Строительная конструкция

1. СТРОИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ, включающая тонкостенные трубчатые элементы, охваченные обвязкой и порядно размещенные между трубчатыми элементами несущие вкладыши, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности за счет равномерного обжатия трубчатых элементов, упрощения монтажа и расширения области использования, смежные грани несущих вкладышей снабжены криволинейными выступами, направленными друг к другу, с образованием замкнутых ячеек, охватывающих трубчатые элементы по всей наружной поверхности, при этом обвязка выполнена преднапряженной, а вкладыши из жесткого или упругого материала.
2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что вкладыши одного ряда объединены в блок.
3. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что вкладыши выполнены со сквозными отверстиями.
4. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что, с целью удобства транспортировки, вкладыш выполнен составным.

Изобретение относится к строительству, а именно к структурным элементам для жилищно-гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданий, большепролетных сферических и сводчатых сооружений, небольших переносных жилых зданий, павильонов, складов и других сооружений специального назначения.
Цель изобретения повышение несущей способности за счет равномерного обжатия трубчатых элементов, упрощение монтажа и расширение области использования.
На фиг.1 изображена аксонометрия строительной конструкции; на фиг.2 трехопорный вкладыш; на фиг.3 аксонометрия четырехопорного вкладыша; на фиг.4 аксонометрия вкладыша с односторонними вогнутостями; на фиг.5 аксонометрия вкладыша-блока со смещением ячеек; на фиг.6 то же, без смещения ячеек; на фиг. 7 аксонометрия полого элемента цилиндрической формы; на фиг.8 аксонометрия полого элемента в виде усеченного конуса; на фиг.9 фрагмент строительной конструкции; на фиг.10 то же, со сферической поверхностью; на фиг.11 фрагмент системы со сводчатой поверхностью.
Строительная конструкция состоит из опорного контура 1, выполненного в виде жестких балок, расположенных по периметру. Несущие вкладыши 2 на смежных гранях имеют криволинейные выступы 3, направленные друг к другу, образующие замкнутые ячейки для размещения тонкостенных трубчатых элементов 4. Вкладыши выполнены из твердого или упругого материала. Трубчатые элементы 4 могут быть выполнены в форме усеченного конуса из дюралюмина. Преднапряженная обвязка 5 выполнена в виде вант из высокопрочных тросов или лент, заанкеренных концами в опорный контур с возможностью их натяжения.
Строительная конструкция образуется за счет предварительного напряжения, создаваемого путем натяжения обвязки. Натяжение затяжки вызывает сжатие вкладышей 2 и трубчатых элементов 4.
Для равномерного сжатия вкладышей и трубчатых элементов между вкладышами обеспечивается зазор, который при полном преднапряжении может уменьшиться близко к нулю.
За счет взаимного распределения и оптимальной координации усилий между растянутыми вантами и сжатыми трубчатыми элементами и вкладышами достигается максимальное использование несущей способности материала, т.е. использование всей площади сечений элементов, полученных расчетами. Для обвязки 5 и трубчатых элементов 4 применяются высокопрочные материалы, что обеспечивает малую массу несущей конструкции, увеличение за счет этого полезной нагрузки и увеличение внутреннего объема трубчатых элементов для его использования. Вкладыш 2 воспринимает равномерную нагрузку всей поверхности криволинейных выступов 3 от опирающегося на него полого элемента, за счет этого удельная нагрузка получается низкая, что дает возможность изготавливать их из легких пористых материалов или коробчатыми. Такие вкладыши обеспечивают тепловую и звуковую изоляцию, имеют малую объемную массу, а коробчатые вкладыши со сквозными отверстиями 6 позволяют использовать внутренний объем для полезных целей. Вкладыши могут изготавливаться из органических и неорганических материалов. Для них могут быть использованы отходы химической, металлургической, лесной, деревообрабатывающей и др. отраслей промышленности, отходы злаковых и других культур сельского хозяйства, т.е. могут быть использованы те материалы, которые являются наиболее дешевыми.
Трубчатые элементы изготавливаются главным образом из прочных материалов. В зависимости от назначения могут быть использованы такие материалы как сталь, дюралюмин, армированный и неармированный асбестоцемент, керамика, пластики и стеклопластики, фибрабетон, полимербетон, неполимербетон и другие материалы. Благодаря равномерной нагрузке, действующей на трубчатый элемент, и отсутствию концентраторов напряжений в нем при преднапряжении обвязкой или от сил гравитации толщина стенки берется равной расчетной (в пределах допустимых пластических и упругих деформаций).
При использовании предлагаемых конструкций в жилищно-гражданском, промышленном, сельскохозяйственном и других отраслях строительства полые элементы и вкладыши кроме функций несущих выполняют функции ограждающих конструкций (перегородок, перекрытий, покрытий).
Строительная конструкция может быть использована в садовых домиках, сельских жилых домах, вахтовых домах, многоэтажных зданиях и сооружениях. Вахтовые дома могут переноситься целиком или частями, причем каждая часть является самостоятельной и может эксплуатироваться сразу же после установки и наращиваться по мере необходимости.
Конструктивным выполнением трубчатых элементов в виде трубчатых оболочек и охватывающих их опорных элементов в виде жестких вкладышей и их преднапряжением, например, вантами обеспечиваются общая жесткость и неизменяемость формы архитектурно-конструкционных систем.
Разнотипные трубчатые элементы (цилиндр, усеченный конус и др.) и соответствующие им вкладыши, дополняя друг друга, делают конструкционные системы более вариабельными, расширяют конструкционный и композиционный диапазон пространственных форм, обеспечивают органичное единство материала, пространства, формы и строительной технологии.
Конструктивные объемно-планировочные решения, выполненные на основе данной конструкции, могут быть применены при строительстве объектов промышленного, сельскохозяйственного, жилищно-гражданского назначения, в том числе сооружений наземных, подземных, подводных, плавающих на воде, специальных сооружений летательных аппаратов. При использовании конструкции в сооружениях с криволинейной поверхностью (сфера, свод, тор и т.д.) вкладыши выполнены с кривизной, соответствующей кривизне поверхности.
Реализация предлагаемого изобретения позволит: добиться органического единства конструкции и архитектурной формы; создавать выразительные архитектурные решения внутреннего пространства и сооружения в целом; существенно облегчить массу сооружения, повышая за счет этого эффективность работы конструкции на полезные нагрузки; за счет многократной повторяемости унифицировать элементы и узловые детали, обеспечивать возможность поточного изготовления их на высокомеханизированных заводах; удобно и легко транспортировать сборные элементы с завода к месту строительства.
Изобретение относится к области строительства сооружений из структурных элементов, позволяет повысить несущую способность, упростить монтаж и расширить область использования. Для равномерного обжатия трубчатых элементов 4 вкладыши 2 имеют выступы, охватывающие трубчатые элементы. Обжатие осуществляется обвязкой 5. Между вкладышами имеется зазор, который при преднапряжении уменьшается. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.