса кривизны дуг последних соответственно в 1,3-2,1 и 10-50 раз, а диаметр поперечных сечений секции 17, составляющих газостержневые элементы, в 3-60 раз меньше их длины.

Работает воздухоопорное сооружение следующим образом.

В начале его возведения раскладывают на основании 1 последовательно в заданном порядке основные 6 и дополнительные 8 эластичные дугообразные газостержневые элементы секций 5 основной 2 и дополнительных 3 продольных частей, устанавливая при этом между ними герметичные эластичные перегородки 12 и соединяют все части каждой секции в единое целое защитным покрытием 7, а концы основных 6 эластичных дугообразных элементов закрепляют на каретках 20 или корпусах 25 подвижных опор, установленных соответственно на направляющих балках 22 или коробах 24, и соединяют газоводами и воздуховодами с нагнетательными устройствами газа легче воздуха и поддержания давления в полостях основной 2 и дополнительных 3 продольных частей. Затем в приямках 15 основания 1 размещают соединенные защитной оболочкой 14 эластичные дугообразные газостержневые элементы 16, образующие сферические сегменты замыкающих 4 частей, контактирующих своими торцами с наружными торцами крайних продольных частей. После окончания размещения элементов частей сооружения на основании 1 расположение секций 5 в сжатом положении с образованием проемов 18 между ними.

Следующим этапом возведения воздухоопорного сооружения является предварительное заполнение основных 6 эластичных дугообразных газостержневых элементов газом легче воздуха под давлением, примерно на 30% от расчетного давления, раздвигают секции 5 до их замыкания и закрытия проема 18, и соединив их посредством упругих связей 11 с основанием, поднимают давление газа легче воздуха в основных 6 эластичных дугообразных элементах до рабочего. На последующем окончательном этапе возведении воздухоопорного сооружения включают нагнетательную систему подачи воздуха в полости основной 3, дополнительной 4, продольных и замыкающих 4 частей, а при наличии дополнительных 8 эластичных дугообразных газостержневых элементов продольных частей и эластичных дугообразных элементов 16 сферических сегментов замыкающих 4 частей и в них.

В результате воздухоопорное сооружение занимает проектное положение, в котором его фиксируют с обеспечением герметизации разъемов и установкой обтекателей 19 упругими связями 11. При раскрытии, в случае необходимости какой-либо основной 2 или дополнительной 3 части с образованием проема 18 для вывода из ее полости собранного или сооруженного в ней объекта (не показан), сбрасывается давление в ней и ее дополнительных 8 эластичных дугообразных газостержневых элементах, в случае их наличия, а затем секции 5 этой продольной части сдвигаются в противоположных направлениях с образованием проема 18 и уменьшением расстояния между осями основных 6 эластичных дугообразных газостержневых элементов в каждой секции 5 этой продольной части. Раздвижка секций 5 и закрытие проема 18 производится в обратном порядке.

Складывание замыкающих частей 4 производится в случае необходимости подачи в полость одной из продольных частей длинномерных элементов собираемого или сооружаемого объекта различного назначения, которое производится с первоначальным уменьшением давления в полости замыкающей части 4 и выпуска воздуха из эластичных дугообразных газостержневых элементов 16, из которых состоит ее сферический сегмент 11, складываемый в результате этих действий в приямок 15 основания 1. Возврат замыкающей части 3 в рабочее положение осуществляется в обратном порядке.

Использование: в качестве укрытия производственных помещений. Сущность изобретения: воздухоопорное сооружение содержит концевые пластичные части и продольную раздвижную часть из последовательно расположенных и соединенных с источником давления эластичных дугообразных газостержневых элементов, связанных между собой и с основанием. Продольная часть выполнена составной из примыкающих друг к другу секций. Газостержневые элементы заполнены газом легче воздуха под давлением, превышающим в 6 20 раз давление в полости сооружения. Расстояние между осями соседних элементов равно 2 8 диаметрам их поперечных сечений. Высота их меньше расстояния между осями их торцов в 1,3 2,1 раза. Диаметры их поперечных сечений меньше радиусов кривизны дуг этих элементов в 10 50 раз. 9 з.п.ф-лы, 11 ил.

1. ВОЗДУХООПОРНОЕ СООРУЖЕНИЕ, содержащее подвижную часть, выполненную из последовательно расположенных и соединенных с источником давления эластичных дугообразных газостержневых элементов, связанных между собой и с основанием, замыкающие концевые эластичные части и покрытие, отличающееся тем, что продольная раздвижная часть выполнена составной из примыкающих одна к другой секций, при этом газостержневые элементы заполнены газом легче воздуха под давлением, превышающим в 6 20 раз давление в полости продольной части, а расстояние между осями соседних эластичных дугообразных газостержневых элементов равно 2 8 диаметрам их поперечных сечений, причем высота эластичных дугообразных газостержневых элементов меньше расстояний между осями их торцов в 1,3 2,1 раза, а диаметры их поперечных сечений меньше радиуса кривизны дуг этих элементов в 10 50 раз
2. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными эластичными дугообразными газостержневыми элементами, заполненными воздухом и размещенными между основными дугообразными газостержневыми элементами. 3. Сооружение по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной продольной частью, контактирующей с основной торцом через герметичную перегородку. 4. Сооружение по пп. 1 3, отличающееся тем, что каждая замыкающая часть выполнена в виде имеющего защитную оболочку складывающегося сферического сегмента из эластичных дугообразных газостержневых элементов. 5. Сооружение по пп. 1 4, отличающееся тем, что оно снабжено обтекателями, установленными под связями, выполненными гибкими и упругими, соединяющими эластичные газостержневые элементы с основанием. 6. Сооружение по пп. 1 5, отличающееся тем, что каждый эластичный газостержневой элемент выполнен составным из контактирующих торцами герметичных секций, диаметр которых в 3 6 раз меньше их длины. 7. Сооружение по пп. 1 6, отличающееся тем, что покрытие и наружная защитная оболочка торцов выполнены из прозрачного материала. 8. Сооружение по пп. 1 7, отличающееся тем, что каждый основной эластичный дугообразный газостержневой элемент снабжен подвижной опорой, смонтированной на основании. 9. Сооружение по пп. 2 8, отличающееся тем, что дополнительные эластичные дугообразные газостержневые элементы выполнены из прозрачного материала. 10. Сооружение по пп. 7 9, отличающееся тем, что каждая подвижная опора выполнена в виде камеры воздушной подушки, имеющей закрепленный на основании неподвижный корытообразный в поперечном сечении короб с воздухоподводящим составным из отдельных секций коллектором и наклонными боковыми стенками, и опертых на последние эквидистантными поверхностями трапецеидальных в поперечном сечении корпусов, соединенных с концами основных эластичных дугообразных газостержневых элементов.