Здание, сооружение (варианты) Российский патент 2017 года по МПК E04B1/18 E04C3/02 

Группа изобретений относится к области строительства, а именно к строительным конструкциям типа балки.

Известна железобетонная балка, включающая корпус с параллельными верхним и нижним поясами продольную и поперечную арматуру (SU 1548309 А1, опубл. 07.03.1990).

Известен арматурный каркас железобетонной балки, включающий параллельно расположенную продольную арматуру верхнего и нижнего поясов, поперечную арматуру и опорные пластины с анкерными стержнями. Продольная верхняя и нижняя арматуры выполнены параллельными между собой (SU 1783091 А1, опубл. 23.12.1992).

К недостаткам известных конструкций относятся неполная корреляция конфигурации поперечного сечения с расчетными сочетаниями постоянных и переменных динамических нагрузок, характером и распределением усилий по длине пролета, что вызывает недоиспользование несущей способности конструкции на отдельных участках ее длины, а следовательно, создает неоправданный перерасход материалов при уменьшенной несущей способности балки. Кроме того, балка с постоянным поперечным сечением в пролете при использовании в проезжей части мостов, эстакад, путепроводов имеет недостаточно высокий диапазон частот собственных колебаний до опасного уровня, связанного с вхождением в резонанс и риском возможного преждевременного разрушения балки при ритмичных динамических нагрузках.

Задачей изобретения является разработка здания, сооружения с пролетной строительной конструкцией типа балки с повышенной несущей способностью на восприятие различных сочетаний постоянных и переменных динамических нагрузок и с расширенным диапазоном собственных колебаний без вхождения в резонанс на расчетные сочетания указанных нагрузок при снижении расхода материалов и повышении долговечности конструкции.

Поставленная задача решается тем, что здание, сооружение согласно изобретению выполнено в качестве единого технического решения строительного объекта, включающего фундамент, фундаменты, вертикальные, горизонтальные и/или наклонные несущие и ограждающие конструкции стен, покрытий и, при необходимости междуэтажного перекрытия, перекрытий, при этом строительный объект выполнен с объемно-конструктивной композицией, отвечающей требованиям к зданию жилого, социального, культурного или бытового назначения, N-этажным, где N - целое положительное число надземных, подземных и/или частично заглубленных этажей, общее количество которых удовлетворяет условию N≥1; и/или, включающих М пролетов, где М - целое положительное число, кроме того, указанные вариантные составляющие единого технического решения объекта приняты допускающими различную конфигурацию и протяженность в плане и по высоте и включают по меньшей мере одну объемно-конструктивную часть указанного объекта в составе не менее одного этажа, пролета, пространственного блока, секции, удельного объемно-конструктивного элемента объекта или помещения и выполнен в качестве строительного объекта, включающего различные сочетания конструктивно, коммуникационно и функционально объединяющие любые из перечисленных вариантных элементов технического решения объекта, в каждом из которых представлен в виде единого или объединенного здания, сооружения, при этом указанный строительный объект содержит по меньшей мере одну пролетную несущую плоскую или объемно-конструктивную ячейку, которая выполнена каркасной, включающей соответственно не менее одной пары колонн в плоской ячейке и/или двух пар колонн в пространственной ячейке каркаса, пролет каждой пары из которых перекрыт балкой, имеющей корпус с продольной осью, включающий стенку, верхний и нижний пояса, опорные участки и пролет длиной L с переменной конфигурацией поперечного сечения по длине и с возрастанием высоты сечения, по меньшей мере, на большей части указанной длины конструкции, при этом нижний пояс выполнен выпукло криволинейным в условной вертикальной продольной плоскости симметрии конструкции с выпуклостью, обращенной вниз, и имеющим кривизну, описанную радиусом R с центром, расположенным над верхним поясом конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета и удовлетворяющем условию R/L=(5÷15), а поперечное сечение балки вариантно выполнено в виде прямоугольника, сплошной или корытообразной трапеции, Т-образным, в виде двойного Т, П-образным, в виде ребристой балки-плиты с числом N_б пролетных стенок (N_б≥2), имеющих переменную высоту по длине пролета балки, удовлетворяющей упомянутому условию отношения R/L для всех указанных вариантов конструктивного решения, формы и количества стенок балки, балки-плиты, а также плоской и/или пространственной ячейки каркаса здания, сооружения, включающей соответственно не менее чем одну пару, либо не менее чем две пары колонн, свай-колонн, линейный пролет, либо перекрестные пролеты, между которыми перекрыты балкой, балками не менее чем одной из указанных форм и конструктивного выполнения или перекрестным сочетанием указанных и/или известных балок и указанных балок-плит.

При этом здание, сооружение может быть выполнено в качестве строительного объекта жилого, социального, административного, учебного, научно-исследовательского назначения, корпуса больничного комплекса, корпуса лечебно-реабилитационного, санаторно-курортного назначения, корпуса физкультурно-оздоровительного комплекса, либо строительного объекта многопрофильного олимпийского комплекса с легкоатлетическим стадионом, крытым павильоном с залом или залами для спортивной и/или художественной гимнастики, тяжелой атлетики, крытым или частично крытым велотреком; спортивного комплекса типа выполненного с полным или частичным покрытием футбольного стадиона, водного стадиона, крытого павильона с бассейном, группой бассейнов для отдыха на воде, оздоровительного, реабилитационного плавания, гидромассажа, для водных видов спорта типа плавания, синхронного плавания, прыжков в воду, игр типа водное поло, строительного объекта типа горно-лыжного комплекса; корпуса больничного комплекса; зрелищного комплекса типа театра, кинотеатра, киноконцертного центра, цирка, торгово-развлекательного центра, крытого рынка, строительного объекта типа гостиницы/отеля, мотеля, гостиничного комплекса, ресторана.

Поставленная задача по второму варианту решается тем, что здание, сооружение согласно изобретению выполнено в виде единого технического решения, включающего объемно-конструктивную композицию целого или части производственного или вспомогательного строительного объекта типа корпуса цеха, сблокированной группы цехов, объединенных фундаментом или выполненных на раздельных фундаментах, в том числе с примыканием, сопряжением или разделением несущих конструкций в составе комплекса промышленного, энергетического или транспортного назначения, при этом объемно-конструктивная композиция объекта выполнена N-этажной, где N - целое положительное число надземных и/или заглубленных подземных этажей, общее количество которых удовлетворяет условию N≥1, и/или включающим М пролетов, где М - целое положительное число, кроме того, указанные вариантные составляющие единого технического решения объекта приняты допускающими различную конфигурацию и протяженность в плане и по высоте и включают по меньшей мере одну объемно-конструктивную часть указанного объекта в составе не менее одного этажа, пролета, пространственного блока, секции, удельного объемно-конструктивного элемента объекта или помещения; и/или включают в своем составе объемные части различных - этажности, количества и размера пролетов, конфигурации в плане и по высоте, в том числе не менее одного этажа, пролета, пространственного блока, секции, помещения или иного удельного объема объекта с перекрытием, выполненным плоским, уступообразным с диапазоном высоты уступа, уступов величиной, равной любой части высоты этажа, количества этажей и/или террасным, а также с покрытием вариантно выполненным плоским, скатным, складчатым, арочным, гипаровидным, либо содержащим не менее одного купола или комбинированным из сочетаний указанных варьируемых элементов единого технического решения объекта; при этом указанный строительный объект содержит по меньшей мере одну пролетную несущую плоскую или объемно-конструктивную ячейку, которая выполнена каркасной, включающей соответственно не менее одной пары колонн в плоской ячейке или двух пар колонн в пространственной ячейке каркаса, пролет каждой пары из которых перекрыт балкой, которая имеет корпус с продольной осью, включающий стенку, верхний и нижний пояса, опорные участки и пролет длиной L с переменной конфигурацией поперечного сечения по длине и с возрастанием высоты сечения, по меньшей мере, на большей части указанной длины конструкции, при этом нижний пояс выполнен выпукло криволинейным в условной вертикальной продольной плоскости симметрии конструкции с выпуклостью, обращенной вниз, и имеющий кривизну, описанную радиусом R с центром, расположенным над верхним поясом конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета и удовлетворяющем условию R/L=(5÷15), а поперечное сечение балки вариантно выполнено в виде прямоугольника, трапеции, Т-образным, в виде двойного Т, П-образным, в виде ребристой балки-плиты с числом N_б пролетных стенок (N_б≥2), имеющих переменную высоту по длине пролета балки, удовлетворяющей упомянутому условию диапазону отношения R/L для всех указанных вариантов конструктивного решения, формы и количества стенок балки, балки-плиты, а также плоской и/или пространственной ячейки каркаса здания, сооружения, включающей соответственно не менее чем одну пару, либо не менее чем две пары колонн, линейный пролет, либо перекрестные пролеты, между которыми перекрыты балкой, балками не менее чем одной из указанных форм и конструктивного выполнения или перекрестным сочетанием указанных и/или известных балок и указанных балок-плит.

При этом здание, сооружение может быть выполнено в виде единого технического решения, включающего объемно-конструктивную композицию целого или части строительного объекта типа корпуса цеха, блока цехов, объединенных по фундаменту ленточного, монолитного, блочного или свайного типа с ростверком, или выполненных на раздельных фундаментах любого из указанных типов или их сочетаний, в том числе с примыканием, сопряжением или разделением несущих конструкций с включением ячеек и/или элементов каркаса конструктивно, коммуникационно и/или функционально объединенного блока корпусов промышленного комплекса в составе предприятия, объединения промышленного, энергетического или транспортного назначения, и при этом выполнено в виде объемно-конструктивной, технологической и архитектурной композиции, вариантно соответствующей по функциональному назначению объекту типа кузнечно-прессового, механосборочного цеха, котельной, теплоцентрали, автотранспортного цеха, тепловозного депо, понижающей или повышающей трансформаторной подстанции высоковольтной сети, станции, станций перекачки нефти, нефтепродукта, сырого и подготовленного газа, газа, газового конденсата, горячей и холодной воды, промышленных и ливневых канализационных стоков в составе соответствующих трубопроводов; крытого склада топлива, или сырья, или полуфабрикатов, или крытого склада готовой продукции на отраслевом предприятии горнодобывающей, атомной, нефтегазовой, химической, металлургической, машиностроительной, медицинской, пищевой промышленности; цеха подготовки добываемой сырой нефти, газа, конденсата в составе инфрастуктуры магистрального и/или внутриннего нефте-, газо-, конденсатопровода осваиваемого, разрабатываемого, эксплуатируемого углеводородного: нефтяного, газового, конденсатного, газоконденсатного месторождения в составе сети местных и/или или нитки, объединенной группы ниток соответствующих магистральных трубопроводов, а также в составе угледобывающего комплекса добываемых твердых и газовых энергоносителей на угольном месторождении; предприятия газо-, нефтеоргсинтеза, предприятия комплекса транспорта углеводородов, объекта сети и инфраструктуры автомобильных дорог, железнодорожного, воздушного и водного транспорта; месторождения алмазов, месторождения рудных и нерудных ископаемых, прииска драгметаллов, корпуса блоков корпусов, технического и/или стартового комплексов космодрома, аэродрома, объекта агрокомплекса по производству, хранению и/или переработке зерновых, мясной и молочной продукции, включая строительный объект, сблокированную группу объектов типа элеватора, хлебобулочного комбината, мясокомбината, холодильного цеха; цеха и/или комплекса химического комбината, понижающей или повышающей трансформаторной подстанции, высоковольтной и/или распределительной сети электропередачи.

Здание, сооружение может быть выполнено в виде единого технического решения, включающего объемно-конструктивную композицию целого или части строительного объекта типа корпуса цеха, блока цехов, объединенных по фундаменту или выполненных на раздельных фундаментах, в том числе с примыканием, сопряжением или разделением несущих конструкций с включением ячеек и/или элементов каркаса конструктивно, коммуникационно и/или функционально объединенного блока корпусов промышленного комплекса горно-обогатительного комбината, включая сблокировано объединенные технологически, конструктивно и транспортом от передела к переделу, выполненные под общей крышей цеха последовательного дробления, измельчения породы, обогащения руды до получения товарного порошка или агломерации обогащенной руды с получением на выходе товарных окатышей для металлургической промышленности.

По меньшей мере, одна имеющая криволинейный нижний пояс балка плоской пролетной каркасной ячейки и/или балка-плита пространственной пролетной каркасной ячейки архитектурно-конструктивной композиции строительного объекта промышленного комплекса может быть выполнена из композитного материала типа железобетона с силовым армированием, включающего стержневую рабочую арматуру.

По меньшей мере одна имеющая криволинейный нижний пояс балка плоской пролетной каркасной ячейки и/или балка-плита пространственной пролетной каркасной ячейки архитектурно-конструктивной композиции строительного объекта промышленного комплекса может иметь опорные и примыкающие к ним приконцевые части конструкции общей длиной L_пк , каждые выполнены удовлетворяющими условию

L_пк.<1/10L

и усилены дополнительным распределительным армированием в виде пространственных каркасов, плоских сеток и/или снабжена дисперсным армированием с процентным отношением не менее 0,02 от массы композитного материала.

По меньшей мере одна имеющая криволинейный нижний пояс балка плоской пролетной каркасной ячейки и/или балка-плита пространственной пролетной каркасной ячейки архитектурно-конструктивной композиции строительного объекта промышленного комплекса может быть выполнена однопролетной с шарнирным опиранием по концам пролета.

Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков группы изобретений, объединенных единым творческим замыслом, заключается в разработке строительного объекта жилого или промышленного комплекса, который содержит пролетную несущую плоскую или объемно-конструктивную ячейку. Пролетная строительная конструкция - ячейка выполнена типа балки, наделенной повышенной несущей способностью и расширенным диапазоном собственных колебаний без вхождения в резонанс на расчетные сочетания указанных нагрузок при снижении расхода материалов и повышении долговечности конструкции. Указанный положительный эффект достигнут за счет того, что нижний пояс балки выполнен криволинейным в вертикальной продольной плоскости конструкции с обращенной вниз выпуклостью и радиусом R кривизны с центром, расположенным над верхним поясом конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета и удовлетворяющем заявленному условию.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена пролетная балка, вид сбоку.

Здание, сооружение выполнено в качестве единого технического решения строительного объекта, включающего фундамент, фундаменты, вертикальные, горизонтальные и/или наклонные несущие и ограждающие конструкции стен, покрытий и при необходимости междуэтажного перекрытия, перекрытий.

Строительный объект выполнен с объемно-конструктивной композицией, отвечающей требованиям к зданию жилого, социального, культурного или бытового назначения, N-этажным, где N - целое положительное число надземных, подземных и/или частично заглубленных этажей, общее количество которых удовлетворяет условию N≥1; и/или, включающим М пролетов, где М - целое положительное число. Указанные вариантные составляющие единого технического решения объекта приняты допускающими различную конфигурацию и протяженность в плане и по высоте. Вариантные составляющие объекта включают по меньшей мере одну объемно-конструктивную часть объекта в составе не менее одного этажа, пролета, пространственного блока, секции, удельного объемно-конструктивного элемента объекта или помещения и выполнены в качестве строительного объекта, который включает различные сочетания конструктивно, коммуникационно и функционально объединяющие любые из перечисленных вариантных элементов технического решения объекта, в каждом из которых представлен в виде единого или объединенного здания, сооружения.

Строительный объект содержит по меньшей мере одну пролетную несущую плоскую или объемно-конструктивную ячейку. Пролетная ячейка выполнена каркасной. Ячейка включает не менее одной пары колонн в плоской ячейке и/или двух пар колонн в пространственной ячейке каркаса. Пролет каждой пары колонн перекрыт балкой. Балка имеет корпус 1 с продольной осью. Корпус 1 включает стенку 2, верхний и нижний пояса 3 и 4 соответственно опорные участки 5 и пролет 6. Пролет 6 выполнен длиной L с переменной конфигурацией поперечного сечения по длине и с возрастанием высоты сечения по длине балки, по меньшей мере, на большей части указанной длины конструкции. Нижний пояс 4 выполнен выпукло криволинейным в условной вертикальной продольной плоскости симметрии конструкции с выпуклостью, обращенной вниз, и имеющим кривизну, описанную радиусом R окружности с центром, расположенным над верхним поясом 3 конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета 6 и удовлетворяющем условию R/L=(5÷15).

Поперечное сечение балки вариантно выполнено в виде прямоугольника, сплошной или корытообразной трапеции, Т-образным, в виде двойного Т, П-образным, в виде ребристой балки-плиты с числом N_б пролетных стенок (N_б≥2), имеющих переменную высоту по длине пролета балки, удовлетворяющей упомянутому условию отношения R/L для всех указанных вариантов конструктивного решения, формы и количества стенок балки, балки-плиты, а также плоской и/или пространственной ячейки каркаса здания, сооружения, включающей соответственно не менее чем одну пару, либо не менее чем две пары колонн, свай-колонн, линейный пролет, либо перекрестные пролеты, между которыми перекрыты балкой, балками не менее чем одной из указанных форм и конструктивного выполнения или перекрестным сочетанием указанных и/или известных балок и указанных балок-плит.

При этом здание, сооружение может быть выполнено в качестве строительного объекта жилого, социального, административного, учебного, научно-исследовательского назначения, корпуса больничного комплекса, корпуса лечебно-реабилитационного, санаторно-курортного назначения, корпуса физкультурно-оздоровительного комплекса, либо строительного объекта многопрофильного олимпийского комплекса с легкоатлетическим стадионом, крытым павильоном с залом или залами для спортивной и/или художественной гимнастики, тяжелой атлетики, крытым или частично крытым велотреком, а также строительного объекта типа горно-лыжного комплекса. Здание, сооружение может быть выполнено в качестве строительного объекта спортивного комплекса типа выполненного с полным или частичным покрытием футбольного стадиона, водного стадиона, крытого павильона с бассейном, группой бассейнов для отдыха на воде, оздоровительного, реабилитационного плавания, гидромассажа, для водных видов спорта типа плавания, синхронного плавания, прыжков в воду, игр типа водное поло и в качестве строительного объекта типа больничного комплекса. Здание, сооружение может быть выполнено в качестве строительного объекта зрелищного комплекса типа театра, кинотеатра, кино-концертного центра, цирка, торгово-развлекательного центра, крытого рынка, строительного объекта типа гостиницы/отеля, мотеля, гостиничного комплекса, ресторана.

По второму варианту здание, сооружение выполнено в виде единого технического решения, включающего объемно-конструктивную композицию целого или части производственного или вспомогательного строительного объекта типа корпуса цеха, сблокированной группы цехов, объединенных фундаментом или выполненных на раздельных фундаментах, в том числе с примыканием, сопряжением или разделением несущих конструкций в составе комплекса промышленного, энергетического или транспортного назначения. Объемно-конструктивная композиция объекта выполнена N-этажной, где N - целое положительное число надземных и/или заглубленных подземных этажей, общее количество которых удовлетворяет условию N≥1, и/или включающим М пролетов, где М - целое положительное число.

Указанные вариантные составляющие единого технического решения объекта приняты допускающими различную конфигурацию и протяженность в плане и по высоте и включают по меньшей мере одну объемно-конструктивную часть указанного объекта в составе не менее одного этажа, пролета, пространственного блока, секции, удельного объемно-конструктивного элемента объекта или помещения.

Составляющие строительного объекта включает в своем составе объемные части различных - этажности, количества и размера пролетов, конфигурации в плане и по высоте, в том числе не менее одного этажа, пролета, пространственного блока, секции, помещения или иного удельного объема объекта с перекрытием, выполненным плоским, уступообразным с диапазоном высоты уступа, уступов величиной, равной любой части высоты этажа, количества этажей и/или террасным, а также с покрытием вариантно выполненным плоским, скатным, складчатым, арочным, гипаровидным, либо содержащим не менее одного купола или комбинированным из сочетаний указанных варьируемых элементов единого технического решения объекта.

Строительный объект содержит по меньшей мере одну пролетную несущую плоскую или объемно-конструктивную ячейку. Пролетная ячейка выполнена каркасной. Ячейка включает не менее одной пары колонн в плоской ячейке и/или двух пар колонн в пространственной ячейке каркаса. Пролет каждой пары колонн перекрыт балкой. Балка имеет корпус 1 с продольной осью. Корпус 1 включает стенку 2, верхний и нижний пояса 3 и 4 соответственно, опорные участки 5 и пролет 6. Пролет 6 выполнен длиной L с переменной конфигурацией поперечного сечения по длине и с возрастанием высоты сечения по длине балки, по меньшей мере, на большей части указанной длины конструкции. Нижний пояс 4 выполнен выпукло криволинейным в условной вертикальной продольной плоскости симметрии конструкции с выпуклостью, обращенной вниз, и имеющим кривизну, описанную радиусом R окружности с центром, расположенным над верхним поясом 3 конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета 6 и удовлетворяющем условию R/L=(5÷15).

Поперечное сечение балки вариантно выполнено в виде прямоугольника, сплошной или корытообразной трапеции, Т-образным, в виде двойного Т, П-образным, в виде ребристой балки-плиты с числом N_б пролетных стенок (N_б≥2), имеющих переменную высоту по длине пролета балки, удовлетворяющей упомянутому условию отношения R/L для всех указанных вариантов конструктивного решения, формы и количества стенок балки, балки-плиты, а также плоской и/или пространственной ячейки каркаса здания, сооружения, включающей соответственно не менее чем одну пару, либо не менее чем две пары колонн, свай-колонн, линейный пролет, либо перекрестные пролеты, между которыми перекрыты балкой, балками не менее чем одной из указанных форм и конструктивного выполнения или перекрестным сочетанием указанных и/или известных балок и указанных балок-плит.

По второму варианту здание, сооружение выполнено в виде единого технического решения, включающего объемно-конструктивную композицию целого или части строительного объекта типа корпуса цеха, блока цехов, объединенных по фундаменту ленточного, монолитного, блочного или свайного типа с ростверком, или выполненных на раздельных фундаментах любого из указанных типов или их сочетаний, в том числе с примыканием, сопряжением или разделением несущих конструкций с включением ячеек и/или элементов каркаса конструктивно, коммуникационно и/или функционально объединенного блока корпусов промышленного комплекса в составе предприятия, объединения промышленного, энергетического или транспортного назначения. Строительный объект выполнен в виде объемно-конструктивной, технологической и архитектурной композиции, вариантно соответствующей по функциональному назначению объекту типа кузнечно-прессового, механосборочного цеха, котельной, теплоцентрали, автотранспортного цеха, тепловозного депо, понижающей или повышающей трансформаторной подстанции высоковольтной сети, станции, станций перекачки нефти, нефтепродукта, сырого и подготовленного газа, газа, газового конденсата, горячей и холодной воды, промышленных и ливневых канализационных стоков в составе соответствующих трубопроводов. Здание, сооружение может быть выполнено в качестве строительного объекта крытого склада топлива, или сырья, или полуфабрикатов, или крытого склада готовой продукции на отраслевом предприятии горнодобывающей, атомной, нефтегазовой, химической, металлургической, машиностроительной, медицинской, пищевой промышленности; цеха подготовки добываемой сырой нефти, газа, конденсата в составе инфрастуктуры магистрального и/или внутреннего нефте-, газо-, конденсатопровода осваиваемого, разрабатываемого, эксплуатируемого углеводородного: нефтяного, газового, конденсатного, газоконденсатного месторождения в составе сети местных и/или или нитки, объединенной группы ниток соответствующих магистральных трубопроводов, а также в составе угледобывающего комплекса добываемых твердых и газовых энергоносителей на угольном месторождении. Здание, сооружение может быть выполнено в качестве строительного объекта предприятия газо-, нефтеоргсинтеза, предприятия комплекса транспорта углеводородов, объекта сети и инфраструктуры автомобильных дорог, железнодорожного, воздушного и водного транспорта. Здание, сооружение может быть выполнено в качестве строительного объекта месторождения алмазов, месторождения рудных и нерудных ископаемых, прииска драгметаллов, корпуса, блоков корпусов, технического и/или стартового комплексов космодрома, аэродрома, объекта агрокомплекса по производству, хранению и/или переработке зерновых, мясной и молочной продукции, включая строительный объект, сблокированную группу объектов типа элеватора, хлебобулочного комбината, мясокомбината, холодильного цеха. Здание, сооружение может быть выполнено в качестве строительного объекта цеха и/или комплекса химического комбината, понижающей или повышающей трансформаторной подстанции, высоковольтной и/или распределительной сети электропередачи.

Здание, сооружение выполнено в виде единого технического решения, включающего объемно-конструктивную композицию целого или части строительного объекта типа корпуса цеха, блока цехов, объединенных по фундаменту или выполненных на раздельных фундаментах, в том числе с примыканием, сопряжением или разделением несущих конструкций с включением ячеек и/или элементов каркаса конструктивно, коммуникационно и/или функционально объединенного блока корпусов промышленного комплекса горнообогатительного комбината, включая сблокированно объединенные технологически, конструктивно и транспортом от передела к переделу, выполненные под общей крышей цеха последовательного дробления, измельчения породы, обогащения руды до получения товарного порошка или агломерации обогащенной руды с получением на выходе товарных окатышей для металлургической промышленности.

Строительная конструкция выполнена из композитного материала типа железобетона с силовым армированием, включающего стержневую рабочую арматуру (на чертеже не показано).

По меньшей мере одна имеющая криволинейный нижний пояс балка плоской пролетной каркасной ячейки и/или балка-плита пространственной пролетной каркасной ячейки архитектурно-конструктивной композиции строительного объекта промышленного комплекса выполнена из композитного материала типа железобетона с силовым армированием, включающего стержневую рабочую арматуру (на чертеже не показано).

По меньшей мере одна имеющая криволинейный нижний пояс балка плоской пролетной каркасной ячейки и/или балка-плита пространственной пролетной каркасной ячейки архитектурно-конструктивной композиции строительного объекта промышленного комплекса имеет опорные участки 5 и примыкающие к ним приконцевые части 7 конструкции общей длиной L_пк., каждые выполнены удовлетворяющими условию L_пк.<1/10L и усилены дополнительным распределительным армированием в виде пространственных каркасов, плоских сеток и/или снабжены дисперсным армированием с процентным отношением не менее 0,02 от массы композитного материала.

По меньшей мере одна имеющая криволинейный нижний пояс балка плоской пролетной каркасной ячейки и/или балка-плита пространственной пролетной каркасной ячейки архитектурно-конструктивной композиции строительного объекта промышленного комплекса выполнена однопролетной с шарнирным опиранием по концам пролета 6. По меньшей мере на одной опоре выполнен шарнир 8 вращения, а на другой шарнир 9 скольжения.

Пример реализации пролетной балки

Балка выполнена из железобетона пролетом L=12 м радиусом кривизны нижнего пояса 4 R=60 м, отношение R/L=5. Поперечное сечение в опорной части конструкции принято 0,3×0,3 м. Поперечное сечение в пролете принято переменным. Нижний пояс очерчен радиусом R=180 м (R/L=15). Максимальная высота балки в пролете равна h=0,4 м для сечения 0,3×0,3 м при распределенной нагрузке q=0,4 т/м.

Максимальные расчетные напряжения в пролете составляют:

1. В балке с приопорным сечением (0,3×0,3) м и радиусах кривизны нижнего пояса балки:

а) R=60 м при нагрузке q=0,4 т/м G=162 кг/см²;^.

б) R=180 м при нагрузке q=0,4 т/м G=90 кг/см².

2. В балке с приопорным сечением (0,4×0,3) м R=60 м:

при нагрузке q=0,4 т/м G=40 кг/см²;

при нагрузке q=0,72 т/м G=162 кг/см².

3. В балке с приопорным сечением (0,6×0,3) м

при нагрузке q=2,88 т/м G=160 кг/см².

Резюме

1. На балках R/L=12 сечением (0,3×0,3) м при переменном сечении в пролете:

R=180 м нагрузку можно увеличить до 2 раз;

R=60 м нагрузку можно увеличить до 7 раз.

2. Резонансные частоты для всех видов динамических нагрузок проявляться не будут.

3. Экономия материалов вследствие приведения пролетной конфигурации балки в корреляционное соответствие с нагрузками и напряжениями в балке составляет ~(12÷20)%.

Указанное переменное сечение высоты балки снижает общий расход материала и диапазон резонансных частот собственных колебаний, которые будут выходить за пределы реально возможного возникновения резонансных частот колебаний, что предотвращает возможность разрушения балки от резонансных колебаний для реально возможных сочетаний динамических и статических нагрузок на балку в указанных зданиях жилого или промышленного комплекса, сооружениях с ездой поверху.

Изобретение относится к области строительства. Здание, сооружение выполнено в качестве единого технического решения строительного объекта жилого и промышленного комплекса. Строительный объект содержит пролетную несущую плоскую или объемно-конструктивную ячейку, которая выполнена каркасной и включает одну пару колонн в плоской ячейке и/или двух пар колонн в пространственной ячейке каркаса. Пролет каждой пары колонн перекрыт балкой. Балка имеет корпус, включающий стенку, верхний и нижний пояса, опорные участки и пролет. Пролет выполнен длиной L с переменной конфигурацией поперечного сечения по длине и с возрастанием высоты сечения на большей части длины конструкции. Нижний пояс выполнен выпукло криволинейным в условной вертикальной продольной плоскости симметрии конструкции с выпуклостью, обращенной вниз, и имеющим кривизну, описанную радиусом R с центром, расположенным над верхним поясом конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета и удовлетворяющем условию R/L=(5÷15). Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении несущей способности на восприятие различных нагрузок и расширении диапазона собственных колебаний без вхождения в резонанс при снижении расхода материалов и повышении долговечности конструкции. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

1. Здание, сооружение, характеризующееся тем, что выполнено в качестве единого технического решения строительного объекта, включающего фундамент, фундаменты, вертикальные, горизонтальные и/или наклонные несущие и ограждающие конструкции стен, покрытий и при необходимости междуэтажного перекрытия перекрытий; при этом строительный объект выполнен с объемно-конструктивной композицией, отвечающей требованиям к зданию жилого, социального, культурного или бытового назначения, N-этажным, где N - целое положительное число надземных, подземных и/или частично заглубленных этажей, общее количество которых удовлетворяет условию N≥1; и/или включающим М пролетов, где М - целое положительное число, кроме того, указанные вариантные составляющие единого технического решения объекта приняты допускающими различную конфигурацию и протяженность в плане и по высоте и включают по меньшей мере одну объемно-конструктивную часть указанного объекта в составе не менее одного этажа, пролета, пространственного блока, секции, удельного объемно-конструктивного элемента объекта или помещения и выполнен в качестве строительного объекта, включающего различные сочетания конструктивно, коммуникационно и функционально объединяющие любые из перечисленных вариантных элементов технического решения объекта, в каждом из которых представлен в виде единого или объединенного здания, сооружения, при этом указанный строительный объект содержит по меньшей мере одну пролетную несущую плоскую или объемно-конструктивную ячейку, которая выполнена каркасной, включающей соответственно не менее одной пары колонн в плоской ячейке и/или двух пар колонн в пространственной ячейке каркаса, пролет каждой пары из которых перекрыт балкой, имеющей корпус с продольной осью, включающий стенку, верхний и нижний пояса, опорные участки и пролет длиной L с переменной конфигурацией поперечного сечения по длине и с возрастанием высоты сечения по меньшей мере на большей части указанной длины конструкции, при этом нижний пояс выполнен выпукло криволинейным в условной вертикальной продольной плоскости симметрии конструкции с выпуклостью, обращенной вниз, и имеющим кривизну, описанную радиусом R с центром, расположенным над верхним поясом конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета и удовлетворяющем условию R/L=(5÷15), а поперечное сечение балки вариантно выполнено в виде прямоугольника, сплошной или корытообразной трапеции, Т-образным, в виде двойного Т, П-образным, в виде ребристой балки-плиты с числом N_б пролетных стенок (N_б≥2), имеющих переменную высоту по длине пролета балки, удовлетворяющей упомянутому условию отношения R/L для всех указанных вариантов конструктивного решения, формы и количества стенок балки, балки-плиты, а также плоской и/или пространственной ячейки каркаса здания, сооружения, включающей соответственно не менее чем одну пару, либо не менее чем две пары колонн, свай-колонн, линейный пролет, либо перекрестные пролеты, между которыми перекрыты балкой, балками не менее чем одной из указанных форм и конструктивного выполнения или перекрестным сочетанием указанных и/или известных балок и указанных балок-плит.

2. Здание, сооружение по п. 1, отличающееся тем, что выполнено в качестве строительного объекта жилого, социального, административного, учебного, научно-исследовательского назначения, корпуса больничного комплекса, корпуса лечебно-реабилитационного, санаторно-курортного назначения, корпуса физкультурно-оздоровительного комплекса, либо строительного объекта многопрофильного олимпийского комплекса с легкоатлетическим стадионом, крытым павильоном с залом или залами для спортивной и/или художественной гимнастики, тяжелой атлетики, крытым или частично крытым велотреком; спортивного комплекса типа выполненного с полным или частичным покрытием футбольного стадиона, водного стадиона, крытого павильона с бассейном, группой бассейнов для отдыха на воде, оздоровительного, реабилитационного плавания, гидромассажа, для водных видов спорта типа плавания, синхронного плавания, прыжков в воду, игр типа водное поло, строительного объекта типа горно-лыжного комплекса; корпуса больничного комплекса; зрелищного комплекса типа театра, кинотеатра, киноконцертного центра, цирка, торгово-развлекательного центра, крытого рынка, строительного объекта типа гостиницы/отеля, мотеля, гостиничного комплекса, ресторана.

3. Здание, сооружение, характеризующееся тем, что выполнено в виде единого технического решения, включающего объемно-конструктивную композицию целого или части производственного или вспомогательного строительного объекта типа корпуса цеха, сблокированной группы цехов, объединенных фундаментом или выполненных на раздельных фундаментах, в том числе с примыканием, сопряжением или разделением несущих конструкций в составе комплекса промышленного, энергетического или транспортного назначения, при этом объемно-конструктивная композиция объекта выполнена N-этажной, где N - целое положительное число надземных и/или заглубленных подземных этажей, общее количество которых удовлетворяет условию N≥1, и/или включающим М пролетов, где М - целое положительное число, кроме того, указанные вариантные составляющие единого технического решения объекта приняты допускающими различную конфигурацию и протяженность в плане и по высоте и включают по меньшей мере одну объемно-конструктивную часть указанного объекта в составе не менее одного этажа, пролета, пространственного блока, секции, удельного объемно-конструктивного элемента объекта или помещения, и/или включают в своем составе объемные части различных - этажности, количества и размера пролетов, конфигурации в плане и по высоте, в том числе не менее одного этажа, пролета, пространственного блока, секции, помещения или иного удельного объема объекта с перекрытием, выполненным плоским, уступообразным с диапазоном высоты уступа, уступов величиной, равной любой части высоты этажа, количества этажей и/или террасным, а также с покрытием вариантно выполненным плоским, скатным, складчатым, арочным, гипаровидным, либо содержащим не менее одного купола или комбинированным из сочетаний указанных варьируемых элементов единого технического решения объекта; при этом указанный строительный объект содержит по меньшей мере одну пролетную несущую плоскую или объемно-конструктивную ячейку, которая выполнена каркасной, включающей соответственно не менее одной пары колонн в плоской ячейке или двух пар колонн в пространственной ячейке каркаса, пролет каждой пары из которых перекрыт балкой, которая имеет корпус с продольной осью, включающий стенку, верхний и нижний пояса, опорные участки и пролет длиной L с переменной конфигурацией поперечного сечения по длине и с возрастанием высоты сечения по меньшей мере на большей части указанной длины конструкции, при этом нижний пояс выполнен выпукло криволинейным в условной вертикальной продольной плоскости симметрии конструкции с выпуклостью, обращенной вниз, и имеющим кривизну, описанную радиусом R с центром, расположенным над верхним поясом конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета и удовлетворяющем условию R/L=(5÷15), а поперечное сечение балки вариантно выполнено в виде прямоугольника, трапеции, Т-образным, в виде двойного Т, П-образным, в виде ребристой балки-плиты с числом N_б пролетных стенок (N_б≥2), имеющих переменную высоту по длине пролета балки, удовлетворяющей упомянутому условию диапазону отношения R/L для всех указанных вариантов конструктивного решения, формы и количества стенок балки, балки-плиты, а также плоской и/или пространственной ячейки каркаса здания, сооружения, включающей соответственно не менее чем одну пару, либо не менее чем две пары колонн, линейный пролет, либо перекрестные, пролеты между которыми перекрыты балкой, балками не менее чем одной из указанных форм и конструктивного выполнения или перекрестным сочетанием указанных и/или известных балок и указанных балок-плит.

4. Здание, сооружение по п. 3, отличающееся тем, что выполнено в виде единого технического решения, включающего объемно-конструктивную композицию целого или части строительного объекта типа корпуса цеха, блока цехов, объединенных по фундаменту ленточного, монолитного, блочного или свайного типа с ростверком, или выполненных на раздельных фундаментах любого из указанных типов или их сочетаний, в том числе с примыканием, сопряжением или разделением несущих конструкций с включением ячеек и/или элементов каркаса конструктивно, коммуникационно и/или функционально объединенного блока корпусов промышленного комплекса в составе предприятия, объединения промышленного, энергетического или транспортного назначения, и при этом выполнено в виде объемно-конструктивной, технологической и архитектурной композиции, вариантно соответствующей по функциональному назначению объекту типа кузнечно-прессового, механосборочного цеха, котельной, теплоцентрали, автотранспортного цеха, тепловозного депо, понижающей или повышающей трансформаторной подстанции высоковольтной сети, станции, станций перекачки нефти, нефтепродукта, сырого и подготовленного газа, газа, газового конденсата, горячей и холодной воды, промышленных и ливневых канализационных стоков в составе соответствующих трубопроводов; крытого склада топлива, или сырья, или полуфабрикатов, или крытого склада готовой продукции на отраслевом предприятии горнодобывающей, атомной, нефтегазовой, химической, металлургической, машиностроительной, медицинской, пищевой промышленности; цеха подготовки добываемой сырой нефти, газа, конденсата в составе инфрастуктуры магистрального и/или внутреннего нефте-, газо-, конденсатопровода осваиваемого, разрабатываемого, эксплуатируемого углеводородного: нефтяного, газового, конденсатного, газоконденсатного месторождения в составе сети местных и/или нитки, или объединенной группы ниток соответствующих магистральных трубопроводов, а также в составе угледобывающего комплекса добываемых твердых и газовых энергоносителей на угольном месторождении; предприятия газо-, нефтеоргсинтеза, предприятия комплекса транспорта углеводородов, объекта сети и инфраструктуры автомобильных дорог, железнодорожного, воздушного и водного транспорта; месторождения алмазов, месторождения рудных и нерудных ископаемых, прииска драгметаллов, корпуса, блоков корпусов, технического и/или стартового комплексов космодрома, аэродрома, объекта агрокомплекса по производству, хранению и/или переработке зерновых, мясной и молочной продукции, включая строительный объект, сблокированную группу объектов типа элеватора, хлебобулочного комбината, мясокомбината, холодильного цеха; цеха и/или комплекса химического комбината, понижающей или повышающей трансформаторной подстанции, высоковольтной и/или распределительной сети электропередачи.

5. Здание, сооружение по п. 3, отличающееся тем, что выполнено в виде единого технического решения, включающего объемно-конструктивную композицию целого или части строительного объекта типа корпуса цеха, блока цехов, объединенных по фундаменту или выполненных на раздельных фундаментах, в том числе с примыканием, сопряжением или разделением несущих конструкций с включением ячеек и/или элементов каркаса конструктивно, коммуникационно и/или функционально объединенного блока корпусов промышленного комплекса горнообогатительного комбината, включая сблокировано объединенные технологически, конструктивно и транспортом от передела к переделу, выполненные под общей крышей цеха последовательного дробления, измельчения породы, обогащения руды до получения товарного порошка или агломерации обогащенной руды с получением на выходе товарных окатышей для металлургической промышленности.

6. Здание, сооружение по п. 3, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна имеющая криволинейный нижний пояс балка плоской пролетной каркасной ячейки и/или балка-плита пространственной пролетной каркасной ячейки архитектурно-конструктивной композиции строительного объекта промышленного комплекса выполнена из композитного материала типа железобетона с силовым армированием, включающего стержневую рабочую арматуру.

7. Здание, сооружение по п. 3, отличающееся тем, что по меньшей мере одна имеющая криволинейный нижний пояс балка плоской пролетной каркасной ячейки и/или балка-плита пространственной пролетной каркасной ячейки архитектурно-конструктивной композиции строительного объекта промышленного комплекса имеет опорные и примыкающие к ним приконцевые части конструкции общей длиной L_пк., каждые выполнены удовлетворяющими условию

L_пк.<1/10L

и усилены дополнительным распределительным армированием в виде пространственных каркасов, плоских сеток и/или снабжены дисперсным армированием с процентным отношением не менее 0,02 от массы композитного материала.

8. Здание, сооружение по п. 3, отличающееся тем, что по меньшей мере одна имеющая криволинейный нижний пояс балка плоской пролетной каркасной ячейки и/или балка-плита пространственной пролетной каркасной ячейки архитектурно-конструктивной композиции строительного объекта промышленного комплекса выполнена однопролетной, с шарнирным опиранием по концам пролета.