БОЛЬШЕПРОЛЕТНОЕ ЗДАНИЕ Российский патент 1995 года по МПК E04H15/20 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано как большепролетное быстровозводимое здание как общественного, так и промышленного назначения, например выставочного зала, крытого бассейна, цирка, ангара, гаража, склада и т.п.

Известные большепролетные здания, например крытые спортивные комплексы в Москве сложные, трудновозводимые, материалоемкие, дорогостоящие сооружения.

Известен также навес больших размеров в форме купола, содержащий упругую оболочку и прикрепленные к ней трубы.

Недостаток такой конструкции заключается в том, что в период эксплуатации, при проколах и других повреждениях здание может потерять прочность и устойчивость и поэтому оно может быть использовано в основном как временное, инвентарное сооружение. Кроме того, такие здания не обладают достаточными теплоизоляционными свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому является большепролетное здание, содержащее двухслойную эластичную оболочку и волнообразно изогнутую решетку, выполненную в виде трубы, заполненной твердеющим составом, гребни волн которой прикреплены поочередно к внешнему и внутреннему слоям оболочки.

Однако изготовление сплошных эластичных оболочек сложно, трудоемко, особенно для куполообразного здания. Оболочки для куполообразных зданий должны иметь гибкость во всех направлениях, что ограничивает выбор материала для их изготовления. Двухслойные оболочки, выполненные из упругого эластичного материала, могут не обеспечить высоких прочностных характеристик, поскольку толщина их ограничена.

Цель изобретения упрощение конструкции и монтажа здания, облегчение возведения куполообразных зданий, повышение прочности, расширение архитектурных возможностей, а также повышение устойчивости при сейсмических и ветровых воздействиях.

Это достигается тем, что в большепролетном здании, включающем двухслойную оболочку и волнообразно изогнутую решетку, выполненную в виде трубы, заполненной твердеющим составом, гребни волн которой прикреплены поочередно к внешнему и внутреннему слоям оболочки, решетка снабжена линейными элементами, прикрепленными к ее гребням волн, при этом к линейным элементам прикреплены слои оболочки.

Линейные элементы внешнего пояса могут быть выполнены с возможностью отсоединения и прикрепления к основанию для образования вантовых растяжек.

На фиг. 1 изображено большепролетное здание, например для ангара, общий вид в аксонометрии (торцовые стены условно не показаны); на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 куполообразное большепролетное здание; на фиг. 4 куполообразное большепролетное здание с вантовыми растяжками.

Большепролетное здание содержит линейные элементы 1 и 2 внешнего и внутреннего поясов. К линейным элементам 1 и 2 крепятся оболочки: внешняя 3, являющаяся кровлей, и внутренняя 4, являющаяся потолком. Оболочки 3 и 4 могут состоять из отдельных секций или быть цельными. Внутренней стороной линейные элементы 1 и 2 крепятся к гребням волн решетки 5, выполненной в виде трубы, заполненной твердеющим составом 6. Линейные элементы 1 и 2 могут располагаться параллельно и перпендикулярно плоскости решетки 5, а также под углом к плоскости решетки 5.

Линейные элементы 1 и 2 могут выполняться из разнообразных гибких материалов и изделий: полосы металлической, пластмассовой или композиционного материала, другого профиля из этих материалов, троса, проволоки, струны гибкой трубы, наполненной быстротвердеющим составом, трубы-световода и т.п.

Линейные элементы 1 и 2 могут быть выполнены разной ширины и толщины или диаметра в зависимости от расчетных нагрузок. Линейных элементов 1 и 2 или один из них могут быть выполнены в виде сэндвича 7.

Линейные элементы 1 внешнего пояса, работающие на растяжение, и линейные элементы 2 внутреннего пояса, работающие на сжатие, можно выполнять разной конструкции из расчета обеспечения необходимой прочности при минимальном расходе материала. Линейные элементы внешнего пояса 1 могут быть выполнены с возможностью отсоединения и прикрепления к основанию для образования вантовых растяжек 8.

Прикрепление линейных элементов 1 и 2 к гибким трубам решетки 5 в проектных точках осуществляется на земле (на стенде), на монтажной площадке с помощью механического или клеевого крепления. После прикрепления решетки 5 к основанию и нагнетания в гибкие трубы решетки 5 твердеющего состава 6, например бетона, фибробетона, композиционного материала, конструкция по мере наполнения труб "растет" и занимает проектное положение. После набора прочности на линейных элементах 1 внешнего пояса монтируется внешняя оболочка 3 кровля, а на линейных элементах внутреннего пояса 2 внутренняя оболочка 4 потолок. Возможен вариант прикрепления оболочек 3 и 4 (или деталей оболочек) к линейным элементам 1 и 2 на монтажном стенде до нагнетания в гибкие трубы решетки 5 твердеющего состава 6.

В предложенном большепролетном здании при его легкости и ажурности можно обеспечить высокую прочность, поскольку есть возможность определенным набором линейных элементов (материалах, площадь поперечного сечения, количество, расположение) получить требуемые прочностные параметры. Монтаж конструкции относительно несложен, поскольку работы по сборке выполняются на земле, а затем по мере нагнетания в гибкие трубы быстротвердеющего состава здание "растет" до проектного положения. Установка и крепление на смонтированной большепролетной конструкции элементов кровли и потолка (подвесного потолка) упрощается, поскольку наличие на поясах ячеек, оборудованных линейными элементами поясов, позволяет удобно крепить к ним монтажные приспособления, подъемники, люльки, площадки, лестницы. Наличие ячеек из линейных элементов поясов позволяет детали кровли и подвесного потолка изготавливать по форме указанных ячеек, получая гамму оригинальных монтажных единиц и архитектурных форм. Линейные элементы поясов могут выполняться из самых разнообразных материалов и изделий (пластмасса, металлическая полоса, трос, проволока, струны, профили из композиционных материалов, гибкая труба, наполненная быстротвердеющим составом, труба световод и др.), что значительно облегчает проектирование и возведение большепролетной конструкции и позволяет в широком диапазоне варьировать параметрами здания. Возведение такого сложного сооружения, каким является куполообразное здание, значительно упрощается.

В целом предлагаемое большепролетное здание ажурно, легко, быстромонтируемо, прочно, устойчиво, сейсмостойко; здание обладает большими архитектурными возможностями. Предлагаемая конструкция здания открывает новое направление в таком сложном виде строительства как строительство большепролетных зданий. Это различные здания промышленного назначения, гаражи, ангары, склады; целая гамма зданий социально-культурного назначения: спортивные комплексы, стадионы, бассейны, цирки, кинотеатры, выставочные залы, рынки и т.п.

Область использования: как большепролетное быстровозводимое здание как общественного, так и промышленного назначения. Сущность изобретения: большепролетное здание включает двухслойную оболочку и волнообразно изогнутую решетку в виде трубы, заполненной твердеющим составом. Гребни волн трубы прикреплены поочередно к слоям оболочки через линейные элементы, к которым прикреплены слои оболочки. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. БОЛЬШЕПРОЛЕТНОЕ ЗДАНИЕ, включающее двухслойную оболочку и волнообразно изогнутую решетку, выполненную в виде трубы, заполненной твердеющим составом, гребни волн которой прикреплены поочередно к внешнему и внутреннему слоям оболочки, отличающееся тем, что, с целью повышения прочности, устойчивости при сейсмических и ветровых нагрузках, решетка снабжена линейными элементами, прикрепленными к ее гребням волн, при этом к линейным элементам прикреплены слои оболочки. 2. Здание по п. 1, отличающееся тем, что линейные элементы внешнего пояса выполнены с возможностью отсоединения и прикрепления к основанию для образования вантовых растяжек.