Устройство для защиты воздухоопорного сооружения от действия ветровых нагрузок Советский патент 1983 года по МПК E04B1/345 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ВОЗДУХООПОРНОГО СООРУЖЕНИЯ ОТ ДЕЙСТВИЯ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК

1

изобретение относится к строительству и может быть использовано в пнев.матических сооружениях временных и постоянных зданий.

Известны воздухоопорные сооружения 1|.

Недостатком этого решения является отсутствие устойчивости оболочки.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для заш.иты воздухоопорного сооружения от действия ветровых нагрузок, содержаш.ее кольцо жесткости, охватываюш,ее сооружение и имеюшее автономную систему подачи воздуха 2.

В этом устройстве замкнутые кольца повышают устойчивость сооружения, поэтому они являются пассивным средством защиты от ветрового потока.

При действии ветра давлению подвергается одна сторона сооружения, на другой, подветренной, образуется отсос, т. е. отрицательное давление, поэтому оболочка совместно с кольцами, образующая одно целое, смешается от действия ветра. Кроме того, не исключены и местные деформации оболочки с подветренной стороны и вне расположения колец.

Цель изобретения - повынюнис надежности сооружения при действии (;й нагрузки.

Доставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты воздухоопорного 5 сооружения от действия ветровых нагрузок, содержащем кольцо жесткости, охватывающее сооружение и имеющее автоно.мную систему подачи воздуха, кольцо выполнено из секций, каждая из которых снабжена 10 соплом и клапаном, установленным перед соплом, причем устройство снабжено системой, определяющей ветровые нагрузки и связанной с клапанами.

Кроме того, кольцо может быть расположено вблизи опорного контура оболочки 15 и иметь сужающееся кверху сечение.

На фиг. 1 представлено воздухоопорное сооружение с устройством для защиты от действия ветровых нагрузок, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - воздухо20опорное сооружение, вариант исполнения с кольцом, расположенным у опорного контура оболочки.

Устройство для защиты воздухоопорного сооружения 1 от действия ветровых нагрузок состоит из элементов жесткости, выполненных в виде колец 2, охватывающих сооружение, например, в экваториальной зоне. Каждое кольцо разделено герметичными перегородками 3 на секции 4, которых например, четыре или шесть. Каждая секция 4 имеет щелевое сопло 5 с воздухораздатчиком 6 и связана или с единой автономной системой подачи воздуха 7 через клапаны, или с индивидуальной автономной системой подачи воздуха (которых должно быть по числу секций 4. Перед соплом 5 установлен управляемый клапан 8. Все клапаны 8 связаны через систему автоматического регулирования с румбометром 9, установленным в зените оболочки и позволяющим определить ориентацию анемометра 10 по отношению к направлению ветра. Анемометр 10 размешается в лобом удобном для ухода месте на поверхности сооружения, например, на высоте его экватора.

Управляемый клапан 8 может быть установлен в мембране 11, которая встроена внутри секции 4 таким образом, что ребра жесткости образованы за счет подачи давления в часть полости секции 4. Управляемый клапан 8 может быть установлен непосредственно в стенкр юльца перед воздухораздатчиком 6.

Для создания под оСолочкой 1 избыточного, давления предусмотрена воздуходувная установка 12.

Кольцо жесткости 2 может быть установлено у опорного контура. Оно должно иметь сужающееся кверху сечение и высоту, равную 1/3 высоты оболочки. Сопло 5 и управляемый клапан 8 устанавливается в этом случае в верхней части кольца.

При подаче давления во все секции 4 колец 2 при закрытых управляемых клапанах 8 образуются ребра жесткости. При действии ветровой нагрузки сигнал от рубометра 9, определяющего направление действия ветра, передается управляемому клапану 8 одной или нескольких секций 4, попадающих в зону действия ветровой нагрузки. Этому же клапану 8 подается команда от анемометра 10, измеряющего величину нагрузки. В соответствии с его показаниями определяется расход воздуха, проходящего через клапан 8. При включенной автономной системе подачи воздуха 7 последний, истекая из сопла 5, образует поток воздуха, отсекающий ветровой поток. С подветренной стороны управляемые клапана не включаются и воздущный поток не образовывается. При изменении направления ветра, благодаря связи румбометра 9 с управляемыми клапанами 8, одни из них закрываются, а другие открываются.

Сопла колец расположены так, чтобы создаваемый поток был направлен под углом к вертикали и сбивал ветровой.

При этом воздущный поток, образованный соплами колец, расположенных в экваториальной зоне защищает от ветровых нагрузок верхнюю половину сферы. Для более эффективного отражения ветровой нагрузки по всей высоте сооружения целесообразно кольцо 2 располагать у его опорного контура. При этом жесткость сооружения повысится у основания оболочки, а остальная ее часть будет полностью ограждена от действия ветровой нагрузки, создаваемым потоком воздуха, так что надобность в кольцах, располагаемых в экваториальной зоне, отпадает. Кроме того, полость кольца, расположенного у основания контура сооружения, превосходит объем полостей колец, расположенных в экваториальной зоне. При резком порыве ветра на плотность потока воздуха инерционность включения автономной системы подачи воздуха не влияет, так как объем воздуха, находящийся в кольце, способен сразу создать

поток, необходимой силы. При выходе автомной системы подачи воздуха на рабочий режим осуществляется подпитка секций кольца. Сужающееся сечение кольца объясняется формой эпюры нагрузок на оболочку, создаваемых внутренним давлением. Кроме того, сопло, установленное в суженном сечении кольца создает более направленный поток воздуха.

Таким образом, устройство обеспечивает сохранение формы воздухоопорного сооруже0 ния, так как снижает действие ветрового потока, а иногда и совсем ликвидирует его только в области положительного давления. При этом исключается как локальное искажение формы оболочки, так и в целом ее смещение, что положительно сказывается

5 На надежности сооружения.

Формула изобретения

1.Устройство для защиты воздухоопорного сооружения от действия ветровых нагрузок, содержащее кольцо жесткости, охватывающее сооружение и имеющее автономную систему подачи воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности сооружения при действии ветровой Нагрузки, кольцо выполнено из секций, каж5 Дая из которых снабжена соплом и клапаном, установленным перед соплом, причем устройство снабжено системой, определяющей ветровые нагрузки и связанной с клапанами.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, 0 что кольцо расположено у опорного контура

оболочки и имеет сужающееся кверху сечение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ермолов В. В. Пневматические конструкции воздухоопорного типа. М., Стройиздат, 1973, с. 20.

2.Авторское свидетельство СССР № 528373, кл. Е 04 В 1/345, 1974.

/