Трансформируемое купольное покрытие

(19) ) 1)5 Е 04 В 7(1 И Е ИЗОБРЕТ И ЕНТ КИзобретение отнову, а именно к покрытлОв, использующих квОздуха, так и перекрЦель иэобретениопасности трансформобеспечение его комсальности.Действительно,на фундаменте вертиснабжение его консол сится к строительстиям многоцелевых зак режимы открытого тых залов.я - повышение беэирования покрытия, пактности и универжесткое закреплен кального сегмента ями в совокупности ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(71) Ленинградский научно-исследовательский и проектный институт по жилищногражданскому строительству(73) Ленинградский научно-исследовательский и проектный институт по жилищногражданскому строительству. (56) Кавагучи М. Пространственные конструкции с изменяемой геометрией, Бюллетень Международной Ассоциации пооболочкам и пространственным конструкциям М 310 1980 гМадрид, с,33 - 45.Заявка Франции М 2309689,кл, Е 04 Н 3/19, 1976,Авторское свидетельство СССР(57) Использование: в качестве покрытиймНогоцелевых залов, использующих как режИмы открытого воздуха, так и перекрытыхзалов. Покрытие выполнено из сегментов,Центральный сегмент неподвижно укреплен на фундаментах и снабжен консолями, остальные сегменты установлены на фундаментах шарнирно с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и в поперечном. сечении выполнены в форме поверхностей вращения,а в направлении оси вращения - в форме, совпадающей с формой контура перекрываемой плоскости, Наружная поверхность каждого подвижного сегмента образует телесный угол в 180 О, Подвижные сегменты установлены с воэможностью телескопического сложения, каждые два соседних подвижных сегмента установлены внахлест. Подвижные сегменты снабжены противовесами, установленными с двух сторон у осей поворота сегмента с образованием системы сегмент - противовесы со смещенным центром тяжести относительно оси поворота. Наружная поверхность противовесов соединена с приводом. поворота, который выполнен в виде цевочного привода. Это дает воэможность предлагаемым покрытием перекрывать арены любой произвольной формы, а также учитывать рельеф местности и создавать утепленные пространства, 4 з.п. ф-лы, 3 ил,телескопическим складыванием подвижных сегментов позволяет обеспечить компактность хранения покрытия в сложенном виде и обеспечивает воэможность организации уплотнения между сегментами в раскрытом положении, Компактность достигается тем, что все подвижные элементы убираются под консоли вертикального сегмента, обеспечивая большой обзор пространства и освобождая боковые поверхности покрытия для обзора, давая таким образом возможностьиспользовать заявляемый комплекс для проведения мероприятий на открытом воздухе, вплоть до зимних видов спорта, Кроме того консоли неподвижного сегмента укрывают телескопически сложенные подвижные сегменты от вредного воздействия докдя и снега, увеличивая долговечность покрытия. Делая подвижные сегменты в направлении оси вращения по форме совпадающими с формой контура перекрываемой плоскости, т,е, придавая нижней поверхности нижнего сегмента фигурную форму, комплиментарную рельефу местности, а также выполняя подвижные сегменты в поперечном сечении в форме поверхностей вращения, стало возможным перекрывать арену любой форглы, Для этой же цели необходимо, чтобы наружная поверхность каждого подвижного сегмента образовывала телесный угол в 180, Возможность придания нижней поверхности нижнего подвижного сегмента фигурной формы, комплиментарной рельефу местности, позволило обеспечить дополнительный эффект, а именно учет рельефа местности и обеспечение требуемого уплотнения между рельефом и покрытием, для создания утепленного пространства, Сегменты покрытия больших размеров (радиусом до 50 м) имеют большую массу и их движение связано с существенным перемещением их центра масс, т.е. большими энергозатратами и усилиями. Поэтому необходимо снабжать каждый подвижный сегмент противовесом, приводя центр гласс системы со смещенным центром тяжести относительно оси поворота, образованной сегментом и его противовесами, к оси поворота. Если полностью уравновесить сегмент, т.е. центр масс проходит через ось поворота, то система становится уравновешенней, но неустойчивой, Достаточно небольшой снеговой нагрузки и сегмент стремится упасть, перевернуться. Чтобы обезопасить движение сегмента центр масс системы сегмент - противовесы смещается от центра поворота тэк, цтобы центр масс в рабочем положении сегмента всегда находился на вертикали, проходящей через ось вращения. Это достигается асимметрией противовеса относительно оси сиглметрии сегмента, выполненного в г 1 оперечном сечении в форме поверхности вращения, например, сферического сегмента, При этом с учетом пространственного положения каждого сегмента асимметрия его противовеса изменяется, т,е, линия, соединяющая центр тяжести сегмента и центр тяжести противовеса, не проходит через центр поворота, соответственно не проходит через него и центр тяжести системы, Указанное положение является устойчивым. Отклонение отустойчивого положения приводит к стремле.нию вернуться в него обратно. Другимисловами, любо отказ в работе привода поворота сегмента, вплоть до его полного снятия, возвращают сегмент в безопасноеположение без стремления его упасть илиразвернуться, Кроме того ввиду соответствия устойчивого положения рабочему энер 10 гии на перевод сегмента из рабочегоположения в убранное требуется меньше,т,е. меньше усилия, циркулирующие в приводе, выше надежность и безопасность, Система со смешанным центром тяжести"5 относительно оси поворота - система, обладающая устойчивым положением равновесия, и если это положение безопасно, толюбой сбой в работе привода становитсябезопасным, Систему со смещенным центром тяжести можно получить выбором формы противовеса, например выполнениемего по длине переменной толщины относительно оси симметрии или, например, вырезав асимметрично в. противовесе большоеотверстие (смещенное относительно осисимметрии противовеса),Однако для взаимодействия с приводом, например, цевочным венцом и звездочкой, необходима концентричность затылка30 противовеса относительно оси вращениясистемы.На фиг.1 изображен разрез трансформируемого купольного покрытия; на фиг.2 -разрез А - Л на фиг.1; на фиг.З - принципиЗ 5 альная схема расчета системы из сегментаи противовеса со смещенным центром тяжести.Трансформируемое купольное покрытие состоит из сегментов 1 и 2, установлен 40 ных на фундаменте 3. При этом сегмент 1снабжен консолями 4 и установлен на фундаменте 3 неподвижно, а сегменты 2 установлены шарнирно, Консоли 4 укрываюттелескопически сложенные сегменты 2. Сег 45 мент 2 состоит из поверхности покрытия 5 иснабжен двумя противовесами 6, а такжеимеет две оси поворота 7, на которых установлены все сегменты 2 одного покрытия.Оси поворота 7 установлены на одной гео 50 метрической оси и закреплены в фундаменте 3, Противовес 6 присоединен (например,болтами) к поверхности покрытия 5 так, чтоцентр тяжести противовеса 6 (т."а") не лежит на линии, соединяющей центр тяжести55 поверхности покрытия 5(т."б") и ось поворота 7, Это может быть достигнуто, если противовес 6 выполнен асимметричным,например, в нем выбрано большое отверстие 8, смещенное относительно оси симметрии противовеса 6, Тогда присимметричной установке противовеса 6 его Центр тяжести смещен, а центр тяжести системы поверхность сегмента 5- противовес б находится в т."в". Система поверхность покрытия - противовес находится в равновесном устойчивом положении, если точка "в" лежит на вертикали, проходящей через ась поворота 7, Разное устойчивое положейие, каждого сегмента 2 обеспечивается расположением центра тяжести системы т."в" таким образом, чтобы он находился на вертикали, исходящей из оси поворота 7 в рабочем положении сегмента 2. Несмотря на асимметричность противовеса 6 его наружная поверхность (затылок) 9 выполнена концентрично (радиально) относительно оси поворота 7 и противовес 6 посредством звездочки 10 цевочного зацепления взаимодействует с приводом поворота 11, установленным внутри фундаментов 3,Раскрытие купольного покрытия происходит следующим образом, Включается привод поворота 11 и звездочка 10, обкатываясь по наружной поверхности (затылку) 9 противовеса 6, поворачивает сегмент 2 на осях поворота 7. при этом поверхности покрытия 5 выходят из-под консолей 4 сеглента 1 и занимают рабочее положение. Безопасность обеспечивается тем, что любой отказ в системе привода 11 приведет к тому, что сегмент 2 не упадет, а лишь вернется в положение, при котором центр тяжести "в" находится на вертикали, проходящей через ось поворота 7. И даже при инерционном переходе сегмента 2 его расчетного положения он вернется в положение, когда центр тяжести системы находится на вертикальной оси. Поверхность покрытия 5 сегмента 2 повторяет форму контура перекрываемой плоскости, поэтому при телескопическом складывании сегментов 2 поворотом вокруг оси 7 они не задевают друг за друга, Так как подвижные сегменты 2 в поперечном сечении имеют форму поверхностей вращения (например, сферических сегментов), а в направлении оси вращения имеют форму, совпадающую с формой контура перекрываемой плоскости, и наружная поверхность каждого подвижного сегмента 2 образует телесный угол в 180, форма перекрываемой поверхности может быть любой конфигурации от круглой или овальной до прямоугольной. При этом, выполняя нижнюю поверхность нижнего сегмента в форме комплиментарной рельефу местности, на которой размещена перекрываемая плоскость арены, можно создавать утепленные пространства. 5 10 15 20 25 3.0 35 40 45 50 55 Предлагаемое трвнсформируемое купольное покрытие обладает следующими преимуществами:- является универсальным, т,к. позволяет перекрывать арены любой произвольной формы;- позволяет учитывать рельеф местности и создавать утепленные пространства;- компактно в сложенном виде, все подвижные сегменты телескопически сложены под консолями вертикального сегмента;- отличается повышенной безопасностью трансформирования купола.Эдо обеспечивается использованием системы сегмент - противовесы со смещенным центром тяжести относительно оси поворота, которая обладает устойчивым положением равновесия;- требуется меньше усилий (энергии) на перевод сегмента из рабочего положение в убранное,Формула изобретения 1. Трансформируемое купольное покрытие, включающее установленные на фундамент с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси подвижные сегменты, имеющие у осей поворота противовес, соединенный с приводом поворота, и неподвижные сегменты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения универсальности, компактности в сложенном виде, неподвижный сегмент выполнен с консолями и размещен центрально, а подвижные сегменты установлены с нахлестом.относительнодруг друга с возможностью телескопического сложения, причем противовесы выполнены со смещенным центром тяжести относительно оси симметрии и расположены с обеих сторон каждого подвижного сегмента.2. Покрытие по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый противовес выполнен с отверстием, смещенным относительно его оси симметрии..3, Покрытие по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый противовес выполнен с переменной толщиной относительно оси симметрии.4, Покрытие по п,1, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью адаптации формы покрытия .к рельефу местности, нижние кромки нижних сегментов выполнены в форме, соответствующей рельефу.5. Покрытие по п.1, о тл и ч а ю ще ес я тем, что привод поворота выполнен цевочным со звездочкой, а наружная поверхность каждого противовеса - криволинейной, контактирующей со звездочкой цевочного привода, 1838540о-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Произв каз 2912 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5