Оболочка высотного здания или сооружения

Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным сборным оболочкам многоэтажных гражданских зданий, а также сквозным трубчатым оболочкам высотных зданий и сооружений. Сущность полезной модели заключается в выполнении оболочки высотного здания или сооружения в виде соосных складчатых кольцевых ярусов 1, имеющих замкнутые многоугольные горизонтальные основания, где каждый вышележащий кольцевой ярус состыкован с нижележащим по сторонам, примыкаемых многоугольных оснований 2 и 3. Каждый складчатый кольцевой ярус составлен из однотипных четырехугольных элементов 4 в виде отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками, размещенных между соосными многоугольными основаниями. У каждого из четырехугольных элементов 4 яруса 1 по две горизонтальные противолежащие кромки 5 и 6 образуют стороны верхнего и нижнего многоугольных оснований, а две другие противолежащие кромки 7 и 8 попарно соединяют вершины обоих многоугольных оснований и выполнены наклонными к ним. В каждом складчатом кольцевом ярусе 1 четырехугольные элементы 4 последовательно состыкованы друг с другом по кромкам 7 и 8. Применение заявляемой оболочки позволит увеличить местную жесткость конструкции на 25-30% за счет наличия гиперболических складок на ее поверхности, что повысит надежность ее статической работы при большой высоте сооружения, а также увеличить аэродинамическую обтекаемость конструкции на 15-20% за счет турбосомной формы составляющих гиперболических элементов, а также их однонаправленной пространственной ориентации, создающей спиралевидный рельеф поверхности оболочки. 3 илл.

Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным сборным оболочкам многоэтажных гражданских зданий, а также сквозным трубчатым оболочкам высотных зданий и сооружений.

Известна сборная железобетонная оболочка, состоящая из ромбовидных сборных элементов, имеющих пазы и выступы на торцевых частях для облегчения взаимного соединения (1). Недостаток данного решения заключается в малой местной жесткости оболочки.

Известен пространственный металлический каркас многоэтажного здания, включающий диагональную решетку, образующую ромбовидные ячейки для повышения жесткости оболочки здания (2).

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является каркас высотного здания или башенного сооружения, включающий угловые изогнутые силовые элементы типа ферм, обеспечивающие устойчивость здания при сейсмических колебаниях (3).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится малая местная жесткость оболочки, а также ее низкие аэродинамические характеристики.

Сущность полезной модели заключается в том, что оболочка высотного здания или сооружения выполнена в виде соосных складчатых кольцевых ярусов, имеющих замкнутые многоугольные горизонтальные основания, где каждый вышележащий кольцевой ярус состыкован с нижележащим по сторонам примыкаемых многоугольных оснований. При этом каждый складчатый кольцевой ярус составлен из однотипных четырехугольных тонкостенных элементов в виде отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками, размещенных между соосными многоугольными основаниями. Причем у каждого из четырехугольных гиперболических элементов яруса по две горизонтальные противолежащие кромки образуют стороны верхнего и нижнего многоугольных оснований, а две другие противолежащие кромки попарно соединяют вершины обоих многоугольных оснований и выполнены наклонными к ним.

Оболочка высотного здания или сооружения имеет общую цилиндрическую форму; при этом все соосные складчатые кольцевые ярусы выполнены равновеликими.

Оболочка высотного здания или сооружения имеет общую коническую форму; при этом диаметры многоугольных оснований соосных складчатых кольцевых ярусов последовательно уменьшаются от основания здания к его вершине.

Оболочка высотного здания или сооружения имеет общую форму однополостного гиперболоида; при этом диаметры многоугольных оснований соосных складчатых кольцевых ярусов последовательно уменьшаются от верхнего и нижнего оснований здания к его серединной зоне.

При осуществлении заявляемой полезной модели может быть получен следующий технический результат:

Применение заявляемой оболочки позволит увеличить местную жесткость конструкции на 25-30% за счет наличия гиперболических складок на ее поверхности, что повысит надежность ее статической работы при большой высоте сооружения, а также увеличить аэродинамическую обтекаемость конструкции на 15-20% за счет турбосомной формы составляющих гиперболических элементов, а также их однонаправленной пространственной ориентации, создающей спиралевидный рельеф поверхности оболочки.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что оболочка выполнена в виде соосных складчатых кольцевых ярусов, имеющих замкнутые многоугольные горизонтальные основания, где каждый вышележащий кольцевой ярус состыкован с нижележащим по сторонам примыкаемых многоугольных оснований; при этом каждый складчатый кольцевой ярус составлен из однотипных четырехугольных элементов в виде отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками, размещенных между соосными многоугольными основаниями; причем у каждого из четырехугольных элементов яруса по две горизонтальные противолежащие кромки образуют стороны верхнего и нижнего многоугольных оснований, а две другие противолежащие кромки попарно соединяют вершины обоих многоугольных оснований и выполнены наклонными к ним.

При исследовании отличительных признаков описанной оболочки высотного здания или сооружения, не выявлено каких-либо аналогичных решений, касающихся использования традиционной конструкции данного решения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемой полезной модели. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом устройстве, изложенных в формуле полезной модели.

Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию «новизна».

Для проверки соответствия заявляемой полезной модели условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства.

Результаты показали, что заявленная полезная модель не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленной полезной модели преобразований для достижения технического результата. В частности, заявленной полезной моделью не предусматриваются следующие преобразования:

- дополнение известного устройства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такого дополнения;

- замена какой-либо части известного устройства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

- исключение какой-либо части устройства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;

- увеличение количества однотипных элементов действий, для усиления технического результата, обусловленного наличием в устройстве именно таких элементов;

- выполнение известного устройства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;

- создание устройства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого устройства и связей между ними.

Описываемая полезная модель не основана на изменении количественных признаков, представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных закономерностей.

Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию «изобретательский уровень».

На чертеже представлено:

На фиг.1 изображен общий вид оболочки высотного здания или сооружения, имеющего общую цилиндрическую форму, а также ее складчатый кольцевой ярус.

На фиг.2 изображен общий вид оболочки высотного здания или сооружения, имеющего общую коническую форму.

На фиг.3 изображен общий вид оболочки высотного здания или сооружения, имеющего общую форму однополостного гиперболоида.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата, заключается в следующем:

Оболочка высотного здания или сооружения выполнена в виде соосных складчатых кольцевых ярусов 1, имеющих замкнутые многоугольные горизонтальные основания 2 и 3, где каждый вышележащий кольцевой ярус 1 состыкован с нижележащим по сторонам, примыкаемых многоугольных оснований 2 и 3; при этом каждый складчатый кольцевой ярус 1 составлен из однотипных четырехугольных элементов 4 в виде отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками, размещенных между соосными многоугольными основаниями 2 и 3; причем у каждого из четырехугольных элементов 4 яруса 1 по две горизонтальные противолежащие кромки 5 и 6 образуют стороны верхнего и нижнего многоугольных оснований 2 и 3, а две другие противолежащие кромки 7 и 8 попарно соединяют вершины обоих многоугольных оснований 2 и 3 и выполнены наклонными к ним. В каждом складчатом кольцевом ярусе 1 четырехугольные элементы 4 последовательно состыкованы друг с другом по кромкам 7 и 8.

Оболочка высотного здания имеет общую цилиндрическую форму; при этом все соосные складчатые кольцевые ярусы 1 выполнены равновеликими.

Оболочка высотного здания имеет общую коническую форму; при этом диаметры многоугольных оснований 2 и 3 соосных складчатых кольцевых ярусов 1 последовательно уменьшаются от основания здания к его вершине.

Оболочка высотного здания имеет общую форму однополостного гиперболоида; при этом диаметры многоугольных оснований 2 и 3 соосных складчатых кольцевых ярусов 1 последовательно уменьшаются от верхнего и нижнего оснований здания к его серединной зоне.

Четырехугольные элементы 4 оболочки многоэтажного высотного здания, имеющего внутренний железобетонный каркас, могут паркетироваться треугольными панелями и изготавливаются, например, в виде двухкамерных стеклопакетов, соединяемых друг с другом на металлическом каркасе.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной полезной модели следующей совокупности условий;

- конструкция, воплощающая заявленную полезную модель при ее осуществлении, предназначено для использования в строительстве;

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Высотное сооружение трубчатого типа изготавливается, например, из композитных или бетонных гиперболических элементов 4 и имеет контурные бортовые элементы в плоскостях многоугольных оснований 2 и 3, повышающие общую жесткость конструкции.

1. Оболочка высотного здания или сооружения, включающая тонкостенные многоугольные элементы, соединенные по кромкам, отличающаяся тем, что оболочка выполнена в виде соосных складчатых кольцевых ярусов, имеющих замкнутые многоугольные горизонтальные основания, где каждый вышележащий кольцевой ярус состыкован с нижележащим по сторонам, примыкаемых многоугольных оснований; при этом каждый складчатый кольцевой ярус составлен из однотипных четырехугольных элементов в виде отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками, размещенных между соосными многоугольными основаниями; причем у каждого из четырехугольных элементов яруса по две горизонтальные противолежащие кромки образуют стороны верхнего и нижнего многоугольных оснований, а две другие противолежащие кромки попарно соединяют вершины обоих многоугольных оснований и выполнены наклонными к ним.

2. Оболочка высотного здания или сооружения по п.1, отличающаяся тем, что здание имеет общую цилиндрическую форму; при этом все соосные складчатые кольцевые ярусы выполнены равновеликими.

3. Оболочка высотного здания или сооружения по п.1, отличающаяся тем, что здание имеет общую коническую форму; при этом диаметры многоугольных оснований соосных складчатых кольцевых ярусов последовательно уменьшаются от основания здания к его вершине.

4. Оболочка высотного здания или сооружения по п.1, отличающаяся тем, что здание имеет общую форму однополостного гиперболоида; при этом диаметры многоугольных оснований соосных складчатых кольцевых ярусов последовательно уменьшаются от верхнего и нижнего оснований здания к его серединной зоне.