Мембранное покрытие

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик)846682(23) Приоритет -Гееударствеллмй кемнтет по делам каебретений и втврмтий(54) МЕМБРАННОЕ ПОКРЫТИЕИзобретение относится к строительству,а именно к конструкциям висячих покрытийобщественных и промышленных зданий исооружений.Известна конструкция висячих покрытий кругового очертания в плане, включающая опорный контур и прикрепленную к не.му тонколистовую мембрану 1,Недостатком этой конструкции являетсяограниченная область применения, так какв опорных контурах не круглых в плане висячих покрытий возникают большие изгибающие моменты и в результате конструкция в целом становится нерациональной,Известно также покрытие в виде мембраны криволинейного и многоугольного очертаний в плане, предусматривающее прикрепление мембраны к покрытию гибкими связями с переМенной жесткостью. ввиде гофровпеременного поперечного сечения, стержней.с тарированными пружинами, а также стержней с гайками, имеющими с опорным контуром переменный по его периметру зазор.Благодаря применению гибких связей с переменной жесткостью можно регулироватьвеличины усилий в опорных контурах некруглых в плане, перераспределять их и этим существенно уменьшать изгибающие мо менты 12.Наиболее близким техническим решениемк предлагаемому является мембранное покрытие, включающее опорный контур и за- крепленную к, нему по периметру с помощью связей тонколистовую мембрану, прикрепленную к контуру жесткими связями ниже центра тяжести его сечения, а ширина контура и стрела прогиба мембраны составляют не более 1/25 максимального проле Ота покрытия. Это устройство дает возможность создать мембранное покрытие с малоизгибным опорным контуром любого заданного очертания, в том числе криволинейного и многоугольного в плане 13:Однако данное изобретение не полностьюрешает все необходимые задачи и не охватывает ряд важных конструкций, а именно конструкции, опертые на часто расположенные колонны или стены и имеющие стрелу прогиба более 1/25 максимального пролета, имеющие большие центрально расположенЗт ные отверстия. При опирании контура начасто расположенные колонные в его вертикальном направлении не возникают большие изгибающие моменты, для погашения 1 т,о Научно-исследовательский институт бетона и железобетона Госстроя СССРкоторых мембрану всегда необходимо прикреплять ниже центра тяжести сечения контура, что связано с известными трудностями. Необходимость прикрепления мембраны ниже центра тяжести сечения контура тем более отпадает при его опирании на стены, ь так как при этом в его вертикальной плоскости вообще не возникают изгибающие моменты.В данном изобретении назначена стрела прогиба покрытия не более 1/25 максимального пролета потому, что такои прогиб яв 10 ляется оптимальным. Однако в ряде случаев по архитектурным и иным соображениям стрела может быть увеличина. Таким образом, условия, зафиксированные в данном изобретении не всегда являются рацио нальными и ограничивающими применение мембранных конструкций, Кроме того, они не предусматривают возможности устройства в мембране больших отверстий, что необходимо, например, в промышленном и общественном строительстве для создания 20 фонарей, Мембрана с большим центрально расположенным отверстием весьма целесообразна для покрытий трибун спортивных арен, которые перекрываются малорациональными консольными козырьками, имеющими ограниченный вылет,Цель изобретения - расширение областей применения мембранных покрытий с малоизгибными опорными контурами заданного очертания в плане (в том числе криволинейного и прямоугольного). ЗоПоставленная цель достигается тем, что в мембранном покрытии, включающем опорный контур и закрепленную к нему по периметру жесткими связями тонколистовую мембрану, стрела прогиба мембраны составляет не более //12 максимального пролета покрытия.Покрытие может быть выполнено с центральным отверстием площадью до 60 О/о от общей площади покрытия, обрамленным металлическим замкнутым элементом, жестко соединенным с мембраной в центре тяжести своего сечения.На фиг. 1 изображена схема покрытиямногоугольного очертания в плане; на фиг. 2 - схема покрытия овального очертания в плане; на фиг, 3 - вариант закреп ления мембраны к опорному контуру по центру тяжести его сечения; на фиг. 4 - то же, ниже центра тяжести сечения; на фиг. 5 - схема покрытия многоугольного очертания в плане с центральным отверстием (контурной линией показан вариант очертания отверстия); на фиг. 6 - схема покрытия эллиптического очертания в плане с центральным отверстием (контуром показан вариант очертания центрального отверстия); на фиг. 7 и 8 - сечения покрытий в вариантах закрепления мембраны к опорному контуру.Висячее покрытие включает опорный контур 1, шириной не более 1/25 максимального пролета 1. покрытия. закрепленную к 4нему по периметру с помощью связей 2 (например, сварки) тонколистовую мембрану 3, имеющую стрелу провисания 1 не более 1/12 максимального пролета Е покрытия; мембрана при необходимости погашения изгибающего момента в вертикальной плоскости контура (возникающего при редко расставленных колоннах или их расположением только в углах прямоугольного и многоугольного покрытия) прикреплена к нему ниже центра тяжести его сечения, а при отсутствии такой необходимости по ценч ру тяжести сечения контура. Висячее покрытие может иметь центрально расположенное отверстие плошадью до 60 О/о от общей площади покрытия, обрамленное металлическим замкнутым элементом 4, жестко соединенным с мембраной в центре тяжести своего сечения, причем очертание отверстия может отличаться от очертания. опорного контура. Мембрана с отверстием, так же как и сплошная, в зависимости от условий опирания опорного контура прикрепляется в центре тяжести или ниже центра тяжести; при этом величина эксцентриситета определяется расчетом.Стрела провисания до 1/12 максимального пролета назначена исходя из того, что возводить менее пологие мембранные покрытия нерационально, так как при этом должны быть существенно увеличены кубатура здания и площадь ограждающих конструкций.Площадь отверстия не ограничивается, однако нецелесообразно делать ее более 60 О/о от обшей площади покрытия, так как при этом размер отверстия должен быть более 0,75 пролета (диаметра) покрытия, а ширина мембраны должна быть менее 0,12 пролета. При отверстиях площадью более 60 О/о обычное консольное решение становится конкурентноспособным.Возможность устройства больших центрально расположенных отверстий, очертание которых в плане не обязательно, и которые должны быть подобными очертанию покрытия (например, прямоугольное покрытие может иметь круглое или любое другое по форме отверстие), подтверждена экспериментальными исследованиями. Опорные контуры эллиптических и прямоугольных покрытий малочувствительны как к характеру нагрузки на мембране, так и к наличию в ней больших центрально расположенных отверстий площадью около 5 ОО/О при условии, что в этом случае мембрана усиливается внутренним кольцом, расположенным по периметру отверстия и приваренным к мембране в центре тяжести своего сечения. Эти возможности обусловлены свойством саморегулирования и перераспределения усилий в мембранной конструкции, которая под действием поперечной нагрузки существенно изменяет форму своей поверхности, но при этом не вызывает значительных деформаций опорного контура и искажения егопервоначального геометрического очертания в плане, в связи с чем в контуре всегда действуют только однозначные сжимающие напряжения,формула изобретения1, Мембранное покрытие, включающее опорный контур и закрепленную к нему по периметру жесткими связями тонколистовую мембрану, отличающееся тем, что, с целью расширения областей применения покрытия, стрела провисания мембраны составляет не более 1/12 максимального пролета покрытия. 2. Мембранное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено с центральным отверстием, обрамленным аеталлическим замкнутым элементом, жестко соединенным с мембраной в центре тяжести 5 своего сечения. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе 1. Висячие покрытия кругового очертания в плане. Труды НИИЖБ, под ред.Людковского И. Г., М., Стройиздат, 1962.2. Авторское свидетельство СССР324356, кл. Е 04 В 7/14, 1969.3. Авторское свидетельство СССР479859, кл. Е 04 В 7/14, 1972.Редактор Л. ПовханЗаказ 5408/42В СостаТехред Тираж ИПИ Государ но делам изМосква, Ж ППП Патент оваКорректоПодниснитета СССткрытийя наб., д.ул. Проект