Элемент строительный

Заявляемая полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным составным элементам покрытий и ограждений, а также несущего каркаса зданий и сооружений, имеющего плоскостное, сводчатое, трубчатое или купольное очертание, опор, арок, портальных рам, структурных плит, малых архитектурных форм. В элементе строительном увеличение местной и общей жесткости, а также снижение материалоемкости составной конструкции достигается за счет того, что оболочки элемента состыкованы по кромкам с образованием двух противолежащих подобных ребристых треугольных оснований, соответствующие угловые вершины и середины сторон которых попарно соединены угловыми и боковыми ребрами, а также внутреннего замкнутого ломаного ребра шестиугольного очертания, расположенного в серединной плоскости элемента; при этом вершины ломаного ребра через одну совмещены с серединами боковых ребер, причем три другие вершины ломаного ребра соединены радиальными внутренними ребрами с серединами соответствующих близлежащих угловых ребер, а также парами наклонных внутренних ребер с близлежащими кромками обоих треугольных оснований. Применение элемента строительного позволит увеличить местную и общую жесткость составной конструкции на 35-40% за счет введения дополнительных ребер жесткости и придания результирующей объемной структуре элемента полной геометрической неизменяемости, а также снижение материалоемкости конструкции на 15-20% за счет возможности выполнять конструкцию решетчатой без снижения ее жесткости. Илл. 9

Настоящая полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным составным элементам покрытий и ограждений, а также несущего каркаса зданий и сооружений, имеющего плоскостное, сводчатое, трубчатое или купольное очертание, опор, арок, портальных рам, структурных плит, малых архитектурных форм.

Из существующего уровня техники известен пространственный каркас сооружения, имеющий шестиугольную сотовую структуру, решетчатые грани которой раскреплены диагональными элементами (1).

Недостаток известного решения заключается в малой изгибной жесткости решетчатых элементов каркаса и его значительной общей деформативности.

Известно также решение пространственного модульного многогранного элемента, имеющего правильное многоугольное основание и составленного из треугольных и квадратных граней (2).

Недостаток данного решения заключается в малой общей и местной жесткости элемента.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является строительный элемент, состоящий из однотипных отсеков гиперболического параболоида, соединенных по кромкам, и имеющий замкнутое многоугольное основание (3). Результирующие сборные покрытия могут иметь различное пространственное очертание.

К недостаткам известного решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, следует отнести кинематическую деформативность элемента и геометрическую изменяемость результирующих сборных конструкций, а, следовательно, низкую общую жесткость.

Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является увеличение местной и общей жесткости, а также снижение материалоемкости составной конструкции.

Данная задача решается за счет того, что в заявляемом элементе строительном оболочки элемента состыкованы по кромкам с образованием двух противолежащих подобных ребристых треугольных оснований, соответствующие угловые вершины и середины сторон которых попарно соединены угловыми и боковыми ребрами, а также внутреннего замкнутого ломаного ребра шестиугольного очертания, расположенного в серединной плоскости элемента; при этом вершины ломаного ребра через одну совмещены с серединами боковых ребер, причем три другие вершины ломаного ребра соединены радиальными внутренними ребрами с серединами соответствующих близлежащих угловых ребер, а также парами наклонных внутренних ребер с близлежащими кромками обоих треугольных оснований.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение местной и общей жесткости составной конструкции на 35-40% за счет введения дополнительных ребер жесткости и придания результирующей объемной структуре элемента полной геометрической неизменяемости, а также снижение материалоемкости конструкции на 15-20% за счет возможности выполнять конструкцию решетчатой без снижения ее жесткости.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:

На фиг.1 изображен общий вид элемента строительного.

На фиг.2 изображен элемент строительный, внутреннее замкнутое ломаное ребро которого очерчивает сквозной проем шестиугольного очертания (вид сверху).

На фиг.3 изображен элемент строительный, внутреннее замкнутое ломаное ребро которого объединено по контуру со сплошной плитой-диафрагмой шестиугольного очертания (вид сверху).

На фиг.4 изображен элемент строительный, у которого треугольное ребристое основание (либо оба основания) объединено по контуру со сплошной плитой-диафрагмой треугольного очертания (вид сверху).

На фиг.5-6 изображена возможная компоновка элементов в однослойной либо многослойной плоскостной решетчатой структурной плите (вид сверху).

На фиг.7 изображена схема возможной шахматной компоновки элементов в многослойной (двухслойной) плоскостной решетчатой структурной плите (вид сбоку).

На фиг.8 изображен общий вид и схема компоновки элементов в однослойной решетчатой куполообразной структуре.

На фиг.9 изображена схема продольной соосной компоновки элементов с образованием жестких геометрически неизменяемых структур трубчатого типа (вертикальные шахты, горизонтальные и наклонные тоннели, бункеры, убежища и др.).

Элемент строительный включает состыкованные друг с другом линейчатые оболочки 1 в виде четырехугольных отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками. Оболочки 1 элемента состыкованы по кромкам с образованием двух противолежащих подобных ребристых треугольных оснований 2, соответствующие угловые вершины 3 и середины сторон которых попарно соединены угловыми ребрами 4 и боковыми ребрами 5, а также внутреннего замкнутого ломаного ребра 6 шестиугольного очертания, расположенного в серединной плоскости элемента. При этом вершины 7 ломаного ребра 6 через одну совмещены с серединами боковых ребер 5, причем три другие вершины 8 ломаного ребра 6 соединены радиальными внутренними ребрами 9 с серединами соответствующих близлежащих угловых ребер 4, а также парами наклонных внутренних ребер 10 с близлежащими кромками обоих треугольных оснований 2.

Оболочки 1 элемента строительного могут выполняться зеркально равными. Многоугольные основания 2 элемента строительного могут выполняться одинаковыми, иметь вид правильных многоугольников, располагаться соосно в параллельных плоскостях; при этом угловые и боковые ребра 4,5 элемента могут быть равными по величине и параллельными друг другу, а пары внутренних ребер 10 могут быть равными по величине. Внутреннее замкнутое ломаное ребро 6 может быть равносторонним, выполняться в виде правильного шестиугольника.

В однослойных решетчатых плоскостных структурных плитах и пространственных структурах сводчатой, куполообразной и сложной формы сквозные проемы могут закрываться плоскими многоугольными панелями.

Решетчатые плоскостные структурные плиты и пространственные структуры сводчатой, куполообразной и сложной формы с целью увеличения структурной высоты могут выполняться многослойными; при этом многоугольные элементы одного слоя примыкают к кромкам сквозных проемов смежного слоя в шахматном порядке и жестко соединены с ними.

Источники информации:

1. А.с. СССР 601363; Пространственный каркас сооружения; МКИ Е04В 1/18; 1978.

2. Пат. США 3230673; Модульный строительный элемент; кл. 52-79; 1964.

3. Пат. США 3090162; Строительный элемент; кл. 52-80; 1963 (прототип).

Элемент строительный, включающий состыкованные друг с другом линейчатые оболочки в виде четырехугольных отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками, отличающийся тем, что оболочки элемента состыкованы по кромкам с образованием двух противолежащих подобных ребристых треугольных оснований, соответствующие угловые вершины и середины сторон которых попарно соединены угловыми и боковыми ребрами, а также внутреннего замкнутого ломаного ребра шестиугольного очертания, расположенного в серединной плоскости элемента; при этом вершины ломаного ребра через одну совмещены с серединами боковых ребер, причем три другие вершины ломаного ребра соединены радиальными внутренними ребрами с серединами соответствующих близлежащих угловых ребер, а также парами наклонных внутренних ребер с близлежащими кромками обоих треугольных оснований.