Купол составной

Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным купольным составным покрытиям промышленных, гражданских и сельскохозяйственных зданий и сооружений, а также малых архитектурных форм.

Сущность полезной модели заключается в том, что для увеличения местной жесткости и снижения материалоемкости каждый шестиугольный элемент включает три гиперболические оболочки, состыкованные по кромкам с образованием двух внутренних ребер, исходящих из центральной вершины Л-образного контурного участка одного основания яруса к серединам кромок противолежащего Л-образного контурного участка другого основания яруса.

Купол составной включает ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов 1. У каждого из шестиугольных пространственных элементов две равные противолежащие боковые вертикальные кромки 2 попарно соединяют выступающую вершину 3 одного многоугольного основания с соответствующей западающей вершиной 4 другого многоугольного основания яруса, а пары других равных кромок 5 образуют Л-образные выпуклый и вогнутый контурные участки зигзагообразных многоугольных оснований яруса, расположенные по разные стороны от плоскости боковых вертикальных кромок 2. Шестиугольные пространственные элементы смежных ярусов расположены в шахматном порядке относительно друг друга. Каждый шестиугольный элемент включает три гиперболические оболочки 6, 7, 8, состыкованные по кромкам с образованием двух внутренних ребер 9, исходящих из центральной вершины 10 Л-образного контурного участка одного основания яруса к серединам кромок 5 противолежащего Л-образного контурного участка другого основания яруса. В куполе составном шестиугольные пространственные элементы смежных ярусов могут быть ориентированы встречно. В куполе составном нижний опорный ярус покрытия может быть образован доборными пятиугольными пространственными элементами 11 и (или) 12 из состыкованных гиперболических оболочек 13, 14, 15, нижние кромки которых выполнены коллинеарными и образуют прямолинейные стороны правильного многоугольного основания

Применение заявляемого купола позволит увеличить местную жесткость на 20-25% за счет введения во внутреннюю структуру элемента дополнительного ребра жесткости и уменьшения габаритов составляющих оболочек, а также снизить материалоемкость покрытия на 10-15% за счет сглаживания поверхности элемента на заданном шестиугольном контуре.

7 илл.

Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным купольным составным покрытиям промышленных, гражданских и сельскохозяйственных зданий и сооружений, а также малых архитектурных форм.

Известно составное купольное покрытие, имеющее многоугольный контур основания и образованное однотипными пирамидальными складчатыми элементами из треугольных панелей (1). Недостаток данного решения заключается в малой местной жесткости покрытия.

Известно составное купольное покрытие, составленное из разнотипных шестиугольных пространственных элементов, расположенных кольцевыми складчатыми ярусами, очерченными зигзагообразными основаниями; каждый шестиугольный элемент содержит две зеркально симметричные оболочки в виде отсека гиперболического параболоида, соединенные по наклонному ребру (2).

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является составное купольное покрытие, включающее однотипные шестиугольные пространственные элементы, расположенные кольцевыми складчатыми ярусами, очерченными зигзагообразными основаниями; при этом каждый шестиугольный элемент содержит две зеркально симметричные оболочки в виде отсека гиперболического параболоида, состыкованные по наклонному ребру (3).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, следует отнести малую местную жесткость и повышенную материалоемкость.

Сущность полезной модели заключается в том, что местная жесткость длинных гиперболических оболочек повышается за счет того, что каждый шестиугольный элемент включает три гиперболические оболочки, состыкованные по кромкам с образованием двух внутренних ребер, исходящих из центральной вершины Л-образного контурного участка одного основания яруса к серединам кромок противолежащего Л-образного контурного участка другого основания яруса. Кроме того, шестиугольные пространственные элементы в смежных ярусах ориентированы встречно. Нижний опорный ярус образован доборными пятиугольными пространственными элементами из состыкованных гиперболических оболочек, нижние кромки которых выполнены коллинеарными и образуют прямолинейные стороны правильного многоугольного основания.

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

- Применение заявляемого купола позволит увеличить местную жесткость на 20-25% за счет введения во внутреннюю структуру элемента дополнительного ребра жесткости и уменьшения габаритов составляющих оболочек;

- Снизить материалоемкость покрытия на 10-15% за счет сглаживания поверхности элемента на заданном шестиугольном контуре

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что купол составной включает ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов. Каждый из элементов включает оболочки в виде отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками. У каждого элемента две равные противолежащие боковые кромки выполнены вертикальными, а пары других равных кромок образуют Л-образные выпуклый и вогнутый контурные участки зигзагообразных многоугольных оснований яруса, расположенные по разные стороны от плоскости боковых вертикальных кромок. Шестиугольные элементы включают три гиперболические оболочки, состыкованные по кромкам с образованием двух внутренних ребер, исходящих из центральной вершины Л-образного контурного участка одного основания яруса к серединам кромок противолежащего Л-образного контурного участка другого основания яруса.

Шестиугольные пространственные элементы в смежных ярусах ориентированы встречно.

Нижний опорный ярус образован доборными пятиугольными пространственными элементами из состыкованных гиперболических оболочек, нижние кромки которых выполнены коллинеарными и образуют прямолинейные стороны правильного многоугольного основания.

Гиперболические оболочки основных шестиугольных элементов, а также гиперболические оболочки доборных пятиугольных элементов купола составного изготавливаются, например, из железобетона и соединяются друг с другом по выпускам арматуры сваркой с последующим бетонированием стыков.

При исследовании отличительных признаков описанного купола составного 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 купола составного, имеющего общее треугольное планировочное очертание и включающего основные шестиугольные пространственные элементы одинаковой ориентации.

На фиг.2 изображен общий вид купола составного, имеющего общее треугольное планировочное очертание и включающего основные шестиугольные пространственные элементы встречной ориентации.

На фиг.3 изображен общий вид основного шестиугольного пространственного элемента купола.

На фиг.4 изображен общий вид купола составного, включающего основные шестиугольные пространственные элементы одинаковой ориентации и доборные пятиугольные элементы нижнего яруса, образующие правильный треугольный опорный контур покрытия (показана 1/3 оболочки).

На фиг.5 изображен общий вид купола составного, включающего основные шестиугольные пространственные элементы встречной ориентации и доборные пятиугольные элементы нижнего яруса, образующие правильный треугольный опорный контур покрытия (показана 1/3 оболочки).

На фиг.6 изображен общий вид купола составного, имеющего общее квадратное планировочное очертание и включающего основные шестиугольные пространственные элементы одинаковой ориентации; также показана компоновочная схема фрагмента покрытия.

На фиг.7 изображен общий вид купола составного, включающего основные шестиугольные пространственные элементы встречной ориентации и доборные пятиугольные элементы нижнего яруса, образующие правильный квадратный опорный контур покрытия; также показана компоновочная схема фрагмента покрытия.

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

Купол составной включает ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов 1. У каждого из шестиугольных пространственных элементов 1 две равные противолежащие боковые вертикальные кромки 2 попарно соединяют выступающую вершину 3 одного многоугольного основания с соответствующей западающей вершиной 4 другого многоугольного основания яруса, а пары других равных кромок 5 образуют Л-образные выпуклый и вогнутый контурные участки зигзагообразных многоугольных оснований яруса, расположенные по разные стороны от плоскости боковых вертикальных кромок 2. Шестиугольные пространственные элементы 1 смежных ярусов расположены в шахматном порядке относительно друг друга. Каждый шестиугольный элемент 1 включает три гиперболические оболочки 6,7,8, состыкованные по кромкам с образованием двух внутренних ребер 9, исходящих из центральной вершины 10 Л-образного контурного участка одного основания яруса к серединам кромок 5 противолежащего Л-образного контурного участка другого основания яруса.

В куполе составном шестиугольные пространственные элементы 1 смежных ярусов могут быть ориентированы встречно.

В куполе составном нижний опорный ярус покрытия может быть образован доборными пятиугольными пространственными элементами 11 и (или) 12 из состыкованных гиперболических оболочек 13, 14, 15, нижние кромки которых выполнены коллинеарными и образуют прямолинейные стороны правильного многоугольного основания.

Гиперболические оболочки 6, 7, 8 основных шестиугольных элементов 1, а также гиперболические оболочки 13, 14, 15 доборных пятиугольных элементов 11 и 12 купола составного изготавливаются, например, из железобетона и соединяются друг с другом по выпускам арматуры сваркой с последующим бетонированием стыков.

Применение заявляемого купола позволит увеличить местную жесткость на 20-25% за счет введения во внутреннюю структуру элемента дополнительного ребра жесткости и уменьшения габаритов составляющих оболочек, а также снизить материалоемкость покрытия на 10-15% за счет сглаживания поверхности элемента на заданном шестиугольном контуре.

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.

Источники информации:

1. А.с. СССР 185039; Складчатое покрытие; МКИ Е04В 7/10; 1966.

2. Трущев А.Г. Формообразование и конструирование пространственных покрытий в архитектурном проектировании: Учеб. пособие.- М.: Изд.МАРХИ, 1987.- рис.2.5 -а; стр.58.

3. А.с. СССР 1604954; Куполообразное покрытие; МКИ Е04В 7/08 - 7/10; 1990 (прототип).

1. Купол составной, включающий ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов, каждый из которых включает оболочки в виде отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками, и у каждого элемента две равные противолежащие боковые кромки выполнены вертикальными, а пары других равных кромок образуют Л-образные выпуклый и вогнутый контурные участки зигзагообразных многоугольных оснований яруса, расположенные по разные стороны от плоскости боковых вертикальных кромок, отличающийся тем, что, с целью увеличения местной жесткости, а также снижения материалоемкости, каждый шестиугольный элемент включает три гиперболические оболочки, состыкованные по кромкам с образованием двух внутренних ребер, исходящих из центральной вершины Л-образного контурного участка одного основания яруса к серединам кромок противолежащего Л-образного контурного участка другого основания яруса.

2. Купол составной по п.1, отличающийся тем, что шестиугольные пространственные элементы в смежных ярусах ориентированы встречно.

3. Купол составной по п.1, отличающийся тем, что нижний опорный ярус образован доборными пятиугольными пространственными элементами из состыкованных гиперболических оболочек, нижние кромки которых выполнены коллинеарными и образуют прямолинейные стороны правильного многоугольного основания.