Купол составной
Заявляемая 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.
В куполе составном увеличение местной жесткости, а также снижение материалоемкости достигается за счет того, что каждый шестиугольный элемент включает шесть гиперболических оболочек, состыкованных с образованием трех внутренних ребер, пересекающихся в его центральной вершине и соединяющих середины его противолежащих контурных кромок; при этом внутренние ребра всех шестиугольных элементов, соединяющие середины противолежащих кромок Л-образных контурных участков, в совокупности образуют систему пересекающихся линейных диагональных ребер на поверхности оболочки купола, а внутренние горизонтальные ребра шестиугольных элементов каждого яруса в совокупности образуют подобные замкнутые правильные многоугольники, расположенные соосно и последовательно уменьшающиеся от основания купола к его вершине.
Применение купола составного позволит увеличить местную жесткость на 20-25% за счет введения во внутреннюю структуру элемента дополнительных ребер жесткости и уменьшения габаритов составляющих оболочек, а также снижения материалоемкости покрытия на 10-15% за счет сглаживания поверхности элемента на заданном шестиугольном контуре и приближения ее к «минимальной поверхности» (т.е. поверхности, образованной мыльной пленкой на определенном замкнутом контуре и обладающей минимальной площадью на заданном контуре).
Настоящая 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.
Из существующего уровня техники известно составное купольное покрытие, имеющее многоугольный контур основания и образованное однотипными пирамидальными складчатыми элементами из треугольных панелей (1).
Недостаток данного технического решения, препятствующего получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, 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).
К недостаткам известного решения следует отнести разнотипность элементов, составляющих смежные складчатые ярусы (их уменьшение от основания к вершине), а также значительную материалоемкость покрытия.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению 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 недостаткам известного решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, следует отнести малую местную жесткость и повышенную материалоемкость.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является увеличение местной жесткости, а также снижение материалоемкости.
Данная задача решается за счет того, что в заявляемом куполе составном, включающем 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, каждый шестиугольный элемент включает шесть гиперболических оболочек, состыкованных с образованием трех внутренних ребер, пересекающихся в его центральной вершине и соединяющих середины его противолежащих контурных кромок; при этом внутренние ребра всех шестиугольных элементов, соединяющие середины противолежащих кромок Л-образных контурных участков, в совокупности образуют систему пересекающихся линейных диагональных ребер на поверхности оболочки купола, а внутренние горизонтальные ребра шестиугольных элементов каждого яруса в совокупности образуют подобные замкнутые правильные многоугольники, расположенные соосно и последовательно уменьшающиеся от основания купола к его вершине.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение местной жесткости на 20-25% за счет введения во внутреннюю структуру элемента дополнительных ребер жесткости и уменьшения габаритов составляющих оболочек, а также снижения материалоемкости покрытия на 10-15% за счет сглаживания поверхности элемента на заданном шестиугольном контуре и приближения ее к «минимальной поверхности» (т.е. поверхности, образованной мыльной пленкой на определенном замкнутом контуре и обладающей минимальной площадью на заданном контуре).
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг.1 изображен общий вид купола составного, имеющего общее треугольное планировочное очертание и зигзагообразный опорный контур (показана 1/3 оболочки).
на фиг.2 изображен общий вид шестиугольного пространственного элемента купола составного.
на фиг.3 изображен общий вид купола составного, имеющего общее треугольное планировочное очертание и опорный контур в виде правильного треугольника (показана 1/3 оболочки).
на фиг.4 изображен общий вид купола составного, имеющего общее квадратное планировочное очертание и зигзагообразный опорный контур; также показана компоновочная схема фрагмента оболочки купола.
на фиг.5 изображен общий вид купола составного, имеющего общее квадратное планировочное очертание и опорный контур в виде квадрата.
на фиг.6 изображен общий вид купола составного, шестиугольные элементы которого образованы одинаковыми гиперболическими оболочками.
Купол составной включает ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов 1. У каждого элемента 1 две равные противолежащие боковые кромки 2 выполнены вертикальными, а пары других равных кромок 3 образуют Л-образные выпуклый и вогнутый контурные участки зигзагообразных многоугольных оснований яруса, расположенные по разные стороны от плоскости боковых вертикальных кромок 2. Каждый шестиугольный элемент 1 включает шесть гиперболических оболочек 4 и 5, состыкованных с образованием трех внутренних ребер 6 и 7, пересекающихся в его центральной вершине 8 и соединяющих середины его противолежащих контурных кромок 2 и 3; при этом внутренние ребра 6 всех шестиугольных элементов 1, соединяющие середины противолежащих кромок 3 Л-образных контурных участков, в совокупности образуют систему пересекающихся линейных диагональных ребер на поверхности оболочки купола, а внутренние горизонтальные ребра 7 шестиугольных элементов 1 каждого яруса в совокупности образуют подобные замкнутые правильные многоугольники, расположенные соосно и последовательно уменьшающиеся от основания купола к его вершине.
Для опирания на правильный многоугольный контур купол снабжен доборными пятиугольными элементами 9, примыкающими к основанию и представляющими собой половины основных шестиугольных элементов 1.
Гиперболические оболочки 4, 5 основных шестиугольных элементов 1 и доборных пятиугольных элементов 9 изготавливаются, например, из железобетона и соединяются друг с другом по выпускам арматуры сваркой с последующим бетонированием стыков.
Гиперболические оболочки 4, 5 основных шестиугольных элементов 1 могут выполняться абсолютно однотипными при равенстве и взаимной ортогональности всех контурных кромок элемента 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 каждый шестиугольный элемент включает шесть гиперболических оболочек, состыкованных с образованием трех внутренних ребер, пересекающихся в его центральной вершине и соединяющих середины его противолежащих контурных кромок; при этом внутренние ребра всех шестиугольных элементов, соединяющие середины противолежащих кромок Л-образных контурных участков, в совокупности образуют систему пересекающихся линейных диагональных ребер на поверхности оболочки купола, а внутренние горизонтальные ребра шестиугольных элементов каждого яруса в совокупности образуют подобные замкнутые правильные многоугольники, расположенные соосно и последовательно уменьшающиеся от основания купола к его вершине.
