Пространственное покрытие Советский патент 1981 года по МПК E04B7/14 

(54) ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ПОКРЫТИЕ

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для покрытий здапий и сооружений, преимущественно на круглом плане, с опиранием по внешнему контуру или на центральную опору.

Известно двухслойное безраспорное покрытие, прямоугольное в плане, опертое по контуру, включающее нижний слой, состоящий из жестких наклонных растяжек и горизонтальных стержней, которые соединены стойками с верхним слоем, выполненным из сборных ребристых железобетонных плит, жестко соединенных между собой 1.

Недостатком такого покрытия является то, что ортогональная ребристая сетка верхнего контура не соответствует геометрии распределения максимальных сжимающих усилий, что ведет к недоиспользованию ее несущей способности и к перерасходу материала.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является пространственное покрытие, опертое по контуру, включающее стержни нижнего и верхнего уровней, соединенные распорками и образующие в уровне |радиаль.но-|Кольцевую сетку 2.

При таком выполнении конструктивной схемы покрытия радиально-кольцевая геометрия сетки наилучщнм образом соответствует геометрии распределения максималь.ных сжимающих усилий.

Однако такая радиально-кольцевая сетка ие соответствует геометрии распределения максимальных растягивающих усилий в верхнем слое. Кроме того, болыщая свободная длина стержней нижнего сжатого слоя требует увеличения поперечного сеченпя для обеспечения устойчивости. Все это приводит к больщой материалоемкости покрытия.

Цель изобретения - снижение материалоемкости покрытия за счет расположения стержней, образующих объемный каркас покрытия по направлениям максимальных напряжений силового поля.

Поставленная цель достигается тем, что в пространственном покрытии, включающем стержни нижнего и верхнего уровней, соединенные распорками и образующие в одном уровне радиально-кольцевую сетку, распорки установлены в шахматном порядке, в узлах пересечения стержней (радиалыно кольцевой сетки и прикреплены к стержням другого уровня .в узлах Их лересечен-ия, причем стержни в этом уровне установлены с образованием сетки с неравными ромбическими ячейками в виде пересекающихся в плане спиралей.

На фиг. 1 изображено пространственное покрытие, общий ВИД; на фиг. 2 - конструктивная схема сетки верхнего (сжатого) слоя покрытия; на фиг. 3 - то же, сетки нижнего (растянутого) слоя покрытия; па фиг. 4 - соединение слоев покрытия через напрягающую распорку; на фиг. 5 - узел соединения слоев по внешнему контуру; на фиг. 6 - фр атмбнт iKOHcvpyKrHBiHoro выполнения сетки верхнего слоя из секции.

Пространственное покрытие, в случае операции по коптуру, включает стержни верхнего (сжатого) уровня / и нижнего (растянутого) уровня 2, которые по внещнему коптуру 3 соединены непосредственно друг с другом, а в центре - через напрягающие распорки 4.

Элементы верхнего (сжатого) уровня 1 выполнены из связанных между собой радиальных стержней 5 и кольцевых стержней 6, образующих радиально-кольцевую сетку.

Радиальные и кольцевые стерл ин 5 к 6 LMoryT быть выполнены, налример, соответственно из профильного металла и металлических лент, которые объединены в секции, образующие конструкцию верхнего уровня. Нижний (растянутый) уровень 2 выполнен из связанных между собой дугообразных элементов 7, например, стержней (тросов, лент), расположенных по диагоналям относительно радиальио-кольцевой сетки верхпего слоя / и образующих сетку с неравными ромбическими ячейками в виде пересекающихся в плане спиралей.

Возможен вариант прикрепления к центральному кольцу 5.

Распорки 4 снабжены напрягающими устройства ми 9 и установлены в шахматном порядке в узлах W пересечения стержней 5 и 6 радиально-кольцевой сетки и прикреплены к нижнему уровню 2 в узлах // пересечения дугообраз ных стержйей 7.

Распорки 4 соединяют та:кже центральные кольца обоих уровней.

Для случая опирания такой конструкции покрытия на центральную стойку радиально-кольцевая сетка должна быть расположена внизу, а спиралеобразная - вверху.

Построение радиально-кольцевой сетки ииж.него сжатого уровия и спиралеобразной сетки верхнего растянутого уровня выполняют в полярных координатах по формуле;

р ае f,

где р, ф - полярные координаты, а - постоянная величина, ctga (а - угол пересечения луча, выходящего из полюса, со спиралью), причем полярные координаты для радиально-кольцевой сетки определяют

, 1 при значений , а полярные координаты спиралеобразной сетки при значетсНИИ k ±ctg .

Монтане покрытия осуществляют на подмостях следующим образом.

Из секций (см. фиг. 6) собирают (на сварке или на болтах) радиально-кольцевую сетку верхнего у р01вня иокрытия, з-атем

снизу в узлах пересечения стержней устанавливают вертикальные распорки, к которым подвешивают дугообразные элементы нижнего уровня с пересечением между собой (см. фиг. 4). Далее слои покрытия соедиияют между собой по внешнему контуру, например, как показапо на фиг. 5, и осуществляют преднапряжение конструкции с помощью распорных устройств 9.

При работе такой конструкции покрытия растягивающие усилия воспринимаются дугообразными элементами нижнего слоя, расположение которых по пересекающимся спиралям обеспечивает равное напряжение во всех элементах спиралеобразной сетки,

что позволяет применить элементы одинакового сечения. Сжимающие усиотия от нагрузок на покрытие воспринимаются стержнями верхнего уровня, расположенными по радиально-кольцевой сетке, что -соответствует направлению максимальных напряжений силового поля покрытия. Кроме того, iB сжатых стержнях за счет уменьщения свободной длины стержней при размещении расиорок в шахматном порядке увеличивается предельная величина сжимающего усилия, что повышает песущую способность покрытия.

Такая рациональная конструктивная схема покрытия позволяет уменьшить материалоемкость.

Формула изобретения

Пространственное покрытие, включаюЩсе стержни нижнего и верхнего уровней соединенные распорками и образующие в одпом из уровней радиально-кольцевую сетку, отличающееся тем, что, с целью снижения материалоемкости, распорки

установлены в шахматном порядке в узлах пересечения стержней радиально-кольцевой сетки и прикреплепы к стержням другого уровня в узлах их пересечения, причем стержни в этом уровне установлены с образованием сетки с неравными ромбическими ячейками в виде пересекающихся в плане спиралей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

«Donms, 1976, № 557, с. 18-19.

фиг. 6