ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ПОКРЫТИЕ ШАТРОВОГО ТИПА НА МНОГОУГОЛЬНОМ ПЛАНЕ Российский патент 2024 года по МПК E04B1/32 

Изобретение относится к области строительства и касается быстровозводимых каркасных зданий и сооружений различного назначения [E04B 1/00, E04B 1/342, E04B 1/343, E04B 1/36, E04H 15/00, E04H 15/48].

Из уровня техники известен КАРКАС БЫСТРОВОЗВОДИМОГО СООРУЖЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО МОНТАЖА [RU 2 564 292 C1, опубл.: 27.09.2015 г.], каркас включает шарнирно соединенные элементы арочно-рамной конструкции в виде поясов с раскосами, образующие ячейки четырехзвенных механизмов, опорные шарниры и центральный шарнир, расположенный выше опорных шарниров. Ячейки четырехзвенных механизмов образованы элементами поясов и восходящих раскосов, причем смежные ячейки объединены в кинематическую цепь таким образом, что имеют общие элементы в виде восходящих раскосов, а нисходящие раскосы расположены по диагоналям четырехзвенных ячеек.

Из уровня техники известны ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ КУПОЛА С УМЕНЬШЕННЫМИ ВАРИАЦИЯМИ ДЛИНЫ СТОЙКИ [US 2008307720 A1, опубл.: 18.12.2008 г.], в соответствии с аспектом одного варианта осуществления, геодезический купол содержит распорки и соединительные ступицы, причем ступицы включают в себя точки соединения концов распорок на более чем одном радиальном расстоянии от центра ступиц. Разница в таких радиальных расстояниях компенсирует известную из уровня техники разницу в длинах, необходимых для распорок в различных точках конструкции.

Из уровня техники известен КАРКАС НЕКРУГЛЫЙ В ПЛАНЕ ДЛЯ КУПОЛООБРАЗНОГО СООРУЖЕНИЯ [RU 194570 U1, опубл.: 16.12.2019 г.], который выполнен как куполообразное сооружение, некруглый в плане, состоит из двух полукуполов, каждый из которых содержит равномерно расположенные по периметру соответствующего полукупола составные меридиональные арочные ребра, выполненные из состыкованных торцами под углом друг к другу элементов. Два полукупола соединены между собой посредством верхней центральной горизонтальной балки, которая принимает верхние центральные опорные элементы полукуполов, выполненные в виде полудисков. Верхняя центральная горизонтальная балка служит опорой для дополнительных составных арочных ребер, скрепленных горизонтальными прогонами и образующих боковые структуры каркаса. Горизонтальные прогоны скреплены с меридиональными арочными ребрами и с дополнительными арочными ребрами. Горизонтальные прогоны расположены по обе стороны каждого из меридиональных арочных ребер и дополнительных арочных ребер так, что составляют в плане концентрично расположенные овалы.

Наиболее близким по технической сущности является КАРКАС СКЛАДНОЙ ПАЛАТКИ [US 4074682 A, опубл.: 21.02.1978 г.], содержащий тентовое ограждение и каркас с расположением по ярусам наклонных стержней, попарно соединенных между собой с жестким сопряжением в узлах.

Основной технической проблемой аналогов и прототипа является недостаточная надежность конструкции, что сказывается на несущей способности собираемой конструкции. Кроме того, приведенные известные решения отличаются значительной многоэлементностью.

Основная задача изобретения состоит в устранении недостатков аналогов и прототипа.

Технический результат заключается в обеспечении возможности создания надежного пространственного покрытия шатрового типа на многоугольном плане.

Указанный технический результат достигается за счет того, что пространственное покрытие шатрового типа на многоугольном плане, включающее тентовое ограждение и каркас с расположением по ярусам наклонных стержней, попарно соединенных между собой с жестким сопряжением в узлах, отличающийся тем, что к узлам соединений наклонных стержней в верхней части одного яруса присоединены нижние концы стержней верхнего яруса, образуя одинаковые углы между осью верхнего стержня и осями нижних стержней.

В частности, узлы соединений стержней имеют фиксаторы в виде винтовых стяжек и двух планок, закрепленных к стержням вблизи узла.

Краткое описание чертежей.

На фиг.1 показан чертеж объемного вида сверху пространственного покрытия шатрового типа на многоугольном плане.

На фиг.2 представлен чертеж объемного вида одного из вариантов реализации пространственного покрытия шатрового типа на многоугольном плане со смонтированным горизонтальным стержнем 7.

На фиг.3 показан вид спереди одного из вариантов реализации узла соединения 6 в разъемном виде.

На фиг.4 представлен вид справа одного из вариантов реализации узла соединения 6.

На фиг.5 изображен вид сзади одного из вариантов реализации узла соединения 6.

На фиг.6 изображен макет пространственного покрытия шатрового типа на многоугольном плане по варианту реализации фиг. 2.

На фигурах обозначено: 1 – опорные узлы, 2 – первый ярус, 3 – второй ярус, 4 – третий ярус, 5 – наклонные стержни, 6 – узлы соединений, 7 – горизонтальный стержень, 8 –тройник, 9 – втулка, 10 – лунка, 11 – винтовая стяжка, 12 – планки, 13 – крюк, 14 – болт, 15 – крюк, 16 – крюк, 17 – проушины, 18 – такелажные тросы, 19 – узлы крепления.

Осуществление изобретения.

Пространственное покрытие шатрового типа на многоугольном плане (фиг.1, фиг.2) содержит опорные узлы 1, смонтированные по периметру к опорной поверхности, первый 2, второй 3 и третий 4 ярусы.

В заявляемом пространственном покрытии шатрового типа фиг.1, фиг.2, опорные узлы 1 смонтированы по периметру к опорной поверхности. Опорные узлы 1 выполнены для монтажа основания самонесущего каркаса шатрового типа быстровозводимого сооружения к фундаменту или земле.

Первый 2, второй 3 и третий 4 ярусы образованы наклонными стержнями 5 (наклонными они являются по отношению к опорной поверхности) соединенными между собой через узлы соединений 6.

К узлам соединений 6 наклонных стержней 5 в верхней части первого яруса 2 присоединены нижние концы наклонных стержней 5 второго яруса 3, образуя одинаковые углы между осью наклонных стержней 5 второго яруса 3 и осями наклонных стержней 5 первого яруса 2. Здесь первый ярус 2 является нижним, а второй ярус 3 – верхним по отношению к опорной поверхности.

К узлам соединений 6 наклонных стержней 5 в верхней части второго яруса 3 присоединены нижние концы наклонных стержней 5 третьего яруса 4, образуя одинаковые углы между осью наклонных стержней 5 третьего яруса 4 и осями наклонных стержней 5 второго яруса 3. Здесь второй ярус 3 является нижним, а третий ярус 4 – верхним по отношению к опорной поверхности.

Предложенная конструкция может иметь различные варианты исполнения.

На фиг.1 показано, что к узлам соединений 6 наклонных стержней 5 в верхней части третьего яруса 4 присоединены концы горизонтального (по отношению к опорной поверхности) стержня 7 третьего яруса 4.

Один из вариантов реализации заявляемого пространственное покрытие шатрового типа на многоугольном плане, представлен на фиг.2.

Здесь наклонные стержни 4 в верхней части третьего яруса 4 соединены между собой в узле соединений 6.

Причем второй ярус 3 представляет собой среднюю часть стен, а третий ярус 4 – крышу пространственного покрытия шатрового типа.

Наклонные 5 и горизонтальный 7 стержни представляют собой стержни с проушинами и лунками на концах, а их различное наименование в описании заявки применяется для понимания технического решения и обусловлены только месторасположением в конструкции.

Узлы соединения 6 вышеупомянутых стержней пространственного покрытия шатрового типа могут быть выполнены в соответствии с фиг.3-фиг.5 с помощью тройников 8.

Тройник 8 имеет втулки 9 (см. фиг.3), которые в местах примыкания стержней сопряжены с донными и краевыми участками лунок 10, смонтированных на концах вышеупомянутых стержней.

На фиг.4 и фиг.5 представлен фиксатор узла соединения 6, выполненный с помощью винтовой стяжки 11 и двух планок 12.

Причем винтовая стяжка 11 и планки 12 расположены вдоль концов вышеупомянутых стержней так, что их последующее соединение между собой расположено параллельно втулки 9.

Крепление винтовой стяжки 11 к одному из вышеупомянутых стержней осуществляется за счет соединения крюка 13 винтовой стяжки 11 и болта 14, смонтированного через проушину (на фигурах не показаны) вышеупомянутого стержня.

Крепление планок 12 к вышеупомянутым стержням осуществляется за счет соединения крюков 15 планок 12 и болтов 14, смонтированных через проушины (на фигурах не показаны) вышеупомянутых стержней.

Крепление винтовой стяжки 11 и планок 12 между собой осуществляется за счет крюка 16 винтовой стяжки 11 и проушин 17 планок 12.

Причем, узлы соединения 6 пространственного покрытия шатрового типа (фиг.1, фиг.2) могут быть выполнены в виде фасонок с болтовым соединением, уголков и т.д.

Такелажные тросы 18 выполняют для устойчивости конструкции.

Такелажные тросы 18 (см. фиг.1, фиг.2) могут быть изготовлены из стальных тросов, канатов и т.п.

Крепление такелажных тросов 18 к наклонным стержням 5 выполняют с помощью проушин (на фигурах не показаны), смонтированных на концах наклонных стержней 5.

Узлы крепления 19 такелажных тросов 18 выполняют с помощью крюков, зажимов-соединителей, талрепов, тросовых зажимов, анкеров и т.п.

Причем, выполнение заявляемой конструкции не ограничено тремя ярусами.

Способ монтажа заявляемого пространственного покрытия шатрового типа выполняется следующим образом.

Элементы конструкции пространственного покрытия шатрового типа доставляют на строительную площадку.

Вначале планируют расположение (раскладку) конструкции.

Опорные узлы 1 закрепляют на земле или другом фундаменте (на фигурах не показано).

Монтаж заявляемого пространственного покрытия шатрового типа (фиг.1, фиг.2) начинают с установки опорных узлов 1 на равном расстоянии друг от друга по периметру к опорной поверхности.

Далее от опорных узлов 1 по восходящей и поочередно выполняют установку и монтаж с помощью узлов соединений 6 и фиксаторов наклонных стержней 5 первого 2 яруса, второго яруса 3 и третьего яруса 4, а также монтаж между первым 2, вторым 3 и третьим 4 ярусами такелажных тросов 18 с узлами крепления 19.

Пространственное покрытие шатрового типа на многоугольном плане может выполняться из разнообразных материалов, например, профилированных металлоконструкций, облегченных профилей или труб, деревянных брусьев и т.п.

Заявляемую конструкцию монтируют с помощью крана или вручную при её реализации из легковесных материалов.

Для ремонта пространственного покрытия шатрового типа одновременно с одного сегмента допускается изымать не более трех вышеупомянутых стержней, а также двух узлов соединений 6.

Все вышеупомянутые стержни идентичны и взаимозаменяемы, представляют собой стержни с проушинами и лунками на концах, а их различное наименование в описании заявки применяется для понимания технического решения и обусловлены только месторасположением в конструкции.

Автором настоящей заявки в 2022 году был выполнен макет пространственного покрытия шатрового типа (см. фиг.6). На фиг.6 показан макет, где пространственного покрытия шатрового типа выполненный в соответствии с фиг.2 и покрыт тканевым материалом.

Применяемое покрытие выполняют, преимущественно, из полиамидных, полиэфирных и смесовых тканей или полиолефиновых материалов. Стоит отметить, что арки и тамбуры выходов выполняют отдельно от пространственного покрытия шатрового типа. Арки и тамбуры выходов могут быть выполнены как из дуги или комбинированных ребер металлического или пластикового сплавов. Реализация выходов без тамбуров может предполагать отсутствие жестких ребер арок.

Все вышеупомянутые стержни первого 2, второго 3 и третьего 4 ярусов выполнены из идентичных стержней, соединенных на первом 2 и втором 3 ярусах по периметру такелажными тросами 18, следовательно, в разобранном виде пространственное покрытие шатрового типа (фиг.2, фиг.6) эргономично при монтаже и перевозке.

Технический результат, заключающийся в обеспечении возможности создания надежного пространственного покрытия шатрового типа на многоугольном плане, реализуется за счет создания пространственного покрытия шатрового типа, обладающего высокой эксплуатационной технологичностью и ремонтопригодностью, которые достигаются:

- за счет использования унифицированных элементов – вышеупомянутых стержней, выполненных в виде одинаковых по размерам и взаимозаменяемых в конструкции стержней, что приводит к унификации и упрощению производства, сборки и ремонта конструкции;

- пространственное покрытие шатрового типа является самонесущим и чтобы отремонтировать (заменить) один из элементов нет необходимости разбирать всю конструкцию, нагрузка при изъятии элемента из конструкции перераспределяется на соседние элементы за счет узлов соединений 6;

- за счет использования узлов соединений 6 вышеупомянутых стержней, которые имеют фиксаторы в виде винтовых стяжек 11 и двух планок 12 (на каждый узел соединений 6).

Кроме того, отсутствие крупногабаритных деталей облегчает производство деталей и их транспортировку.

Изобретение относится к области строительства, а именно к пространственному покрытию каркасных зданий. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности покрытия. Пространственное покрытие шатрового типа на многоугольном плане включает тентовое ограждение и каркас с расположением по ярусам наклонных стержней, попарно соединенных между собой с жестким сопряжением в узлах. К узлам соединений наклонных стержней в верхней части одного яруса присоединены нижние концы стержней верхнего яруса, образуя одинаковые углы между осью верхнего стержня и осями нижних стержней. Причем узлы соединений стержней имеют фиксаторы в виде винтовых стяжек и двух планок, закрепленных к стержням вблизи узла. 6 ил.

Пространственное покрытие шатрового типа на многоугольном плане, включающее тентовое ограждение и каркас с расположением по ярусам наклонных стержней, попарно соединенных между собой с жестким сопряжением в узлах, отличающееся тем, что к узлам соединений попарно расположенных наклонных стержней в верхней части одного яруса присоединены нижние концы стержней верхнего яруса, образуя одинаковые углы между осью верхнего стержня и осями нижних стержней, при этом узлы соединений стержней имеют фиксаторы в виде винтовых стяжек и двух планок, закрепленных к стержням вблизи узла.