Сетчатый купол Советский патент 1981 года по МПК E04B7/10 

(54) .СЕТЧАТЫЙ КУПОЛ

1

Изобретение относится к строительству, в частности, к несущим конструк1ШЯМ покрытий зданий и сооружений.

Известен стальной решетчатый сетгчатый купол оранжереи диаметром 36 м в ФРГ. Peuieiva купола однопоясная с треугольными ячейками. В основу геометрического построения сеткв купола положен правильный двадаатнгранник ясосаэдр, вписанный в сферу. Грани ико- . саадра служат осиоааякямн 1реуголышос сферических сегментов. Каждый сегмент, в сяою очередь, расчленяется на шертьдесят четыре плоских трвугопъи11ка, seixшяшл которых лежат иа поверхности сферы Нияаяй контур купола ohepT ва жёяезобетоивую плиту I) .

Известен также сетчатый купол диаметром 24О м, образованный .вз отдельных, соедииенных межпу собой треугольных йфос транс твенных блоков 2J .

Наиболее близок по технической сушвостн к предлагаемому сетчатый купол, включающий нихшююи верхнюю жесткою

сетки, объединенные распорками и имеющие треугольные ячейки. Сетчатая поверхность его состоит из двухветвевых стержней, расположенных в радиальных плоскостях. Стержни образуют систему пересекающихся арок при размещении части их по направлению сторон сегментов. Вследствие двухслойной структуры каркас купола обладает большой жесткостью, что обеспечивает перекрытие больших пространств диаметром более 150 м Гз.

10

Однако эта конструкция при большом отношении 5 /Н 5, где JJ - диаметр рупола, Н - высота купола, относится к пологим куполам и характеризуется больISшим горизонтальным распором в опораом контуре, что требует особых конструктивных мероприятий для его восприятия. Подъемистые купола (33 /Н 5) обладают меньшим распором, но расход меXталла на 1 кв. м пола при этом не уменьшается вследствие возрастания площади поверхности купола. Кроме того, возрос-, ший объем внутршсупольного пространства зачастую не используется, но требует дополнительных расходов денежных средств на отопление, Двухсетчатые купола, отличающиеся большой жесткостью, наиболее экономны по расходу материала для больших (свыше 9О м) диаметров сооружения. Для небольших (до 40 м) и средних (до 90 диаметров экономичнее односетчафые купола, но они менее жестки (более деформативны). Во всех известных конструкциях пологих куполов наблюдается неравномерность распределения усилий в стержнях, что затрудняет унификацию и повьпдает число типов поперечных сечений стержней. . В качестве конструкционного материа ла применяются малоуглеродистые и частично низколегированные стали и алюминиевые сплавы. Высокопрочные стали, потенциально дающие наименьшую затрату стали, в куполах не используются оттого, что большая часть стержней сетчатых куполов испытывает, сжимающие усилия, а профили сжатых стержней назначаются по условию обеспечения устойчивости при очень существенном недоиспользовании высокой прочности металла. Цель изобретения - уменьшение материалоемкости и строительной высоты купола. Достигается эта цель тем, что в сетчатом куполе, включающем нижнюю и верхнюю жесткую сетки, объединенные распорками и имеющие треугольные ячей ки, нижняя сетка выполнена из провисающ гибких стержней, а размер каждой ее ячейки превышает размер ячейки верхней сетки в целое число раз, причем pacnofv ки вьшолнены в виде стоек, объединяющих узлы верхней и нижней сеток. Нижняя сетка выполнена из пересекаю шихря в трех направлениях гибких элементов и всегда растянута, что позволяет полностью использовать их прочность, 13ерхняя и нижняя сетки раздвинуты и между ними в узлах пересечения стержней нижней сетки размещены стойки из одното сжатого стержня или из пучка стержней. Предварительное напряжение осуществляют раздвиганием стоек. Стойки подпирают верхнюю жесткую сеткуi способствуют повьпиению ее общей и местной устойчивости и участвуют в регулировании усилий. Предварительное напряжение, кроме того, регулирует деформаиин системы. 8 На фиг, 1 схематически изображена верхняя сетка, вид сверху; на фиг, 2 нижняя сетка, вид сверху; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1 и 2. Верхняя жесткая сетка 1 купола выполнена из отдельных прямолинейных стержней, образующих в пространстве треугольную решетку. Вершины треугольников лежат на поверхности сферического сегмента. Верхняя сетка составляет односетчатый пологий купол с отношением 113/Н 5-10, Верхняя сетка, например, в семи узлах 2 подперта жесткими стойками-распорками 3, которые расположены между узлами верхней 1 и нижней 4 сеток. Длину стоек можнорегулировать. Стойки увеличивают жесткость всей системы в целом, уменьшают деформации верхней сетки от всех нагрузок, повьплают жесткую устойчивость узлов верхней сетки, участвуют в регулировании усилий в стержнях верхней сетки. Стойки оперты на-узлы 5 нижней сетки. Нижняя сетка 4 состоит, например, из девяти пересекающихся в трех направлениях гибких стержней, выполненных из высокопрочных стальных канатов. Конпы гибких стержней закреплены в наружном контуре купола специальными анкерными устройствами 6, позволяющими осуществлять напряжение системы в процессе сборки купола. Затяжки, составляющие нижнюю сетку, пересекаются з семи узлах и образуют двадпатичетырехгранник, вершины которого лежат на поверхности сферического сегмента диаметром D .обращенного выпуклостью вниз с отношением стрелы подъема к диаметру в пределах 1/10 - 1/20, Элементы нижней сетки испытывают только растяжение, . поэтому не могут потерять устойчивость. Вследствие этого в нижней сетке полностью используется высекая прочность с-гальных канатов, изготовляемых из проволоки с временным сопротивлением разрыву 150-18О кг/мм. Наличие предварительно напряженной разряженной нижней сетки из высокопрочных стальных канатов позволяет существенно сократить затрату стали по сравнению с двухсетчатыми куполами при пролетах до 9О -100 м путем искусственного регулирования (предварительного напряжения, усилий, вь1равниваюшего и уменьшающего расчетнью усилия в стержнях верхней жесткой сетки, и полного использования высокой прочности материала нижней етки.