Пространственное многогранное покрытие

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ф К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 20.02.80 (21) 2885099/29-33 (51 М.КП.з с присоединением заявки М(23) Приоритет " Е 04 В 7/08 Государственный комитет СССР ио дедам изобретений и открытийИзобретение относится к строительству и может быть использовано в граж данских и промышленных зданиях,Известны пространственные покрытия в виде ребристо-кольцевых куполов с решетчатыми связями. Они состоят иэ ребер и колец, между которыми располагаются раскосы. По концам ребра опираются на кольца, Связи соединяют ребра попарно через сектор либо устраиваются непоерывными во всех секто рах 13. Наличие связей приводит к уменьшен нию усилий в ребрах, что способствует появлению многочисленных слабонагруженных стержней решетки 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 решетки одинаковой длины образуют плоские треугольные ячейки 23. Для повышения пространственной жесткости и несущей способности примыкающие к ребру стещкни объединены в жесткий пространственный элемент, способный воспринимать значительные сжимающие усилия, возникающие в ребре.Тем не менее, проблема обеспечения устойчивости, прочности и жесткости в такихпокрытиях, как и в других односетчатых системах, сохраняет свою актуальность, и этот недостаток ограничивает 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 ф, 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 собойвершинами в углах, и вершины смежныхпирамидальных элементов соединеныстержнями ГЗЭ.ЕЕель изобретения - образованиеребристой оболочки, вписанной в поверхность вращения при одновременном 5повышении ее жесткости и несущей способности,Поставленная цель достигается тем,что в пространственном многогранномпокрытии, включающем пирамидальные 10стержневые элементы в виде тетраэдров, расположенные рядами, основаниякоторых соединены между собой вершинами в углах, а вершины смежных пирамидальных элементов объединены стерж5нями, тетраэдры в каждом последующемряду размещены со смещением в шахматном порядке, а стержни, соединяющиевершины тетраэдров, размещены концентрическими кольцевыми рядами исходящимися к центру пЬкрытия меридиональными рядами.На фиг. 1 изображено пространственное покрытие в плане (на левой стороне. - план расположения пирамидальных элементов, на правой стороне25план стержней, соединяющих вершиныпирамидальных элементов); на фиг. 2 -разрез А-А на фиг. 1 (вариант выпуклого покрытия); на фиг. 3 - то же,вариант вогнутого покрытия, опертогона колонны по контуру опорного кольца) .Покрытие включает пирамидальныестержневые элементы 1, обращенныевершинами оснований в сторону от цент 35ра по направлению к опорному кольцу 2,Стороны оснований пирамидальных элементов тангенциальной. ориентации образуют промежуточные кольца 3. Основания пирамид одного ряда образуют плос 4 Окую,трапецеидальную грань. Вершиныпирамид соединены стержнями 4 кольцевого и меридионального направлений.Покрытие может быть оперто на колонны 5 или на фундаменты 6 по контуру 45опорного кольца.Наличие второй поясной сетки значительно повышает жесткость покрытия иего общую устойчивость. Прощелкиваниеузлов исключается. В отличие от односетчатых покрытий двухсетчатые (двух Опоясные) покрытия можно выполнятьвесьма пологими. При отсутствии перегиба между гранями одного сектораони принимают форму конической сетчатой оболочки с абсолютно одинаковыми55 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 счетпрокладок в узловых сопряжениях,Пирамидальные элементы могут бытькак стержневого, так и листового типов и выполняются из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс, армоцементаи дерева, Возможно опирание такихпокрытий на фундаменты, колонны илистены зданий и сооружений. Как показывает опытное проектирование, область рационального проектированияпокрытий распространяется на пролеты 30-150 м. Результаты проектирования свидетельствуют об эффективностиих использования вследствие небольшого расхода материалов и простотысборки, обусловленной применениемукрупненных элементов высокой заводской готовности,формула изобретенияПространственное 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 тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью образования ребристой оболочки, вписанной в поверхность вращения при одновременном повышении 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 экспертиз1. Авторское свидетельство СССРР 119326, кл. 37 а, Ь, 1957.2. Авторское свидетельство СССРМ 312028, кл. Е 04 В 7/08, 1969.3. Трофимов В. И. и др. Структурные конструкции. М., 1972, с.9 (про.тотип),947341 б Составитель Н. Пава Техред М. Надь ваКорректор Н. Корол едактор Л. Гор 5562/47 Тираж 724 Подп ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д