Сетчатый купол

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова СоветскикСецналнстнчесннкРеспубяни и 872678(51) М. Кл. Е 04 В 7/10 Веуаарювацй канвтет ФФФФФ аа дайана взвбреевЮ а ещатвв(72) Авторм изобретения й ордена Трудового Красног им. С. М, Кирова и Ордена ный научно.-исследовательски строительных метал(71) Заявители мени 4) .СЕТЧАТЫЙ КУП Изобретение относится к строительству, в частности, кнесущим конструкциям. покрытий зданий. и сооружений.Известен стальной решетчатый сет-. чатый купол оранжереи диаметром Зб м в ФРГ. Рещеяса купола однопоясиая с треугольными ячейками. В основу гео-, метрического лостроенна сетки купола положен правильный двадпатнгранник . нкосаадр, вписанный в сферу. Грани ако-, саэдра служат основаннамн треугапнйх сфернческих сегментов. Каждый сегмент, в свою очередь, расчленяетсн на шесть; десят четыре плоских треугольника, верщвны которьцс лежат на поверхности сферы; Нвщщй контур купола оферт на железобетонную плиту М еИзвестен также сетчатый купол диаметром 240 м, образованный.из отдельйых, соединенных между собой треуголь ных пространственных блоков 23Наиболее близок по технической сущмоста к предлагаемому сетчатый купол, щцповющий нижнююи верхнюю жесткую сетки, объединенные распорками и имеющие треугольные ячейки. Сетчатая поверхность его состоит из двухветвевых стержней, расположенных в радиальных плоскостях, Стержни образуют систему ф пересекающихся арок при размещении части их по направлению сторон сегментов, Вследствие двухслойной структуры каркас купола обладает большой жесткостью, что обеспечивает перекрытие больших й пространств диаметром более 150 м 3,Однако эта конструкция при большомотношении ) /Н 5, где 2 - диаметр купола, Н - высота купола, относится к пологим куполам и характеризуется большим горизонтальным распором в опорном контуре, что требует особых конструктивных мероприятий для его восприятия.Подъемистые купола (2 /Н ( 5) обладают меньшим распором, ио расход металла на 1 кв, м пола при этом не уменьшается вследствие возрастания площади поверхности купола, Кроме того, возросший объем внутрикупольного прострвнст72678 10 20 50 55 3 8 ва зачастую не используется, но требует дополнительных расходов денежных средств на отопление,Двухсетчатые купола, отличающиеся большой жесткостью, наиболее экономны по расходу материала для больших (свыше 90 м) диаметров сооружения. Для . небольших (до 40 м) и средних (до 90 м) диаметров экономичнее односетчаФые купола, но они менее жестки (более деформа тивны) . Во всех известных конструкциях пологих куполов наблюдается неравномерность распределения усилий в стержнях, что затрудняет унификацию и повышает число типов поперечных сеченийстержней,В качестве конструкционного материала 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. сжимающиеусилия, а профили сжатых стержней назначаются по условию обеспечения устойчивости при очень существенном недоиспользовании высокой прочности металла.Бель изобретения - уменьшение материалоемкости и строительной высотыкупола,Достигается эта цель тем, что в сетчатом куполе, включающем нижнюю иверхнюю жесткую сетки, объединенныераспорками и имеющие треугольные ячейкй, нижняя сетка выполнена из провисающихгибких стержней, а размер каждой ееячейки превышает размер ячейки верхнейсетки в целое число раз, причем распорки выполнены в виде стоек, объединяющих узлы верхней и нижней сеток.Нижняя сетка выполнена иэ пересекаю-.щихся в трех направлениях гибких элементов и всегда растянута, что позволяет полностью испольэовать их прочность,Верхняя и нижняя сетки раздвинуты имежду ними в узлах пересечения стержней нижней сетки размещены стойки изодного сжатого стержня или из пучкастержней. Предварительное напряжениеосуществляют раэдвиганием стоек. Стойки подпирают верхнюю жесткую сетк;,способствуют повышению ее общей иместной устойчивости и участвуют в регулировании усилий, Предварительное напряжение, кроме того, регулирует деформации системы,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 УН = 5-10. Верхняя сетка, например, и семи узлах 2 подперта жесткими стойками-распорками 3, которые расположены 15 между узлами верхней 1 и нижней 4 сеток. Длину стоек можнорегулировать.Стойки увеличивают жесткость всей системы в целом, уменьшают деформацииверхней сетки от всех нагрузок, повышают жесткую устойчивость узлов верхнейсетки, участвуют в регулировании усилийв стержнях верхней сетки, Стойки оперты на узлы 5 нижней сетки,Нижняя сетка 4 состоит, например,из девяти пересекающихся в трех направлениях гибких стержней, выполненных извысокопрочных стальных канатов, Е(онпыгибких стержней закреплены в наружномконтуре купола специальными анкернымиЗо.устройствами 6, позволяющими осуществлять напряжение системы в процессесборки купола, Затяжки, составляющиенижнюю сетку, пересекаются в семи узлах и образуют двадцатичетырехгранник,вершины которого лежат на поверхностисферического сегмента диаметром 1), обращенного выпуклостью вниз с отношением стрелы подъема к диаметру в пределах 1/10 - 1/20, Элементы нижнейсетки испытывают только растяжение, .поэтому не могут потерять устойчивость,Вследствие этого в нижней сетке полностью используется высская прочностьстальных канатов, изготовляемых иэ про 45 волоки с временным сопротивлением разрыву 150-180 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 90 - 100 м путем искусственного регулирования (предварительного напряжения усилий, выравнивающего и уменьшающего расчетные .усилия в стержнях верхней жесткой сетки, и полного использования высокой прочности материала нижней сеткие,4-А Составитель Н, Павловаактор В. Романенко ТехредИ. Асталош Корректор М. Демодписное аз 89 68/47 Тираж 768 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская набд, 4/5атент", г, Ужгород, ул, Проектная,илиад П Осуществимость данной конструкции доказана серией расчетов на ЭВМ и разработкой проектов опытных и реальных купольных покрытий Так для купола с 2 /Н= 7, пролетом 48 м при различных величинах усилия предваритель- . ного напряжения получена экономия стали 12 -19%. Формула изобретения Сетчатый купол, включающий нижнюю и верхнюю жесткую сетки, объединенные распорками и имеющие треугольные ячейки, о т л и ч а ю щ и.й с я тем, что, с целью уменьшения материалоемкости и строительной высоты купола,нижняя сетка выполина из провисающихгибких стержней, а размер каждой ееячейки превышает размер ячейки верхней сетки в целое число раз, причемраспорки выполнены в виде стоек, объединяющих узлы верхней и нижней сеток. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 О 1. Реферативная информация Ш 4 НИСаГосстроя СССР, серия ЧИ(, Строительные конструкции. Строительная физика,1975, вып. 4, с. 14-17,2, Авторское свидетельство СССР1590414, кл. Е 04 В 7/10, 1978.3, Авторское свидетельство СССР196272, кл, Е 04 В 7/10, 1965