Складной каркас Советский патент 1979 года по МПК E04B1/343 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве каркасо в складных сетчатых оболочек покрытий градирен, и тому подобных сооружений, а также в качестве опв ных контуров распорных конструкций (куполов ИЛИ вантовых систем). Известны складные каркасы покрытий .в виде ПЛОСКОСТНЫХ и перекрестных систе состоящих из шарнирно соединенных стер жней, причём за счет смещения шарни- рой по длине стержня достигается кривоЛинейные очертания конструкции l. Наиболее близким техническим решением к изобретению является складной каркас, включающий жесткие стержни, соединенные между собой шарнирами на концах и по длине стержней в местах пересечений продольных осей и образующие четырехугольные ячейки 2j. Недостатком этих решений ягшяется большая строительная высота, многоэлементность, затруднительност. устройства кровельного ограждения. Большая строительная высота известных систем вызвана тем, что складные элементы являются плоскими и располагаются в ПЛОСКОСТЯХ нормальных к поверхности ИЛИ близких к ним. Таким об-, разом, каркас с применением таких элементов является МНОГОСЛОЙНЫМ. Существенным недостатком перекрестных систем является СЛОЖНОСТЬ узлов сопряжения складных элементов различных направлений в плане между собой. Необходимость подвижности в вертикальных плоскостях приводит при реальном исполнении этих УЗЛОВ к снижению жесткости покрытия в горизонтальной плоскости. Целью изобретения является снижение материалоемкости каркаса. Указанная цель достигается тем, что в складном каркасе включающем жесткие стержни, соединенные между собой шарнирами на концах и по длине стержней в местах пересечений их продольных осей и образующие четырехугольные ячейки, стержни выполнены в поперечном сече- 3 . 6 нии открытого профиля и имеют плоские грани, причем продольные оси стержней расположены по прямолинейным образуго.щим однополостного гиперболоида враще;нИя, а в местах шарниров, оси котор гх направлены по нормалям к образованной поверхности, стержни сопряжены друг с другом по плоскостям граней, располо:жонных в касательных плоскостях к поверхности гиперболоида вращения. i Возможны различные конструктивные решения складного каркаса, В частности он может выполняться замкнутым, кольцевым, причем оба кольцевых сечен ия его б раничиваюгцие, расположены по одну сторону от плоскости симметрии, перпендикулярной оси вращения. Это дает возможность при раскладывании каркасу становится плоским и быть при этом неизменяемым в плоскости его расположения. Дальнейшее увеличение пространствен ной жесткости достигается за счет прикрепления диагональных связей,ра:споло- женных по меридианам. К двум противоп ложным углам ячеек к стержням жестко прикреплены связи;с разъемами. В места разъема имеются фланцы для соединения друг с другом, а продольные оси связей наклонены к плоскостям опорных граней стержней. Для центрации стержней в узлах соединения элементов в касательной плоскости прямолинейные образующие отклонены от продольных осей стержней на ве личину, не превышающую половины ширины грани стержня. На фиг. 1 изображен складной каркас в аксонометрии в рабочем состоянии; на фиг. 2 - то же (в сложенном виде); на фиг. 3 - элемент каркаса; на фиг. 4 складной каркас в виде кольцевого пояса поверхности -гиперболоида вращения; на фиг. 5 элемент складного каркаса с разъемными диагональными связями (в аксонометрии); на фиг. б - то же, вид в плане; на фиг. 7 - то же, вид сбоку; на фиг. 8 -фрагмент каркаса в сложенном виде (план); на фиг. 9 - то же, вид сбоку; на фиг. 10 -, фрагмент каркаса fco смешанными по отношению к осям шарнирам (план). Складной каркас 1 состоит из жестки стержней 2, соединенных между собой шарнирами 3, которые расположены на пбвёрхности однополостного гиперболоида . 4 вращения в местах пересечения прямолинейных образующих 5, которые сОвпа94 дают с осями стержней 6, Стержни име-.ют поперечные сечения 7 открытого про- :филя с гранями 8. Оси шарниров 3 совпадают с нормалями 9 к поверхности. В узлах стбржни примыкают друг к другу гранями 8, которые, в свою очередь, расположены в касательных плоскостях :10, . Складной каркас может быть выполнен в виде замкнутого кольцевого фрагмента однополостного гиперболоида 11 вращения, ограниченного кольцевыми се- чениями 12 и 13, расположенными по одну сторону от плоскости симметрии 14, перпендикулярной оси вращения А-А. В двух противоположных углах ячейки к стержням 2 жестко прикреплены связи 15 с разъемами 16 фланцевого типа. Для улучшения центрации стержней в местах стыковки элементов оси 6 стержня 2 могут быть отклонены от линии 5 расположения шарниров 3 на величину, находящуюся в пределах половины ширины грани 8 стержня. Выполненный по такой схеме каркас можно складывать и раскладывать в направлении вращения, прикладывая соответствующим- образом направленные усилия. Так как стержни примыкают в шарнирных соединениях друг к другу своими гранями, при складывании стержни скручиваются, оставаясьза счет своей изгибкой жесткости прямолинейными. Выполнение складного каркаса в виде замкнутого кольцевого фрагмента гиперболоида вращения, ограниченного кольцевыми сечениями, расположенными по одну сторону от плоскости симметрии, перпендикулярной оси вращения, дает возможность раскладывать каркас на указанную плоскость. В случае необходимости увеличения Нсесткости каркаса он может быть дополнительно оснащен диагональными связями. Благодаря-тому, что они жестко при-креплены к стержням и имеют разъемы фланцевого типа, требуемая жесткость после раскладывания каркаса достигается установкой болтов на фланцах. В сложенном виде связи незначительно увеличивают ширину пакета. При стьшовке элементов каркаса.друг с другом улучшение центрации достигается благодаря тому, что оси стержней отклоненыот прямолинейных образующих. Складной каркас может найти широкое - - I ;применение в. качестве каркаса различно- го рода сетчатых оболочек покрытий, градирни, башенных сооружений и т. п. Езлагодаря тому, что каркас не являет ся плоским (стержни элемента располо|Жены по поверхности однополостного ги- пербояоида вращения), становится возможным применение каркаса в однослойных сетчатых оболочках. Это приводит :к снижению строительной высоты каркаса, а также к уменьшению материалоемкости по сравнению с прототипом. Формула .изобретения 1, Складной каркас, включающий жест кие стержни, соединенные между собой шарнирами на концах и по длине стерж- „ ней в местах пересечения их продольных осей и образующие четырехугольные ячей ки, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости каркаса, стержни выполнены в поперечном сечении открытого профиля и имеют плос кие грани, причем продольные оси стержней расположены по прямолинейным обра- зующим однополостного гиперболоида вращения, а в шарниров, оси которых направлены по нормалям к образованной поверхности, стержни сопряжены друг с другом по плоскостям граней, расположенных в касательных плоскостях к поверхности гиперболоида вращения. 2.Складной каркас по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен замкнутым кольцевым, причем оба кольцевых сечения ограничивающие его, расположены по одну сторону .от плоскости симметрии, перпендикулярной оси вращения. 3.Складной каркас по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в i., противоположных углах ячейки к стержням жестко прикреплены связи с разъе -4. Складной каркас по пп. 1, 2 и 3 о т лишающийся тем, что, с целью обеспечения центрации стержней в касательной плоскости, прямолинейные образующие отклонены Ьтпрбдольных осей стержней на величину, не превьпиающую половины ширины грани стержня. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 2О13832, кл. Е 04 В 1/ОО, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 506690, кл. Е 04 В 1/343, 1973.

69G119

т

Фиг.З Фиг

ФигЛ 7