Конструкция сводчатых, складчатых, сферических и тому подобных строительных оболочек

Класс 37 а,ОПИСАНИК ИЗ ЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,ЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИГос 1 дарсцвеннолс бюро после.обрепений ири I осцлане СССР Зарегистрированоющей регистра;ци Конструкция сводчатых иодобнь 1 х сЗа последнее воемя строительная практика обогатилась новыми типами 5 онструкций, так называемыми ООО- лочками - сводчатыми, складчатыми и т. и., вьполняемыми как правило, .з жел =зобетона, но железобет онные оболочки имеют следующие недостатки; большой соостзенный ( а поэтому ограничение пролетов боль цая стоимость за счет сложности производства работ (опалубка, монаи арматуры, бетонирование); недостаточная поперечная жесткость тонкой плиты, в которой к тому же практически трудно расположить поперечную арматуру.Эти недостатки могут быть устранены при вьполнении оболочек из металла в том случае, если будет выбрана рациональная конструкция оболочек. Описываемым изобретением имеется в виду получить конструкцию, устраняющую недостатки известных оболочек.П редложенная конструкция оболочек, в которой применены волнистые листы в качестве одного из основных несущих элементов, имеет ту отличительную особенность что волнистые листы жестко соединены с продольными или с кольцевыми поясами, расположеными под прямым или ОстрымАглом по отношени:О к направлению ложбин волнистых гистов.- :а ч:ртеже фг. 1 изооражает схему известного пскрь гия - сводчатой (ципиндриче ко:,1 оболочк 1; Ьиг.2 - -элемент оболочки с действующими на н - го с;,лами фиг - элемент ло яки предлокенно:; конструкции; фиг. 4 в схе сводчатой (цилиндричес:.Ой) оболочки предложенной констркции; фиг. 5 в элеме кровли; , фиг, б - поперечнь й разрез складчатого покры гия предложенной конструкции; фиг. 7 часть плана складчатого покрытия; фиг. Б схему куполообразной (сферической) оболочки предложенной конструкции; фиг. 9 - элемент куполообразной оболочки; фиг. 10 в схе оболочки для резервуара предложенной конструкции.Как известно, элементы оболочки (фиг, 1) работают в двух направлениях: в направлении 1, в проле оболочки и 1., - пролета диафрагмы,Практический метод расчета складок и оболочек устанавливает наличие следующих усилий, действующих намалый элемент аЬсЫ, вгярезанный из канСтрукции (фиг. 2): Т, и 7., - нормальные усилия в площадках поперечного и продольного сечений; 5 в сдвигающие силы; 6 - поперечные моменты; М - поперечные силы, сопутствующие поперечным моментам.Усилия Т 5 и 6 являются основными, т, е. такими, по которым ведется подбор сечений. В железобетоне и дереве при малых и средних пролетах толщина оболочек получается из расчета на прочность; такая плита одинаково хорошо работает как на нормальные усилия Т и силы сдвига 5, так и на поперечные моменты 6, Расчет на устойчивость не производится, так как явление потери устойчивости не имеет места, При больших пролетах как в железобетоне, так и в дереве рациональнее переходить на ребристые оболочки и складки. Ребра создают необходимую жесткость тонкой плиты,Совсем иначе дело обстоит в металле. Из расчета на прочность может получиться оболочка из тонкого листового железа с поперечными ребрами, но при этом приобретет боль. шое значение явление местной потери устойчивости тонкой оболочки.Из расчета на местную устойчивость приходится или утолщать оболочку или давать в ней дополнительные ребра (уголки жесткости и пр.), В результате это приводит к весьма нерациональной конструкции. В предЛоженной конструкции повышениеустойчивости элементов оболочки до-стигается применением волнистых листов(фиг, 4), жестко связанных с , продольными поясами 2, Продольныег:ояса разделяют оболочку как бы награни; если теперь вырезать часть этой грани пдссУ (фиг. 3), то она будет на-ходиться под действием следующихусилий: Т в нормальн усилия, вос-принимаемые только прадальнь,миэлементами (поясами) 2, так как вол-нистая стена оболочки неспособнавоспринимать эти усилия; Т. - нор.мальные усилия, воспринимаемые вол-нистыми листами (стенками) 1; 5 - си-, лы сдвига, воспринимаемые волнистой стенкой; 6 - поперечные моменты и Л - поперечные силы от этих моментов, воспринимаемые также волнистой стенкой.Не трудна видеть, что волнистая стенка, по сравнению с гладкой, более устойчива, хорошо может воспринимать силы Т, и 5 и отлична работать на поперечные моменты 6 и по. перечные силы Л.Изображенная на . чертеже (фиг. 4;1 сводчатая (цилиндрическая) оболочка состоит из следующих основных элементов: поперечные элементы - настилиз волнистого железа или штампованных складчатых плит; сжа. тые продольные элементы (пояса) 2 и растянутые бортовые элементы 3; торцевые диафрагмы 4, Могут быть также второстепенные диафрагмы 5 в пролете.Поперечный элемент - настилявляется и элементом кровли, на кото. рый может быть уложено утепление, например, в виде пенобетонных или тому подобных плит б (фиг. 5), и в то же время основным несущим элементом пространственной конструкции.Для большей жесткости и лучшей связи с настилом оболочки бортовые элементы 3 могут быть обетонированы. Жесткость бортового элемента в горизонтальной плоскости может быть повышена постановкой кронштейнов, связанных с настилом.Торцевые диафрагмы 4 могут быть запроектированы в виде сквозных ферм, как это показано на чертеже. Верхним поясом этой фермы служит легкая металлическая обвязка, связанная со сплошнь,м настилом, Этот настил на некоторой ширине мсже; рассматриватъся как пояс фермы диайрагмы, Второстепенные диафрагмь; 5 могут ИЕть МЕСТО ПРИ ООЛЬШИХ рОЕх. При этОК Они значительна повышают поперечну О жесткость оболочки и тем самым приближа:От ее рабату к салке корытообразного сечения,В результате проверенных изоаретателем сравнений предлагаемых конструкций с известными металлическими плоскостными и с железобетонными оболочками выяснилось следующее:1. Предлагаемые конструкции оболочек экономичнее по расходу металлана 30 - 35 оо по сравнению с обычными плоскостными решениями покрытий в металле.2. В металлических складках и оболочках собственный вес конструкции, по сравнению с железобетонными,вуменьшается почти Йвое.3. На металлическую оболочку расходуется железа больше, чем на железобетонную всего лишь на 30 - 40 оо.4. Металлические оболочки будут дешевле железобетонных за счет отсутствия опалубки и пр., а главное, за счет исключительной простоты и индустриальных способов производства работ.5 Легкость конструкции и в то же время жесткость ее дают возможность перекрывать металлическими оболочками гораздо ббльшие пролеты, чем железобетонными.б, Предлагаемыми металлическими конструкциями легко может быть осуществлена наиболее рациональная форма здания, удовлетворяющая требованиям освещения и аэрации.Изображенное на чертеже (фиг, б и 7 складчатое покрытие состоит из сплошных и сквозных граней, взаимно связанных между собой. Сплошная грань имеет продольные элементы (пояса) 2 из металлических уголков и волнистую стенку (настил) 1, жестко связанную посредством электросварки в местах примыкания к поясам, Поверх граней укладывается требуемой толщины и качества утепление с гидро- изоляцией, например, пенобетонные или тому подобные плиты б (фиг, 5), покрь 1 тые слоем цемента 8 и рубероидом 9 на клебемассе. Складка опирается на металлические рамы 12, состоящие из прокатного железа - двутаврового и швеллерного.Сквозные грани (фонарные фермы) 7 являются как бы связующими элементами между верхними и нижними сплошными гранями и рассчитаны на силы, действующие в плоскости этих граней,Монтаж предлагаемой конструкции может быть произведен в двух вариантах.1. Заводским способом изготовляются отдельно как сплошные, так и сквозные грани (элементы) покрытия; затем на месте постройки эти элементы посредством монтажных болтов и сварки или заклепок соединяются вместе (по линиям продольных элементов) в целую конструкцию.2. На заранее смонтированные диафрагмы (рамы) покрытия укладываются продольные элементы (пояса) конструкции, затем на эти продольные элементы укладывается волнистое железо и приваривается к ним,Изображенная на чертеже сферическая (куполообразная) оболочка (фиг. 8) состоит из волнистого настила 1, горизонтальных кольцевых поясов 10, жестко связанных с волнистым настилом, и опорного кольца П.Элемент сферической оболочки (фиг. 9) работает в условиях, аналогичных условиям элемента цилиндрической оболочки. Внизу купола дается более мощный настил, чем вверху,Конструкция резервуара (фиг. 10), подобно куполу, состоит из волнистых элементов (стенок) 1 и жестко с ними связанных кольцевых поясов 70.П редмет изобретения.Конструкция сводчатых, складчатых сферических и тому подобных строительных оболочек с применением волнистых листов в качестве одного из основных несущих элементов, отличающаяся тем, что волнистые листы жестко соединены с продольными или с кольцевыми поясами, расположенными под прямым или острым углом по отношению к направлению ложбин волнистых листов, 1 авторскому свидетельству В, Н. 1 орцовж М 5 О 810