Купол

Полезная модель относится к строительству, в частности, к конструкциям куполов для церковных храмов. Купол содержит составные меридиональные арочные ребра, закрепленные верхними концами на центральном верхнем опорном контуре, а нижними - на опорных элементах основания купола. Новым является выполнение каркаса купола в виде решетки, состоящей из жестких четырехугольников, жестко связанных друг с другом посредством соединительных узлов. В каждом ряду решетки между соседними арочными ребрами размещено несколько четырехугольников так, что первый и последний из них одной вершиной закреплен на соответствующем арочном ребре. Каждый соединительный узел решетки с внешней стороны каркаса снабжен металлической крестовиной для закрепления декоративных элементов. Внутри каркаса купола размещен малый купол, включающий дополнительный опорный контур и дополнительные арочные ребра. Дополнительный опорный контур расположен на одной оси с центральным верхним опорным контуром и жестко связан с ним вертикальными металлическими тягами. Технический эффект заявляемой полезной модели состоит в обеспечении жесткой конструкции каркаса купола и высокой несущей способности. Конструкция позволяет надежно закрепить крест на куполе и исключает проникновение влаги в подкупольный барабан. 2 з.п. ф-лы, 5 илл.

Полезная модель относится к строительству, в частности, к конструкции куполов для церковных храмов.

Известно купольное покрытие из авт.св. СССР 953130, Е04В 7/08, 1980, содержащее меридиональные арочные ребра, закрепленные шарнирно одними концами к центральному опорному контуру, а другими - к основанию купола, и закрепленные на меридиональных арочных ребрах кольцевые несущие ванты (стальные тросы). Арочные ребра выполнены составными из частей, соединенных между собой по внутренним и наружным граням шарнирами, размещенными на осях, проходящих через продольные оси арочных ребер. Несущие ванты снабжены натяжными и прижимными устройствами.

Известная конструкция обладает недостаточной жесткостью из-за использования шарниров и вантовых колец, вследствие этого имеет малую несущую способность.

Более жесткую конструкцию имеет ребристый купол, известный из пат. РФ 2298618, Е04В 7/08, 2005, принятый заявителем в качестве ближайшего аналога-прототипа.

Купол содержит меридиональные арочные ребра из шарнирно соединенных между собой несущих элементов. Составные арочные ребра прикреплены верхними концами к центральному опорному контуру, а нижними - к опорным элементам основания, расположенным по периметру купола. В местах соединения несущих элементов арочных ребер закреплены горизонтальные несущие жесткие элементы. В каждом из секторов купола горизонтальные несущие элементы ребер образуют жесткие четырехугольные и верхнюю треугольную секции. В четырехугольных секциях по всему куполу смонтированы дополнительные элементы жесткости в виде четырехугольников, состоящих из стержней. Эти четырехугольники размещены по поверхности купола в шахматном порядке, и каждый закреплен своими вершинами в серединах соответствующих горизонтальных несущих элементов и несущих элементов арочных ребер.

Конструкция ребристого купола обеспечивает хорошую несущую способность, однако использование шарнирных соединений снижает жесткость конструкции. При этом не проработано закрепление декоративных элементов покрытия купола и установка креста, то есть данная конструкция не может быть использована в качестве церковного купола.

Перед заявителем стояла задача разработки конструкции купола, которая при обеспечении необходимой жесткости и несущей способности предусматривала бы надежное закрепление элементов декоративного покрытия и установку на куполе креста.

Поставленная задача решена следующим образом.

В куполе, содержащем составные меридиональные арочные ребра, закрепленные верхними концами на центральном верхнем опорном контуре, а нижними - на опорных элементах основания купола, согласно формуле полезной модели, каркас выполнен в виде решетки, состоящей из жестких четырехугольников, каждый из которых содержит четыре уголковых стальных отрезка, скрепленных друг с другом и с соседними четырехугольниками посредством жестких соединительных узлов. В каждом ряду решетки между соседними арочными ребрами размещено несколько четырехугольников, так что первый и последний из них одной вершиной жестко закреплены на соответствующем арочном ребре.

Каждый соединительный узел решетки с внешней стороны купола снабжен металлической крестовиной для закрепления декоративного элемента посредством металлических шпилек, имеющих на конце крючок, зацепляющий крепежное отверстие замкового выступа внутри полости декоративного элемента.

Кроме того, в купол введены дополнительный опорный контур и дополнительные арочные ребра, верхними концами закрепленные на дополнительном опорном контуре, а нижними - на опорных элементах основания купола. Дополнительный опорный контур расположен внутри каркаса купола на одной оси с центральным опорным контуром, жестко связан вертикальными металлическими тягами с ним и удлиненными металлическими отрезками - с арочными ребрами каркаса.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен общий вид конструкции купола;

На фиг.2 представлен элемент решетки;

На фиг.3 показана часть конструкции, вид снаружи;

На фиг.4 показан узел закрепления декоративного элемента;

На фиг.5 показана часть конструкции купола в разрезе.

Купол содержит составные меридиональные арочные ребра 1 (фиг.1, 2, 3, 5). Их верхние концы закреплены на верхнем опорном контуре 2 (фиг.1, 5), а нижние - к опорным элементам основания 3 (фиг.1, 5). Каркас купола выполнен в виде решетки (фиг.1, 5), состоящей из жестких четырехугольников 4 (фиг.2, 3), образованных из стальных отрезков 5, скрепленных концами друг с другом посредством жестких соединительных узлов 6. К этим же узлам 6 прикреплены углы соседних четырехугольников 4, для чего каждый узел имеет четыре присоединительных отрезка.

Между соседними арочными ребрами 1 в каждом ряду решетки расположено несколько четырехугольников 4 (на фиг.3 представлены 3), ближайшие к ребрам 1 вершины четырехугольников 4 жестко закреплены на соответствующих ребрах.

На каждом соединительном узле 6 с внешней стороны каркаса закреплена металлическая крестовина 7 (фиг.3, 4). На ней закрепляются металлические шпильки 8. Другой конец шпильки 8 снабжен крючком, который продевается в отверстие замкового выступа 9 внутри полости декоративного элемента 10.

Внутри каркаса размещен малый купол, включающий дополнительный опорный контур 11 (фиг.5) и дополнительные металлические арочные ребра 12, закрепленные верхними концами на контуре 11, а нижними - на элементах основания 3 купола. Опорный контур 11 расположен на одной оси с центральным опорным контуром 2 и жестко связан с ним вертикальными металлическими тягами 13. Контур 11 жестко соединен с арочными ребрами 1 каркаса металлическими отрезками 14.

Детали конструкции зафиксированы друг относительно друга болтовыми и сварными соединениями.

Особенности сборки конструкции состоят в следующем.

Сначала центральный опорный контур 2 и дополнительный опорный контур 11 посредством сварки жестко соединяются вертикальными металлическими тягами 13. Подготавливается ровная площадка, на которой устанавливается основание 3 купола. Затем сварную конструкцию опорных контуров 2 и 11 подвешивают над основанием 3. Арочные ребра 1 и 12 фиксируют болтовыми соединениями на опорных контурах 2 и 11 и на основании 3. После закрепления арочных ребер 12 малый купол накрывают водонепроницаемым полотном для исключения попадания влаги в подкупольный барабан храма. Сборка решетки производится последовательно снизу вверх: монтируются четырехугольники 4, и на них закрепляются декоративные элементы. После этого купол устанавливают на подкупольный барабан храма.

Технический эффект заявляемой полезной модели заключается в следующем: обеспечена жесткость конструкции каркаса и высокая несущая способность при относительно малом весе, что позволяет использовать любое кровельное покрытие, например, декоративные элементы из металла или керамики. Кроме того, конструкция каркаса купола обеспечивает надежное закрепление в ней высокого креста, имеющего большой вес, и защиту подкупольного барабана и внутреннего пространства храма от протечек.

Заявляемая конструкция купола реализована в Ново-Переделкино под Москвой: установлены 2 купола высотой 4 м, в настоящее время производится монтаж куполов высотой 6 м.

1. Купол, содержащий составные меридиональные арочные ребра, закрепленные верхними концами на центральном верхнем опорном контуре, а нижними - на опорных элементах основания купола, отличающийся тем, что каркас купола выполнен в виде решетки, состоящей из жестких четырехугольников, каждый из которых содержит четыре стальных отрезка, скрепленных друг с другом и с соседними четырехугольниками посредством жестких соединительных узлов, при этом в каждом ряду решетки между соседними арочными ребрами размещено несколько четырехугольников так, что первый и последний из них одной вершиной жестко закреплен на соответствующем арочном ребре.

2. Купол по п.1, отличающийся тем, что каждый соединительный узел решетки с внешней стороны каркаса снабжен металлической крестовиной для закрепления декоративного элемента посредством металлических шпилек, имеющих на конце крючок, зацепляющий крепежное отверстие замкового выступа внутри полости декоративного элемента.

3. Купол по п.1, отличающийся тем, что в него введены дополнительный опорный контур и дополнительные арочные ребра, верхними концами закрепленные на дополнительном опорном контуре, а нижними - на опорных элементах основания купола, при этом дополнительный опорный контур расположен внутри каркаса купола на одной оси с центральным верхним опорным контуром и жестко связан вертикальными металлическими тягами с ним и удлиненными металлическими отрезками - с арочными ребрами каркаса.