Пространственное многогранное покрытие Советский патент 1982 года по МПК E04B7/08 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в гра данских и промыитенных зданиях. Hsj ecTHH пространственные покрытия в виде ребристо-кольцевых куполов с решетчатьми связями. Они состоят из рёбер и колец, между которыми располагаются раскосы. По концам ребра опираются на кольца. Связи соединяют ребра попарно через сектор либо устраиваются непрерывными во всех секто рах 1. Наличие связей приводит к уменьшегнию усилий в ребрах, что способствует появлению многочисленных слабонагруженных стержней реигетки со сложными узлами сопряжений в местах перелома граней купола. По длине ребер усилия распределяются крайне неравномерно, наибольшее сгущение ребер наблюдается в центральной части купола где нагрузки на них действуют минимальные. Известно также покрытие в виде многогранной ребристой складки со стержневым -каркасом, у которого пояса параллельны основанию, а элементы решет ки одинаковой длины образуют плоские треугольные ячейки С2. Для повьяиения пространственной жесткости и несущей способности при1чыкающие к ребру стержни объединены в жесткий пространственный элемент, способный воспринимать значительные сжимающие усилия, возникающие в ребре. Тем не менее, проблема обеспечения устойчивости, прочности и жесткости в таких покрытиях, как и в других односетчатых системах, сохраняет свою актуальность, и этот недостатокограничивает их применение при .средних и больших пролетах. Проблема устойчивости односетчатых конструкций связана с возможностью их прощелкивания, как и в сплошных тонкостенных оболочках. Угол между смежными стержнями соседних граней должен быть значительно меньше 180, в противном случае увеличение этого угла вследствие укорочения стержней под нагрузкой приводит к тому, что усилия в стержнях возрастают до бесконечности, и происходит прощелкивание отдельного узла. Наиболее близким к предлагаемому является пространственное многогранное покрытие, включающее пирамидальные стержневые элементы в виде тетраэдров, расположенные рядами, -основания которых соединены между собой вершинами в углах, и вершины смежяых пирамидальных элементов соединены стержнями f3J. Цель изобретения - образование ребристой оболочки, вписанной в поверхность вращения при одновременном повьлиении ее жесткости и несущей спо собности. Поставленная цель достигается тем, что в пространственном многогранном покрытии,включающем пирамидальные стержневые элементы в виде тетраэдров, расположенные рядами, основания которых соединены между собой вершинами в углах, а вершины смежных пирамидальных элементов объединены стерж нями, тетраэдры в каждом последующем ряду размещены со смещением в шахмат ном порядке, а стержни, соединяющие вершины тетраэдров, размещены концентрическими кольдевыгли рядами и сходящимися к центру пЬкрытия меридиональными рядами. На фиг. 1 изображено пространствен ное покрытие в плане (на левой стороне.- план расположения пирамидальных элементов, на правой стороне план стержней, соединяюгцих вершины пирамидальных элементов ; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1 (вариант выпуклого покрытия); на фиг. 3 - то же, вариант вогнутого покрытия, опертого на колонны по контуру опорного кольца) . Покрытие включает пирамидальные стержневые элементы 1, обращенные вершинами оснований в сторону от цен ра по направлению к опорному кольцу Стороны оснований пирамидальных элементов тангенциальной, ориентации образуют промежуточныекольца 3. Основания пирамид одного ряда образуют пло кую.трапецеидальную грань. Вершины пирамид соединены стержнями 4 кольцевого и меридионального направлений. Покрытие может быть оперто на колонны 5 или на фундаменты 6 по контуру опорного кольца. Наличие второй поясной сетки значительно повышает жесткость покрытия и его общую устойчивость. Прощелкивание узлов исключается. В отличие от односетчатых покрытий двухсетчатые (двухпоясные) покрытия можно выполнять весьма пологими. При отсутствии перегиба между гранями одного сектора они принимают форму конической сетчатой оболочки с абсолютно одинаковыми размерами всех пирамидальных элементов. В пологих покрытиях размеры оснований пирамидальных элементов разных рядов отличаются весьма мало, а потому пирамидальные элементы следует назначать одного типа с компенсацией неточностей в размерах за счет прокладок в узловых сопряжениях. Пирамидальные элементы могут быть как стержневого, так и листового типов и выполняются из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс, армоцемента и дерева. Возможно опирание таких покрытий на фундаменты, колонны или стены зланий и сооружений. Как показывает опытное проектирование, область рационального проектирования покрытий распространяется на пролеты 30-150 м. Результаты проектирования свидетельствуют об эффективности их использования вследствие небольшого расхода материалов и простоты сборки, обусловленной применением укрупненных элементов высокой заводской готовности. Формула изобретения Пространственное многогранное покрытие, включающее пирамидальные стержневые элементы в виде тетраэдров, расположенные рядами, основания которых соединены между собой в углах, а вершины смежных пирамидальных элементов объединены стержнями, о тличающе еся тем, что, с целью образования ребристой оболочки, вписанной в поверхность вращения при одновременном повькиении жесткости и несущей способности, тетраэдры в каждом последующем ряду размещены со смещением в шахматном порядке, а стержни, соединяющие вершины тетраэдров, размещены концентрическими кольцевыми рядами и сходящимися к центру покрытия меридиональными рядами. Источники информации, принятые во внимание при экспертиз 1.Авторское свидетельство СССР № 119326, кл. 37 а, Ъ, 1957. 2.Авторское свидетельство СССР № 312028,кл. Е 04 В 7/08, 1969. 3.Трофимов В. И. и др. Структурные конструкции. М., 1972, с.9 (прототип) .