Складчатое покрытие Советский патент 1980 года по МПК E04B1/32 

(54) СКЛАДЧАТОЕ ПОКРЫТИЕ

I

Изобретение относится к области строительства, а именно к арочным сводчатым складным констр кциям и может быть применено в гражданском и промышленном строительстве при устройстве зданий и сооружений многоцелевого назначения.

Известно складчатое покрытие, включающее шарнирно соединенные между собой складки, имеющие очертание прямоуголь- . ной рамы и состоящие из плоских элемен тон: прямоугольных и треугольных в углах рамы, которые соединены между собой щар- ю нирно 1.

Недостатком этого рещения является наличие разнотипных элементов, составляющих складки.

Наиболее близки:,- техническим решени- -5 ем является складчатое покрытие, состоящее из криволийных складок, которые щарнирно соединены между собой rio верхним и нижним образующим. Каждая складка описана двумя радиусами, исходящими из одного центра. Разница в длине радиусов составляет высоту складки в радиальном направлении. Конструкция шарниров подобна рояльным петлям. В сложенном состоянии «складчатое покрытие представляет собой плотный пакет, состоящий из плоских криволинейных складок. При раздвижке пакета складки, раскрываясь, изгибаются, оставаясь шарнирно сочлененными по образующим и при этом в них возникают предварительные изгибные напряжения, что повышает устойчивость покрытия. Конструкция покрытия обладает большой растяжимостью: складки могут быть раздвинуты на значительный угол между ними, практически ограниченный только H3rH6HbiNti напряжениями (большой угол раскрытия сопровождается только увеличением кривизны поверхности складок). Транспортируется конструк.ня к месту установки в виде пакета, при этом угол между складками равен 21.

Недостатко.м известного решения является то, что при технической реализации изобретения из складок конечной толщины предварительные напряжения, возникающие в них при изгибе, могут достигнуть значительных величин. При Это.м положении появление уже незначительных дополнительных однозначных напряжений в складках от технологических и атмосферных нагрузок на конструкцию может привести к ее разрушению, преднапряжение конструкции в данном случае уменьшает ее несушую способность. Чем меньше сопротивление материала и отношение толщины складки к ее кривизне, тем большие преднапряжения испытывает конструкция, тем меньше становится ее несушая способность. Следовательно, нерационально и затруднительно применение материалов с пониженным расчетным сопротивлением, конструктивно многослойных пластин, исключено применение железобетона. Поэтому складчатое покрытие рационально выполнять из тонких (металлических) складок. Однако изогнутая тонколистовая поверхность плохо работает на поперечную нагрузку, и это приводит к необходимости увеличения ее приведенной толшины постановкой ребер жесткости, что ведет к увеличению металлоемкости конструкции. Из этого следует, что предварительное напряжение, которое получает конструкция в результате изгиба складок, уменьшает ее несущую способность, приводит к увеличению металлоемкости и ограничивает применение многих видов материалов и изделий из них для ее изготовления.

Целью изобретения является уменьшение изгибающих моментов и упрощение монтажа покрытия.

Указанная цель достигается тем, что в складчатом покрытии, включающем криволинейные пластинчатые элементы в виде складок, шарнирно соединенные между собой, каждый криволинейный пластинчатый элемент выполнен из шарнирно соединенных между собой плоских многоугольников. На фиг. 1 изображено предложенное покрытие в сложенном состоянии; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, обший вид; на фиг. 4 - то же (в раздвинутом виде); на фиг. 5 - то же, вид сбоку; на фиг. 6 - то же, общий вид. Складчатая конструкция состоит из криволинейных складок 1, которые шарнирно соединены между собой по верхним и нижним образуюшим. В сложенном состоянии складки 1 представляют собой пластинчатые элементы, плотно объединенные в пакет, и угол между ними равен нулю. Криволинейность складок 1 обеспечивает в раздвинутом (эксплуатационном) состоянии сводчатый вид здания или сооружения. С кладки 1 состоят из многоугольников 2, которые соединены между собой шарнирами 3 по сторонам, сопрягаемым в радиальном направлении. Многоугольники 2 представляют собой однотипные плоские элементы (полной заводской готовности) из любых материалов, любого конструктивного содержания. Они могут быть выполнены из тонких металлических (гофрированных) листов, бакелизированной фанеры, деревянных и синтетических материалов, различных сочетаний тех и других материалов; ими могут являться многослойные плиты типа «Сэндвич и железобетонные плиты. Шарнирами 3 могут быть поворотные петли, конструкция которых подобна рояльным петлям, листовые гибкие вставки или выпуски арматуры или гибкие металлические стержни, присоединяемые к многоугольникам 2.

Конструкцию собирают в следующей последовательности.

о Элементы 2 последовательным друг к другу присоединением на щарнирах 3 объединяют в складки 1. Для элементов 2 из тонкостенных материалов и многослойных плит удобно применение листовых щарниров или щарниров тина рояльных петель, для железобетонных элементов удобно применение выпусков арматуры или отдельных металлических стержней (полос), привариваемых к закладным частям железобетонных элементов. Крепление шарниров может быть

осуществлено на болтах (заклепках) или электросваркой. С точки зрения статической работы конструкции шарниры располагаются вдоль всей линии соединения элементов 2, в случае, если они являются тонкостенными листами, или только в местах соединений элементов 2, прилегающих к поясам складок 1, в случае, если элементы 2 имеют достаточную толщину или жесткий контур, гарантирующие устойчивость при сжатии. Следующий этап - это щарнир0 ное соединение складок 1 между собой в пакет. Конструкция и принцип шарнирного соединения такой же как и для элементов 2. Перечисленные работы могут быть произведены полностью на заводе изготовителе, после чего конструкция в виде пакета до ставляется на строительную площадку, либо эти работы могут быть произведены непосредственно на строительной площадке, куда заранее доставляются готовые элементы 2. Раздвижка пакета может быть осуществлена с помощью лебедок или иных тяговых средств. В процессе раздвижки элементы 2 раскрываются на угол раскрытия складок 1 и одновременно поворачиваются на шарнирах 3 относительно друг друга, не изгибаясь и, следовательно, не испытывая изгибных напряжений. В раздвинутом (эксплуатационном) состоянии конструкция представляет собой сводчатую волнообразную поверхность (оболочку), состоящую из шарнирно соединенных между собой плоских элементов 2 (пластин), является многосвязной пространственной системой, может воспринимать атмосферные и технологические нагрузки. При нагрузке на конструкцию пластины хорошо работают на растяжение, выполняя роль «фиктивных раскосов, цри этом нет необходимости в постановке ребер жесткости, так как при поперечной нагрузке на мембрану прогибы ее быстро затухают в зависимости от растяжения. В то же время места сочленений пластин по контуру (или жесткий контур пластин) являются жесткими участками (элементами), которые выполняют роль «фиктивных стоек и воспринимают сжимающие усилия.

Данное решение складчатой конструкции позволит увеличить ее несущую способность, уменьшить материалоемкость и использовать различные материалы при создании сводчатых складных складчатых конструкций.

Формула изобретения

Складчатое покрытие, включающее криволинейные пластинчатые элементы в виде

складок, шарнирно соединенные между собой, отличающееся тем, что, с целью уменьшения изгибающих моментов и упрощения монтажа, каждый криволинейный пластинчатый элемент выполнен из шарнирно соединенных между собой плоских многоугольников.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельо во СССР № 339644, кл. Е 04 1/32, 197