СИЛОСНЫЙ КОРПУС Российский патент 1997 года по МПК E04H7/22 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в конструкциях силосных корпусов, предназначенных для хранения сыпучих материалов.

Известен силосный корпус, стены которого образованы из трехплоскостных элементов, включающих среднюю плоскую часть и примыкающие к ней с разных сторон под углом в плане 120^o две взаимно параллельные плоские крайние части. Трехплоскостные элементы расположены рядами по высоте с взаимным смещением и образуют гексагональные емкости. Концы каждого неконтурного элемента присоединены к боковым поверхностям двух смежных, непосредственно не связанных друг с другом элементов одного с ним ряда в местах перегибов. При этом каждый неконтурный трехплоскостной элемент является одновременно стеной четырех емкостей, а к его боковым поверхностям с двух противоположных сторон присоединены концами два смежных элемента. В плане трехплоскостной элемент не имеет осей симметрии. План силосного корпуса несимметричен. Крайние части всех неконтурных трехплоскостных элементов в каждом ряду соединены вместе в емкостях, имеющих по шесть стыков по периметру. Помимо данных емкостей в силосном корпусе присутствуют емкости с тремя стыками, образованные крайними и средними частями трехплоскостных элементов. Узловые соединения элементов выполнены с помощью уголковых накладок, привариваемых к закладным деталям. (авт. свид. СССР N 1203222, кл. E 04 H 7/22, 1990).

Такое решение благодаря геометрическим особенностям гексагональной формы емкостей, обеспечивающим их плотную компоновку, отличается небольшим относительным периметром стен.

Недостатком данного решения являются: большое число емкостей, имеющих по шесть стыков по периметру, приводящее к снижению жесткости и эксплуатационной надежности конструкции, а также к возрастанию трудоемкости монтажных операций и повышенному расходу металла, затрачиваемого на соединительные детали вследствие того, что вся рабочая арматура в таких емкостях многократно прерывается стыками и не переходит с одной стены на другую; нерациональные узловые соединения, повышающие затраты на монтаж конструкции вследствие необходимости выполнения на стройплощадке трудоемких и дорогостоящих сварочных работ и снижающие эксплуатационные качества силосного корпуса вследствие наличия уголковых накладок, создающих выступы на внутренней поверхности емкостей и требующих антикоррозионной защиты; несимметричность плана силосного корпуса, приводящая к нерациональному использованию площади застройки; низкая компактность трехплоскостных элементов, снижающая из транспортабельность и повышающая затраты на перевозку.

Заявленный силосный корпус в отличие от указанного аналога характеризуется следующей совокупностью признаков: размещением крайних частей трехплоскостного элемента по одну сторону от его средней части; непараллельностью крайних частей трехплоскостного элемента; осуществлением стыковки с одной стороны трехплоскостного элемента; наличием центра циклической симметрии силосного корпуса в плане; расположением трехплоскостных элементов в плане таким образом, что оси их симметрии образуют правильные шестиугольники с общим центром, размещенным в центре циклической симметрии силосного корпуса; наличием единственной емкости, включающей шесть стыков, расположенной в центре циклической симметрии силосного корпуса, и выполнением остальных емкостей с тремя или четырьмя стыками.

Перечисленная совокупность признаков в сравнении с аналогом позволяет повысить жесткость и эксплуатационную надежность конструкции, сократить затраты на транспортирование и монтаж, понизить материалоемкость и улучшить эксплуатационные качества. Наиболее близким к заявленному решению по технической сущности и достигаемому результату является силосный корпус, включающий емкости со стенами из трехплоскостных элементов, состоящих из средней части и двух примыкающих к ней с одной стороны под углом 135^o крайних частей. Трехплоскостные элементы расположены рядами по высоте с взаимным смещением и образуют восьмиугольные и квадратные в плане емкости. Концы каждого неконтурного трехплоскостного элемента присоединены к боковым поверхностям двух смежных непосредственно не связанных друг с другом элементов одного с ним ряда в местах перегиба. При этом каждый неконтурный трехплоскостной элемент разграничивает четыре емкости, а к его боковым поверхностям с одной стороны присоединены концами два смежных элемента. В месте стыка плоскости смежных элементов образуют неравные углы: угол между крайними частями составляет 90^o, а между крайней и средней частями смежных элементов 135^o. Трехплоскостные элементы имеют ось симметрии и в плане размещены так, что оси их симметрии образуют ортогональную сетку. Крайние части всех неконтурных трехплоскостных элементов в каждом ряду соединены вместе в квадратных в плане емкостях, имеющих по четыре стыка, т.е. такие емкости обладают числом стыков, равным числу сторон. Восьмиугольные в плане емкости имеют по четыре стыка и образованы как крайними, так и средними частями трехплоскостных элементов. Узловые соединения выполнены с применением утолщений элементов и болтовых связей. Утолщения размещены по концам и в местах перегибов трехплоскостных элементов и имеют асимметричную форму. Оси болтов и отверстий под болты расположены под углом к оси крайней части элемента (авт. свид. СССР N 937688, кл. E 04 H 7/22, 1982) прототип.

В таком решении выполнение узловых соединений с утолщениями элементов и болтовыми связями сокращает применение на стройплощадке трудоемких и дорогостоящих сварочных работ, исключает необходимость специальной защиты соединительных деталей от коррозии при строительстве (т.к. болты, шайбы и гайки поставляются на стройку оцинкованными) и обеспечивает гладкую внутреннюю поверхность емкостей силосного корпуса.

Недостатками прототипа являются: большое число емкостей, имеющих число стыков, равное числу сторон, приводящее к снижению жесткости и эксплуатационной надежности, а также к возрастанию трудоемкости операций при монтаже и повышенному расходу металла на соединительные детали вследствие того, что вся рабочая арматура в таких емкостях многократно прерывается стыками и не переходит с одной стены на другую; сравнительно большой относительный периметр стен, обусловленный недостаточно плотной компоновкой восьмигранных и четырехгранных емкостей, что ведет к повышенным затратам материала, необходимого для возведения силосного корпуса; размещение крайних частей смежных трехплоскостных элементов под прямым углом друг к другу и связанные с этим несимметричность утолщений и отверстий под болты на концах трехплоскостных элементов относительно оси крайней части и непараллельность ее осям болтов, что усложняет и удорожает изготовление и монтаж элементов и увеличивает материалоемкость конструкции вследствие повышенного расхода материала на асимметричные утолщения; недостаточная компактность трехплоскостных элементов, снижающая их транспортабельность и повышающая затраты на перевозку.

Изобретение направлено на повышение жесткости и эксплуатационной надежности силосного корпуса, сокращение затрат на изготовление, транспортирование и монтаж конструкции и снижение ее материалоемкости.

Достигается это тем, что в силосном корпусе, включающем емкости со стенами из трехплоскостных симметричных элементов, состоящих из средней части и двух примыкающих к ней с одной стороны крайних частей, расположенных рядами по высоте с взаимным смещением и состыкованных так, что концы каждого неконтурного элемента присоединены к боковым поверхностям двух смежных элементов в местах их перегибов, а к его боковой поверхности с одной стороны присоединены два других смежных элемента, причем каждый неконтурный элемент служит стеной четырех емкостей, изменена форма и схема размещения в плане трехплоскостных элементов. При этом примыкание крайних частей трехплоскостного элемента к его средней части выполнено под углом 120^o. В местах стыков крайние части элементов образуют в плане равные углы со средними и крайними частями смежных элементов (составляющие 120^o). Емкости в таком решении имеют гексагональную форму, а силосный корпус выполнен в плане циклически симметричным. Трехплоскостные элементы размещены так, что оси их симметрии в плане образуют правильные концентрические шестиугольники, центр которых расположен в центре циклической симметрии силосного корпуса. В указанном центре размещена гексагональная емкость с шестью стыками, стены которой в каждом ряду образованы из шести крайних частей трехплоскостных элементов. Остальные гексагональные емкости имеют по три или четыре стыка и ограждены крайними и средними частями элементов. Узловые соединения элементов решены так, что утолщения выполнены только на концах элементов, причем форма их симметрична относительно продольной оси крайней части, а оси болтов и отверстий параллельны этой оси.

Заявленное решение в отличие от прототипа характеризуется следующей совокупностью признаков: примыканием крайних частей трехплоскостного элемента к его средней части под углом 120^o; равенством всех углов, образуемых крайними и средними частями смежных трехплоскостных элементов в стыках; симметричностью утолщений и отверстий под болты на концах элементов относительно продольной оси крайней части; параллельностью осей болтов в узловых соединениях оси крайней части примыкающего трехплоскостного элемента; гексагональной формой емкостей в плане; наличием центра циклической симметрии силосного корпуса в плане; расположением трехплоскостных элементов таким образом, что оси симметрии образуют в плане правильные шестиугольники с общим центром, размещенным в центре циклической симметрии силосного корпуса; наличием единственной емкости с числом стыков, равным числу ее сторон, расположенной в центре циклической симметрии силосного корпуса, и выполнением остальных емкостей с тремя или четырьмя стыками каждой.

Перечисленная совокупность новых существенных признаков позволяет повысить жесткость и эксплуатационную надежность силосного корпуса, сократить затраты на изготовление, транспортирование и монтаж конструкции и снизить ее материалоемкость.

Силосный корпус поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен план размещения элементов в четном ряду; на фиг. 2 то же, в нечетном ряду; на фиг. 3 соединение трехплоскостного элемента со смежным, план; на фиг. 4 - трехплоскостной элемент, план.

Силосный корпус включает стены из трехплоскостных элементов 1 и доборных одно- и двухплоскостных элементов 2, которые расположены рядами по высоте с взаимным смещением. Элементы 1 имеют утолщения 3 на концах, а также отверстия 4 под болты 5 по концам и в местах перегибов.

Элементы 1 и 2 выполняют из железобетона в заводских условиях традиционными методами. Наиболее целесообразная высота элементов составляет 1,2 м, диаметр внутренней вписанной окружности 3 4 м, толщина стенок 80 120 мм.

Монтаж силосного корпуса на строительной площадке сводится к поярусной установке элементов 1 и соединению их между собой и с доборными элементами 2 болтами 5, пропущенными через отверстия 4, с последующим замоноличиванием стыков.

В сравнении с прототипом заявленный силосный корпус благодаря форме и системе размещения трехплоскостных элементов позволяет выполнить все емкости, кроме одной (которую можно использовать, например, для размещения коммуникаций и оборудования, обслуживающего остальные емкости), с числом стыков меньшим чем число сторон. Это повышает жесткость и эксплуатационную надежность конструкции, одновременно сокращая расход металла, используемого на соединительные детали в стыках, а также снижая затраты на монтаж путем уменьшения трудоемкости производимых технологических операций благодаря сокращению количества и веса болтовых связей при стыках с использованием болтов или общей длины сварных швов при соединениях элементов с использованием сварки.

Вместе с тем, форма и система размещения элементов благодаря плотной компоновке полученных гексагональных емкостей дают возможность уменьшить относительный периметр стен и за счет этого снизить материалоемкость конструкции силосного корпуса.

Кроме того, примыкание крайних частей трехплоскостного элемента к его средней части под углом 120^o позволяет уменьшить продольные габариты и придать элементам более компактную форму, что повышает их транспортабельность и снижает затраты на перевозку. К этому следует добавить, что система размещения и форма элементов, определяя равенство всех углов, образуемых крайними и средними частями смежных элементов в стыках, обуславливают симметричное решение утолщений и размещение их только по концам трехплоскостного элемента, а также параллельность осей болтов оси его крайней части, что позволяет упростить и удешевить изготовление и монтаж элементов и снизить расход материала на выполнение утолщений.

Область применения: промышленное и сельскохозяйственное строительство. Назначение: силосный корпус для хранения сыпучих материалов. Сущность: силосный корпус включает гексагональные в плане емкости со стенами из трехплоскостных элементов 1 и доборных одно- и двухплоскостных элементов 2, расположенных рядами по высоте с взаимным смещением. Элементы 1 имеют утолщения 3 на концах, а также отверстия 4 под болты 5 по концам и в местах перегибов. 4 ил.

Силосный корпус для хранения сыпучих материалов, включающий емкости со стенами из трехплоскостных симметричных элементов, состоящих из средней части и двух примыкающих к ней с одной стороны крайних частей, расположенных рядами по высоте с взаимным смещением и состыкованных так, что концы каждого неконтурного элемента присоединены к боковым поверхностям двух смежных элементов в местах их перегибов, а к его боковой поверхности с одной стороны присоединены два других смежных элемента, причем каждый неконтурный элемент разделяют четыре емкости, отличающийся тем, что емкости выполнены гексагональными, силосный корпус имеет в плане центр циклической симметрии, крайние части трехплоскостных элементов примыкают к средней части под углом 120^o, а трехплоскостные элементы расположены так, что их оси симметрии в плане образуют правильные шестиугольники с общим центром, размещенным в центре циклической симметрии силосного корпуса.