Пространственное покрытие

Союз Советских О П И С А Н И Е (11)82778ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 22.05.81 151) Ч К лЕ 04 В 7,14 Государственный комитет ло делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В, Г. Темнов Ленинградский зональный научно-исследовательскийи проектный институт типового и экспериментальногопроектирования жилых и общесгвенных зданий(54) ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ПОКРЫТИЕ Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для покрытий зданий и сооружений, преимущественно на круглом плане, с опиранием по внешнему контуру или на центральную опору.Известно двухслойное безраспорное покрытие, прямоугольное в плане, опертое по контуру, включающее нижний слой, состоящий из жестких наклонных растяжек и горизонтальных стержней, которые соединены стойками с верхним слоем, выполненным из сборных ребристых железобетонных плит, жестко соединенных между собой 111,Недостатком такого покрытия является то, что ортогональная ребристая сетка верхнего контура не соответствует геометрии распределения максимальных сжимающих усилий, что ведет к недоиспользованию ее несущей способности и к перерасходу мате риала.Наиболее близким техническим решением к изобретению является пространственное покрытие, опертое по контуру, включаюцее стержни нижнего и верхнего уровней, соединенные распорками и образующие в уровне радиально-,кольцевую сетку 21.При таком выполнении конструктивной схемы покрытия радиально-кольцевая геометрия сетки наилучшим образом соответствует геометрии распределения максималь ных сжимающих усилий.Однако такая радиально-кольцевая сетка не соответствует геометрии распределе ния максимальных растягивающих усилийв верхнем слое. Кроме того, большая свободная длина стержней нижнего сжатого слоя требует увеличения поперечного сечения для обеспечения устойчивости. Все это 10 приводит к большой материалоемкости покрытия.Цель изобретения - снижение материалосмкости покрытия за счет расположения стержней, образующих объемный каркас 15 покрытия по направлениям максимальныхнапряжений силового поля. Поставленная цель достигается тем, чтог, пространственном покрытии, включающем 20 стержни нижнего и верхнего уровней, соеди.пенные распорками и образующие в одном уровне радиально-кольцевую сетку, распорки установлены в шахматном порядке, в узлах пересечения стержней радиалыно коль ценой сетки и прикреплены к стержнямдругого уровня,в узлах их лересечения, причем стержни в этом уровне установлены с образованием сетки с неравными ромбическими ячейками в виде пересекающихся в ЭО плане спиралей.50 55 60 65 р = аеф",На фиг. 1 изображено пространственное покрытие, общий вид; на фиг. 2 - конструктивная схема сетки верхнего (сжатого) слоя покрытия; на фиг. 3 - то же, сетки нижнего (растянутого) слоя покрытия; на фиг. 4 - соединение слоев покрытия через напрягающую распорку; на фиг. 5 - узел соединения слоев по внешнему контуру; на фант. 6 - фрагмент конструктивного выполнения сетки верхнего слоя из секции.ространственное покрытие, в случае операции по контуру, включает стержни верхнего (сжатого) уровня 1 и нижнего (растянутого) уровня 2, которые по внешнему контуру 3 соединены непосредственно друг с другом, а в центре - через напрягающие распорки 4,Элементы верхнего (сжатого) уровня 1 выполнены из связанных между собой радиальных стержней 5 и кольцевых стержпей б, образующих радиально-кольцевую сетку.Радиальные и кольцевые стержни б и б могут быть выполнены, например, соответственно из профильного металла и металлических лент, которые объединены в секции, образующие конструкцию верхнего уровня. Нижний (растянутый) уровень 2 выполнен из связанных между собой дугообразных элементов 7, например, стержней (тросов, лент), расположенных по диагоналям относительно радиально-кольцевой сетки верхнего слоя 1 и образующих сетку с неравными ромбическими ячейками в виде пересекающихся в плане спиралей.Возможен вариант прикрепления к центральному кольцу 8.Распорки 4 снабжены напрягающими устройствами 9 и установлены в шахматном порядке в узлах 10 пересечения стержней б и б радиально-кольцевой сетки и прикреплены к нижнему уровню 2 в узлах 11 пересечения дугообразных стержней 7.Распорки 4 соединяют также центральные кольца обоих уровней. Для случая опирания такой конструкции г.окрытия иа центральную стойку радиально-кольцевая сетка должна быть расположена внизу, а спиралеобразная - вверху.Построение радиально-кольцевой сетки нижнего сжатого уровня и спиралеобразной сетки верхнего растянутого уровня выполняют в полярных координатах по формуле: где р, у - полярные координаты, а - постоянная величина, Й=с 1 д а (а - угол пересечения луча, выходящего из полюса, со спиралью), причем полярные координаты для радиально-кольцевой сетки определяют при значении Й=с 1 д - , а полярные коор 5 10 15 20 25 30 Зб 40 динаты спиралеобразной сетки при значении А= саМонтаж покрытия осуществляют на подмостях следующим образом.Из секций (см. фиг. 6) собирают (на сварке или на болтах) радиально-кольцевую сетку верхнего уроаня покрытия, затем снизу в узлах пересечения стержней устанавливают вертикальные распорки, к которым подвешивают дугообразные элементы нижнего уровня с пересечением между собой (см. фиг. 4). Далее слои покрытия соединяют между собой по внешнему контуру, например, как показано на фиг, 5, и осуществляют преднапряжение конструкции с помощью распорных устройств 9.При работе такой конструкции покрытия растягивающие усилия воспринимаются дугообразными элементами нижнего слоя, расположение которых по пересекающимся спиралям обеспечивает равное напряжение во всех элементах спиралеобразной сетки, что позволяет применить элементы одинакового сечения. Сжимающие усилия от нагрузок на покрытие воспринимаются стержнями верхнего уровня, расположенными по радиально-кольцсвой сетке, что "соответствует направлению максимальных напряжений силового поля покрытия, Кроме того, в сжатых стержнях за счет уменьшения свободной длины стержней при размещении распорок в шахматном порядке. увеличивается предельная величина сжимающего усилия, что повышает несущую способность гюкрытия.Такая рациональная конструктивная схема покрытия позволяет уменьшить материалоемкость. Формула изобретения Г 1 ространственное покрытие, включающее стержни нижнего и верхнего уровней соединенные распорками и образующие в одном из уровней радиально-кольцевую сетку, отлич ающееся тем, что, с целью снижения материалоемкости, распорки установлены в шахматном порядке в узлах пересечения стержней радиально-кольцевой сетки и прикреплены к стержням другого уровня в узлах их пересечения, причем стержни в этом уровне установлены с образованием сетки с неравными ромбическими ячейками в виде пересекающихся в плане спиралей.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Каталог рекомендуемых типов пространственных покрытий для общественных зданий с большим пролетом, Л., Стройиздат, 1977, с, 116.2, бгапс 1 е еп 1 е рго 11 зо 1 ге, журнал Вопшз, 1976,557, с. 18 - 19.827718 Дсг ф иг иг. б Квачадз Корректор С. Файн акто Тип. Харьк, фил. пред, Патент Заказ 574/5 НПО Поис оставитель Н. Павлов Техред И. Пеичко Изд. М 357 Тираж 784 Подписноесударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5