Пространственное покрытие зданий и сооружений Советский патент 1986 года по МПК E04B7/14 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве покрытий зданий и сооружений.

Целью изобретения является повышение пространственной жесткости и увеличение пролета.

На фиг. 1 изображено формообразование центрального элемента покрытия, аксонометрия; на фиг. 2 - формообразование боковы.х элементов покрытия, аксонометрия; на фиг. 3 - пространственное покрытие, общий вид, аксонометрия; на фиг. 4 - поперечный разрез по диагонали покрытия; на фиг. 5 - узел опирания крестообразного элемента.

Центральный элемент 1 покрытия образован оболочками 2 и 3, продольные оси 4 и 5 которых пересекаются в центре 6 покрытия, при этом они образуют крестообразную форму в плане. Эти оболочки могут быть очерчены по поверхностям, имеющим одинаковую или разную кривизну в двух направлениях; в последнем случае в месте сопряжения оболочек образуются изломы по диагоналям 7 покрытия.

Боковые элементы 8 состоят из двух половин и являются угловыми фрагментами сомкнутого свода со стрельчатыми изломами 9 поверхности, расположенными по диагоналям 7 покрытия. Такое взаимное расположение центрального и боковых элементов образует комбинированное покрытие с планом, близким к квадрату. Возможна также и многоугольная форма плана. В углах покрытия расположены контрфорсы или колонны 10. Боковые элементы могут быть выполнены в виде попарно пересекающихся по изломам 9 веерньЕх сводов с ребрами 11, причем последние пересекаются в точках 12 по периметру покрытия в местах его пересечения с линиями 13 сопряжения боковых элементов с центральными. В центре покрытия под оболочкой может быть распо.ю- жен крестообразный элемент 14, концы 5 которого жестко сопряжены в углах боковых элементов.

В центре покрытия и по середине контура расположен центральный элемент крестообразной формы, который очерчен по пологой поверхности двоякой кривизны. В этих зонах покрытия система ребер может быть ортогональной, поскольку здесь, в основном, безмоментное состояние конструкции. В угловых зонах покрытия, где значительные главные сжимающие и растягивающие усилия, действующие по площадкам, расположенным под углом 45° к осям 4 и 5, ортогональная система ребер нецелесообразна. Рациональная конструктивная схема этого ком бинированного покрытия достигается за счет ребер в местах изломов 9 поверхности боковых элементов, воспринимающих главные сжимающие усилия, действующие по диагоналям плана. Главные растягивающие усилия могут быть восприняты арматурой, расположенной в ребрах 11. Благодаря этому достигается oптимaJ ьнaя статическая работа покрытия. Оно обладает и более в)1сокой пространственной жесткостью по сравнению с гладкой сферической оболочкой того же пролета. Цри значительных пролетах дополнительное увеличение пространственной жесткости покрытия может быть достигнуто за счет крестообразного элемента 14. расположенного под оболочкой,

концы 15 которого жестко оперты на ребра в месте изломов 9 веерных сводов. В этом случае образуется перекрестная система диагональных арок, повышающая жесткость пространственной системы. В местах опирания концов 15 крестообразных элементов

расположен столик 16; в этой зоне должен быть обеспечен перепуск арматуры ребер, а для восприятия поперечных сил необходимы шпоночные пазы 17.

Таким образом, высокая несущая способпость оболочки достигается качественно новым сочетанием центральной крестообразной оболочки, повышающей общую жесткость, и угловых зон с повышенными прочностными качествами, обусловленными расположением ребер по линии главных усиЛИЙ. Увеличение пролета достигается тем, что центральный крестообразный элемент может иметь значительные размеры, поскольку он очерчен по форме двоякой кривизны и подкреплен жесткими угловыми оболочками, обеспечивающими также и общую

устойчивость.

Поскольку центральный крестообразный элемент жестко сопряжен по линиям 13 с боковыми угловыми элементами, организуется совместная работа этих элементов в единую пространственную систему.

Распор пространственного покрытия воспринимается контрфорсами или колоннами в углах покрытия. В случае необходимости опоры соединяются затяжками по периметру покрытия. Возможен также рамный контур, состоящий из периметральных ригелей J8, а также угловых колонн 10 и промежуточных колонн, расположенных, например, в точках 12.

Монтаж такого покрытия может быть вьшолнен консольно-навесным способом, который позволяет без промежуточных опор собрать оболочку. Цосле установки опор и контура покрытия в первую очередь собираются навесным способом боковые элементы, затем устанавливается крестообразный элемент 14, который замыкает диагональную

арочную систему покрытия. В последнюю очередь на контур боковых оболочек устанавливаются плиты центрального элемента. Оболочки покрытия могут быть выполнены из железобетона, п.частмасс, дерева и сочетания этих материалов.

Ориентировочный экономический эффект от внедрения изобретения должен составить около 10 руб/м- покрытия.

Ф1/&.2.

Фиг. д

Фиг,.