Способ образования стержневой пространственной конструкции Советский патент 1982 года по МПК E04B7/00 

(54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ СТЕРЖНЕВОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ

1

Изобретение отпосится к строительству и может быть использовано в пространственных каркасах зданий и сооружений.

Известен способ образования стержневой пространственной конструкции путем компоновки шарнирно-стержневых многогранников .

Наиболее близким к предлагаемому является способ образования стержневой пространственной конструкции, включающий соединение стержневых и узловых элементов и многогранники и их компоновку в пространственную конструкцию, причем в качестве многогранников применяют правильные и нецравильные геометрические тела. Многогранники компонуют в пространстве, состыковывая друг с другом однотипные грани, в результате чего образуется стержневая пространственная конструкция 2.

Недостатком известных способов является отсутствие одной унификации стержневых и узловых элементов в различных типах конструкций, что объясняется индивидуальностью подбора формообразующих многогранников.

Цель изобретения -- умс1н щен11е ко.чичестггп )азмеров стержневых и узловых э.лементов и pactuiipeHiie воз.можностп фор.мообразования.

Цель достигается тем, что согласно способу образования стержневой пространственной конструкции, включаюпхем соед11ненис стержневых и узловых элементов в многогранники и их компоновку в пространственную конструкцию, образование многогранников осуществляют вписыванием -стержневых и у.зловых элементов в модульную сетку с кубическими ячейками, соединяя ее узлы в направлении диагоналей или ортогоналей и диагоналей.

На фиг. 1 схематически изображены ео15 единения узлов .модульной сетки и образование многогранников; на фиг. 2 - схема градаци ; раз.меров длин стержневых э,1ементов; на фиг. 3 - схема ориентащп стержневых элементов; на фиг. 4 - .многогранник тетраэдр его геометрические параметры; на фиг. 5 - многогранник полуоктаэдр и его геометрические параметры; на фиг. 6 - многогранник антиспиноид и eio геометрические параметры; на фиг. 7 .многогранник двойной кубооктаэдроеегмент

и его геометрические параметры; на фиг. 8 - план варианта етержневой пространственной конструкции, образованной компоновкой двойных кубооктаэдросегментов и нолуоктаэдров; на фиг. 9 - разрез А-А на фиг. 8; на фиг. 10 - нлан варианта стержневой пространственной конструкции, образованной компоновкой тетраэдров, антисниноидов, полуоктаэдров; на фиг. 11 - разрез Б - Б на фиг. 10.

В модульную сетку 1 с кубически.ми ячейками посредством соединения ее узловых точек вписывают многогранники: тетраэдр 2, четвертьоктаэдр 3, кубодиагональсегмент 4, антиспиноид 5, кубооктаэдросегмент 6, двойной кубооктаэдросегмент 7, нолуоктаэдр 8, полукубооктаэдр 9 и другие.

Размеры ребер многогранников, вписанных в модульную сетку 1, имеют модульную градацию, кратную У2 а именно: а, aV2, 2а... и т. д., где а - размер ребра кубической ячейки модульной сетки. Ориентация ребер много1ранников в пространстве ограничена направления.ми ортогональных и диагональных осей модульной сетки I. Взаимная ориентация ребер остается неизменной при ко.мноновке модульных много1-ранников в отсутствии модульной сетки.

В одном узловом элементе 10 стержневой нространственной конструкции могут сходится восемнадцать ортогональных 11 и диагональных 2 стержневых элеме ггов, из них шесть стержневых эле.ментов 11 направлены по ортогональны.м осям и двенадцать стержневых элементов 12 - по диагональным. Направления стержневых элементов в пространственных стержневых конструкциях используются полностью или частично.

Многогранники, вписанные в модульную сетку, имеют характерные геометрические параметры. Углы между ребрами равны 45, 60 и 90°, углы между гранями 30° 16, 45°, 54°44, 70°32 и 90°.Форма граней имеет вид квадрата 13, прямоугольника 14 с соотнон1ением 1: V2, правильного треугольника 15 и прямоугольного равнобедренного треугольника 16.

Стержневая пространственная конструкция 17 образуется путем компоновки двойных кубооктаэдросегментов 7 и нолуоктаэдров 8, состыкованных одноименными гранями и заполняющих пространство без пропусков. Конструкция 18 образуется компоновкой тетраэдров 2, антиспиноидов 5, полуоктаэдров 8.

Наличие широкого выбора модульных многогранников и высокая вариабельность

ИХ взаимных сочетаний позволяет образовывать множеетво типов конструкций. Эти конструкции отличаются высокой прочностью и жесткостью, возможностью при.менения в зданиях и сооружениях различного назначения, разнообразием архитектурных форм.

Благодаря однотипности геометрических параметров модульных .многогранников, величина , размеров ребер и формы граней число типоразмеров элементов уменьшается до минимума. Пространственные конструкции 17 и 18 и другие могут быть собраны из элементов унифицированного сортамента, включающего один типоразмер узловых элементов 10 и три типоразмера стержневых элементов 11 и 12, например длиной 1,5:2,12 и 3,0 м. При необходимости градация стержневых элементов 11 и 12 может быть продолжена в обе стороны кратно .модулю V2. Унифицируются элементы заполнения пространственных конструкций 13-16, например панели ограждений.

Унификация узловых 10 и стержневых 11 и 12 эле.ментов и снижение числа их типоразмеров упрощают организацию индустриального изготовления стержневых пространственных конструкций, что ведет к у.тучщению их качества, снижению стоимости и трудоемкости изготовления.

Формула изобретения

Способ образования стержневой пространственной конструкции, включающий соединение стержневых и узловых элементов в многогранники и их компоновку в пространственную конструкцию, отличающийся тем, что, с целью уменьшения количества типоразмеров стержневых и узловых элементов и расширения возможности формообразования, образование многогранников осуществляют вписыванием стержневых и узловых элементов в модульную сетку с кубическими ячейками, соединяя ее узлы в направлении диагоналей или ортогоналей и диагоналей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№

2. Buttnev О., Stenker Н. Mettalleiichtba-nten. Berlin., 1970, с. 26-32, фиг. 27- 42. 4° , J5f6 70°32 Риг. oC 544 V 60 Q-90 9иг. 5