Структурная конструкция никифорова

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5)5 Е 04 В 7 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ игЗ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский архитектурный институт (72) В,Г,Никифоров(54) СТРУКТУРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ НИКИФОРОВА(57) Изобретение относится к строительству и может быть использовано в пространственных каркасах зданий и сооружений.(в).Ы 2 ио 1636539 А 1 Целью изобретения является упрощение конструкции при одновременном расширении возможностей формообразования и увеличении пространственной жесткости, Структурная конструкция включает объединенные в узлы 9 стержневые элементы 10, имеющие симметричную угловую ориентацию осей, при этом каждый узел выполнен с воэможностью присоединения к нему не более четырнадцати стержневых элементов с образованием условного ромбододекаэдра 2 с центром в центре узда структуры; стержневые элементы ориентированы по осям ромбододекаэдра по семи сквозным направлениям с общей точкой пересечения в центре узла 9. 1 з.п. ф-лы, 12 ил, 1636539Изобретение относится к строительству и может быть использовано в пространственных каркасах зданий и сооружений.Цель изобретения - упрощение конструкции при одновременном расширении возможностей формообразования и увеличении пространственной жесткости.На фиг. 1 изображены соединения узлов модульной сетки с условными ромбододекаэдрами и образование многогранников; на фиг. 2 - схема градации размеров длин стержневых элементов; на фиг, 3 - схема ориентации стержневых элементов, сходящихся в типовом узле; на фиг, 4 - модульная ячейка структурной конструкции в виде многогранника одной трети ромбоэдра и его геометрические параметры; на фиг, 5 - то же, в виде одной шестой куба; на фиг. 6 - план стержневой структурной конструкции, образованной компоновкой многогранников одной шестой куба и одной шестой ромбоэдра и имеющей квадратные ячейки поясов; на фиг. 7 - план стержневой структурной конструкции, образованной компоновкой многогранников одной трети ромбоэдра и одной шестой ромбоэдра и имеющей треугольные ячейки поясов; на фиг, 8 - разрез А - А на фиг, 6; на фиг. 9 - разрез Б - Б на фиг. 7; на фиг. 10 - план стержневой структурной конструкции, образованной компоновкой многогранников ромбоэдров и имеющей треугольные ячейки поясов; на фиг. 11 - схема четырехскатного покрытия со стержневыми структурными конструкциями, образованными компоновкой многогранников одной трети ромбоэдра и одной шестой ромбоэдра; на фиг. 12 - разрез В-В на фиг. 10.Геометрическая схема структурной конструкции образуется следующим образом.В модульную сетку 1 с ячейками в форме условного ромбододекаэдра 2 вписывают многогранники: куб 3, одну шестую куба 4, удвоенную одну шестую куба 5, ромбоэдр 6, одну треть ромбоэдра 7, одну шестую ромбоэдра 8 и др.Размеры ребер многогранников, вписанных в модульную сетку 1 имеют модульную градацию, кратную - , а именно: а, а 32, где а - размер малой диагонали ром,а 3бической грани, - размер ребра ромбо 2додекаэдрической ячейки модульной сетки. Ориентация ребер модульных многогранников в пространстве ограничена направлениями осей симметрии ромбоэдрической ячейки 2 модульной сетки 1, проходящими через вершины ромбододекаэдра 2. Взаим 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ная ориентация ребер остается неизменной при компоновке модульных многогранников в отсутствие модульной сетки 1.Конструктивное выполнение структурной конструкции заключается в следующем, В одном узле 9 структурной конструкции сходятся не более четырнадцати стержневых элементов, из них шесть стержневых элементов 10, направленных по осям симметрии четвертого порядка 11, и восемь стержневых элементов 12, направленных по осям симметрии третьего порядка 13.При этом оси стержневых элементов направлены по осям ромбододекаэдра, соединяющим его противоположные вершины с его центром, причем центр ромбододекаэдра совмещен с центром узла структурной конструкции. Их длины соответствуют принятой модульной градации, Стержневые элементы 10, направленные по осям симметрии четвертого порядка 11, имеют длину а; стержневые элементы 12, направленные по осям симметрии третьего порядка 13,а 3имеют длину . Перечисленные направления используют в стержневых структурных конструкциях полностью или частично, Различные их комбинации приводят к образованию отличных друг от друга типологических схем конструкций 14 - 17, построенных на основе единого унифицированного сортамента стержневых и узловых элементов.Условные многогранники, вписанные в модульную сетку, имеют характерные геометрические параметры, Углы между ебрами равны 54 44,70 32,90 и 109 28;углы между гранями 450, 60, 90 и 1200. Форма граней имеет вид квадрата 18, ромба 19 и равнобедренного треугольника 20 с соотноЧЗшением сторон 1:Примером выполнения структурной конструкции является стержневая пространственная конструкция 14, образованная путем компоновки системы узлов со стержнями многогранников одна шестая куба 4 и одна шестая ромбоэдра 8, состыко-. ванных одноименными условными треугольными гранями 20 и заполняющих пространство без пропусков. Другим примером является конструкция 15, образованная компоновкой условных многогранников одна треть ромбоэдра 7 и одна шестая ромбоэдра 8. Конструкция 16 образуется компоновкой условных ромбоэдров 6, в которых для жесткости поставлены малые диагонали. ромбических граней длиной а. Пространственная конструкция 17 образуется состыковкой плоских структурных конструкций, имеющих геометрическую схему 15.Наличие широкого выбора модульных многогранников и высокая вариабельность их взаимных сочетаний, основанная на высокой симметрии модульной сетки, позволяют образовывать множество типов структурных конструкций. Эти конструкции отличаются высокой прочностью и жесткостью, возможностью применения в зданиях и сооружениях различного назначения, разнообразием архитектурных форм.Структурные плиты с квадратными ячейками, применяемые в строительстве, имеют неоправданно большую конструктивную высоту. Это снижает их эстетические качества и ведет к перерасходу мате риала. йспользуя данную конструкцию, можно уменьшить высоту этих плит с 0,707 до 0,5 от размера ячейки а. Высоту структурных плит с треугольными ячейками можно снизить с 0,816 до 0,707, Это достигается заменой одной второй октаэдра нэ одну шестую куба в первом случае, и тетраздра на одну шестую ромбоэдра - во втором.Благодаря однотипности геометрических параметров модульных многогранников число типоразмеров узлов, стержней и формы плоскостных граней уменьшено до минимума. По сравнению с известным решением сокращено с 18 до 14 число используемых пространственных направлений стержневых элементов, что способствует упрощению конструкции узловых соединений. Пространственные конструкции 14 - 17 и другие могут быть собраны из элементов унифицированного сортамента, включающего один типоразмер узловых элементов 9 и два типоразмера стержневых элементов 10 и 12, например длины 3 и 2,6 м. При необходимости градация стержневых элементов 10 и 12 может быть пподолжена вч 35обе стороны, кратно модулю - . Унифици 2руются элементы заполнения пространственных конструкций 18, 19 и 20, например панели ограждения.Унификация узловых 9 и стержневых 10 10 и 12 элементов и снижение числа их типоразмеров упрощает организацию индустриального иэготовления стержневых пространственных конструкций, что ведет к улучшению их качества, снижению стоимо сти и трудоемкости изготовления. Формула изготовления 1. Структурная конструкция, включающая объединенные в узлы стержневые эле менты, имеющие симметричную угловуюориентациюосей,отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции при одновременном расшиоении возможностей формообразования и увеличении простран ственной жесткости, каждый узел структурной конструкции выполнен с возможностью присоединения к нему не более четырнадцати стержневых элементов с образованием условного ромбододекаэдра с центром в 30 центре узла структуры, причем стержневыеэлементы ориентированы по осям ромбододекаэдра по семи сквозным направлениям с общей точкой пересечения в центре узла..2, Конструкция поп. 1,о тл и ча ю ща я с я тем, что стержневые элементы ориентированы по осям кубической симметрии ромбододекаэдра.1636539 о д рфдГу у уое 59 Ф= ИИФМ,Ф 82 а а а а фф ф Гф Фг ЖГЬ б юГ Ч й ф 4 Я ВМ Рф 4Цф у улафФИУ. б ЪАь,9 = И)Ю о)а Удфф ЯИ д = уфФиа 77 И ооУ 2 ХУЕ Составитель Н,ПаТехред М.Морген ва Корректор Л.Пилипен дактор акое аз 801ВНИИПИ Го Тираж 423твенного комите113035, Москва Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС35, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "П г. Ужгород, ул,Гагарина, 101