Способ возведения купола над водоемом
СО!1Е ТСКИХ сац>1/,(1! 1стических
РГ:СГ1УВЛ>, !К
»!
ОО
Ъ
О
1 (3> —.РТС>! (,!".>(ЛУ СЗИДЕТЕЛЬ!".. (Ву,2, ); 328 31 З /33 !.:.. } 24. (;!5,0б
4r Г>1 () (!if> 0 > Е!Ог> (ф 2 (/д) L,С. >>И>10, пад00 (. .;il Огт«!". N Трастель Р, Пневматические с; (>си ельные ко:!струкции. M.: Си, 1967, f .Ë;13:10 l-!. Нау<а 0 л>-,>, е. M.: (!f p, f908
< (!i l) СI!OI. Dh ВОЗ>ЗЕг!,Е>-!И> !КУПОЛА НАД !
:1: 1 !1,! >>1Ь = Г>I!И"-,. !< ÏÎË ВЫПОЛНЕ!! ИЗ ЛЬДа
1:,спо>1:,эо ать р как време>!>1ый
С !!,;1 Л . . iL!!>!i<: ll >.П.. 1 TGI<)KO Н КаЧССТНЕ с э I ffr::ë,:>:;" .; .,-здания купала; з дерева, ..:-. !;> 1.;:. Гкелезсбетсна и T.ö. л, ущ 100TI. иоИзоб! .:. е>!и.- атно..ится к области стра,;;: льетfl;!: мОжет пр 1еня1ься для устрОЙсгi>э н(>е"!» Ill!x у><рытий, складов, хл. ладиль!!икон, катков, газохранилищ и т.п.
Цель изобретения — снижение стоимости строительства путем использования формана!>ия льда давлением воздуха.
На >>иг. ". Г>ринедена схема возводимого купала; фи.. 2 пояcifÿет выf>ëàäêè.
Способ осн хван на снаистве льда плас; .: i г= с к! ; э Р ф 0 (э v и р О Б 3 T ь с я и 0 /1 н а г 0>f 3 к О и и ."-.:.;<Лю:.,;; — ся 8 нак-.- ивании воздуха под апре:. елен; >f > данление.".. f>îä ледяной покров за ;1.—:г>з>чего водоема 1. Пад действием назд, цнай:!агр зки ледяная пластин;. 2 праги>>, е, 0!1 овсах и !>ри>>имает форм} б е мал>е!1т! Ой оболочки.
П;>-реб>-.ае для возведения купола данн-:;:.:= 00=, 1, .;;ха определяется условием воз;. х!-;Г е! и:", . 0z0ri0чке напряжений,, Я3 „, 1819961 Al бретения: способ возведения купола над водоемам, включающий накачивание между размещенным нэ поверхности воды слоем твердеющего материала и поверхностью воды газа под давлением, причем в качестве слоя твердеющего материала использован ледяной покров замерзшего водоема. При этом воздух накачинагтся под давлением
4 !1! !.> тех " Рфорлг (---- — — —, + 1 } д
S/ f. + t> где S — площадь куг ала в плане; h — высота к пала; > удел>>!ыЙ вес льда; д толщина ледя нага Гlакрова водоема; От 1, I0p мальное напряжение, вызынак>е>ее текучесть льда, 2 з.п. ф-лы, 2 ил, Сила, с которой воздух действует на круглу>о пластину
Yp-= APE!: R . (1)
Здесь Ь р — давление воздуха под пластиной, избыточное по отношению к атмосферному; R — радиус пластины, По периметру оболочки возникает погонное радиальное натяжение T. Суммарная вертикальная состанля!ощая этого натяжения тт= т Р (з!и Ь Р1 где p> — краевой угол наклона касательной к линии меридианального сечения 0borî>ки (фиг. 1).
Условие раннонесия оболач «
Yp YT G= О.
Здесь
G= ) д л 8 — нес обо 10 - ки, (4)
) — удельный нес льда, « — !la«;>nf,>fw толщина оболочки, Подставив (1), (2), (4) н (3), г>олучим:
1819961
Д р2Тэ1пуь/R + д (б)
Нормальные напряжения в оболочке по ее периметру будут
o Т/д откуда . . Т- од.. (6)
Подставив (6) в (5), получим
Ьр =(2оз!п ъ/В+у)д .. P)
Чтобы лед "потек", надо. нагрузить его так, чтобы в нем развились нормальные наи РЯжениЯ В ек *-(1-5) кгс/смг.
Подставив .в (7) 0 =.агтрк, получим следующую формулу для формовочного давления, которое неОбходимо поддзрживать под куполом эо время: его возведения .
А Рффи - PОтекl +r)д°, (8) где а--R/sin po
Форму оболочки с достаточной точностью можно считзть сферйческой, Тогда, согласно фиг. 2, cP: йг+(й -h), откуда а -(Я +И )/2b. Подставив это в выражение (8), исключим из него у, введя прогиб (высоту) оболочки h:
Ь PpopMQ4h %ек /(R +h )+ÓIä . (9)
Эту форму легко обобщить на случай оболочки произвольной формы в плане (эллиптической, квадратн ). Для этого в (9) достаточно положить и -S/ ж, где 8 — площадь оболочки в плане:
Д Р >орм=(4 %ек /(3/ ж +h )+ ) ) д. (10)
Меньшее давление не обеспечивает пластических деформаций, а большее может привести к хрупкому разрушению льда.
После возведения купола под ним под.держивается эксплуатационное давление .Ь Рэксп, уравновешивающее вес. оболочки:
Л Р ся уд. Чтобы ледяная пластина была не монокристаллический; а поликристаллической и обладала текучестью во всех направлениях, в водоем перел замерзанием в нем воды может быть- добавлен снег или
: мелко битый лед, 8 этой случае деформации ледяной оболочки значительно возрастают . (за счет подвижки льда во всех нзпрввлениix) и купол можно возвести большей высоты и за меньшее время, чем без добавления в воду снега и льда.
flocne возведения купола вода из водоема либо откачивается, либо снова покрываб ется ледяной коркой, образующей ледяной пол сооружения.
Возведенный купол для надежности мо.жет быть упрочен арматурой, Например, к нему можно приморозить металлическую
10 сетку или деревянные планки.
Если засыпать купол древесной стружкой, его можно сохранить и на лето как хо.. лодильник.
Формула изобретерия
15 . 1. Способ возведения купола над водоемом, включающий накачивание между размещенным на поверхности воды слоем твердеющего-материала и поверхностью воды таза под давлением до образования не20 обходимой высоты оболочки, о т л и ч а ющ и й.с я тем, что, с целью увеличения эксплуатационных возможностей за счет увеличения перекрываемой площади и использования природного материала, в качестве слоя твердеющего материала использован ледяной покров замерзшего водоема, при этом воздух накачивают под давлением
30 ДPeop"=(г +8д
4 1%ек
+,г где S — площадь купола в плане; . h — - высота купола; у- удельный вес льда; д — толщина ледяного покрова водоема: .д е — нормальное напряжение, вызывающее текучесть льда.
2. Сйособ по п.1, о тл и ч а ю щи и с я
40 тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик зз счет увеличения текучести льда, в воду перед ее замерзанием добавляют снег или битый лед.
3; Способ по п.2 или 3, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрочнения купола, после его возведения на него намораживают арматуру.
1819961
Составитель Е. Виноградова
Техред М.Моргентал Корректор Л. Ливринц
Редактор С. Кулакова
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2010 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
