L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
Модуль плотнейшей структуры
| Название | Модуль плотнейшей структуры |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Коротич Андрей Владимирович |
| Вид объекта патентного права | Полезная модель |
| Регистрационный номер | 210470 |
| Дата регистрации | 15.04.2022 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) |
| Область применения (класс МПК) | E04B 1/19 (2006.01) E04H 1/02 (2006.01) |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Настоящая полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным конструктивным модулям, используемым в качестве полносборных жилых блоков поселений на труднодоступных территориях и в зонах экстремальных природно-климатических условий, в т.ч. жилых отсеков орбитальных космических многомодульных станций. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение надежности работы модуля при сложном комбинированном нагружении путем увеличения местной жесткости его торцевых участков. Данная задача решается за счет того, что в модуле плотнейшей структуры, имеющем общую конфигурацию замкнутого многогранника, выполненного в виде основного усеченного призматического блока, к которому с противолежащих сторон присоединены два торцевых блока, центральные вершины которых расположены на продольной оси основного призматического блока и ориентированы в противоположные стороны, причем оба торцевых блока образованы одинаковыми четырехугольными элементами, у каждого из которых по две смежные равные прямолинейные кромки являются торцевыми сторонами боковых граней основного призматического блока, а две другие смежные равные прямолинейные кромки состыкованы в центральной вершине соответствующего торцевого блока, элементы обоих торцевых блоков выполнены в виде одинаковых оболочек двоякой кривизны, при этом оболочки одного торцевого блока выполнены перевернутыми относительно оболочек противолежащего торцевого блока.
Настоящая полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным конструктивным модулям, используемым в качестве полносборных жилых блоков поселений на труднодоступных территориях и в зонах экстремальных природно-климатических условий, в т.ч. жилых отсеков орбитальных космических многомодульных станций.
Из существующего перечня аналогичных технических решений известен пространственный модуль, представляющий собой отсек многогранника, составленного из треугольных граней (патент США №4115963; Строительный модуль; Е04В 1/32; 1978). Недостатком данного технического решения является невозможность образовывать разнообразные пространственные составные структуры плотнейшей компоновки на основе этого модуля.
Известна ограждающая конструкция в виде многогранного замкнутого модуля, составленного из равносторонних шестиугольных и пятиугольных граней, а также трапецеидальных пластин, примыкающих к плоскому основанию (заявка ФРГ №2829301; Ограждающая конструкция; Е04В 1/00; 1980). Недостаток данного технического решения аналогичен вышеописанному.
Известна составная структура из многогранных модулей, каждый из которых включает центральную квадратную панель, окруженную четырьмя серединными треугольными гранями, между которыми размещены четыре боковых треугольных пластины, примыкающие к квадратному основанию (патент США №3230673; Модульное здание; кл. 52-79; 1966). Недостатки данного решения - незначительный внутренний объем модуля, а также невозможность образовывать разнообразные пространственные составные структуры плотнейшей компоновки на основе этого модуля.
Известен строительный многогранный модуль, включающий центральные радиальные ромбовидные панели, к которым по контуру присоединены боковые четырехугольные грани, примыкающие к многоугольному основанию (заявка Великобритании №1513781; Строительный элемент; Е04В 1/32; 1978). Недостатком данного технического решения является невозможность образовывать разнообразные пространственные составные структуры плотнейшей компоновки на основе этого модуля.
Также известна многомодульная структура, составленная из выпуклых многогранных модулей, каждый из которых включает центральную пирамиду из трех ромбовидных граней, окруженных шестью боковыми трапецеидальными гранями, установленными на шестиугольное плоское основание (заявка Франции №2414104; Изменяемый архитектурный комплекс; Е04В 1/00, Е04Н 1/00; 1979). Модули способны плотнейшим образом стыковаться на плоской поверхности. Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является малая местная жесткость и деформативность плоскогранных центральных пирамид, что снижает надежность работы модуля при сложном комбинированном нагружении.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является многогранный модуль плотнейшего заполнения пространственных структур, имеющий форму замкнутого многогранника, выполненного в виде основного усеченного призматического блока, имеющего шестиугольное поперечное сечение, боковая поверхность которого состоит из шести симметрично расположенных трапецеидальных граней, к которому с противолежащих сторон присоединены два торцевых пирамидальных блока, вершины которых расположены на продольной оси основного призматического блока и ориентированы в противоположные стороны; причем каждый из пирамидальных блоков образован тремя одинаковыми ромбовидными гранями, у которых по две смежные равные прямолинейные кромки являются торцевыми сторонами боковых граней основного призматического блока, а две другие смежные равные прямолинейные кромки состыкованы в вершине соответствующего торцевого пирамидального блока (Галиулин Р.В. Кристаллографическая геометрия. - М.: Наука, 1984. - с. 48, рис. 24-б).
Недостатком данного решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является малая местная жесткость и деформативность плоскогранных торцевых пирамидальных блоков, что снижает надежность работы модуля при сложном комбинированном нагружении.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности работы модуля при сложном комбинированном нагружении путем увеличения местной жесткости его торцевых участков.
Данная задача решается за счет того, что в модуле плотнейшей структуры, имеющем общую конфигурацию замкнутого многогранника, выполненного в виде основного усеченного призматического блока, к которому с противолежащих сторон присоединены два торцевых блока, центральные вершины которых расположены на продольной оси основного призматического блока и ориентированы в противоположные стороны, причем оба торцевых блока образованы одинаковыми четырехугольными элементами, у каждого из которых по две смежные равные прямолинейные кромки являются торцевыми сторонами боковых граней основного призматического блока, а две другие смежные равные прямолинейные кромки состыкованы в центральной вершине соответствующего торцевого блока, элементы обоих торцевых блоков выполнены в виде одинаковых оболочек двоякой кривизны, при этом оболочки одного торцевого блока выполнены перевернутыми относительно оболочек противолежащего торцевого блока.
В модуле плотнейшей структуры основной усеченный призматический блок может иметь поперечное сечение в виде правильного шестиугольника, при этом каждый из противолежащих торцевых блоков модуля составлен из трех оболочек двоякой кривизны.
В модуле плотнейшей структуры основной усеченный призматический блок может иметь поперечное сечение в виде квадрата, при этом каждый из противолежащих торцевых блоков модуля составлен из четырех оболочек двоякой кривизны.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение надежности работы модуля при сложном комбинированном нагружении путем увеличения местной жесткости его торцевых участков.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид модуля плотнейшей структуры, основной усеченный призматический блок которого имеет поперечное сечение в виде правильного шестиугольника, а также его вид сверху.
На фиг. 2 изображен общий вид модуля плотнейшей структуры, основной усеченный призматический блок которого имеет поперечное сечение в виде правильного шестиугольника, а соответствующие попарно равные кромки оболочек в пределах соответствующих торцевых блоков выполнены компланарными.
На фиг. 3 изображен общий вид модуля плотнейшей структуры, основной усеченный призматический блок которого имеет поперечное сечение в виде квадрата, а также его вид сверху.
На фиг. 4 изображен общий вид модуля плотнейшей структуры, основной усеченный призматический блок которого имеет поперечное сечение в виде квадрата, а соответствующие попарно равные кромки оболочек в пределах соответствующих торцевых блоков выполнены компланарными.
Модуль плотнейшей структуры имеет общую конфигурацию замкнутого многогранника. Данный многогранник выполнен в виде основного усеченного призматического блока 1, к которому с противолежащих сторон присоединены два торцевых блока 2, 3, центральные вершины 4 которых расположены на продольной оси основного призматического блока 1 и ориентированы в противоположные стороны; причем оба торцевых блока 2, 3 образованы одинаковыми четырехугольными оболочками 5 двоякой кривизны, у каждой из которых по две смежные равные прямолинейные кромки 6 являются торцевыми сторонами боковых граней 7 основного призматического блока 1, а две другие смежные равные прямолинейные кромки 8 состыкованы в центральной вершине 4 соответствующего торцевого блока 2, 3. При этом оболочки 5 торцевого блока 2 выполнены перевернутыми относительно аналогичных оболочек 5 противолежащего торцевого блока 3.
В модуле плотнейшей структуры основной усеченный призматический блок 1 может иметь поперечное сечение в виде правильного шестиугольника; при этом каждый из противолежащих торцевых блоков 2, 3 модуля составлен из трех оболочек 5 двоякой кривизны.
В модуле плотнейшей структуры основной усеченный призматический блок 1 может иметь поперечное сечение в виде квадрата; при этом каждый из противолежащих торцевых блоков 2, 3 модуля составлен из четырех оболочек 5 двоякой кривизны.
В частных случаях соответствующие попарно равные кромки 6, 8 оболочек 5 в пределах соответствующих торцевых блоков 2, 3 могут быть выполнены компланарными.
Многогранная оболочка заявляемого модуля плотнейшей структуры выполняется, например, из многослойных композитных материалов с внутренним напененным изолирующим утеплителем. Возможно конструктивное изготовление сборной оболочки модуля из плит типа «сэндвич».
Модули могут в совокупности образовывать объемные многомодульные объекты различной пространственной конфигурации с плотнейшей составной структурой, последовательно присоединяясь друг к другу известными способами.
Заявленная конфигурация и полносборная конструкция модуля могут обеспечивать его полностью автономное, изолированное жизнеобеспечение в качестве объемного компонента составной многомодульной структуры плотнейшей компоновки.
Формула полезной модели
1. Модуль плотнейшей структуры, имеющий общую конфигурацию замкнутого многогранника, выполненного в виде основного усеченного призматического блока, к которому с противолежащих сторон присоединены два торцевых блока, центральные вершины которых расположены на продольной оси основного призматического блока и ориентированы в противоположные стороны, причем оба торцевых блока образованы одинаковыми четырехугольными элементами, у каждого из которых по две смежные равные прямолинейные кромки являются торцевыми сторонами боковых граней основного призматического блока, а две другие смежные равные прямолинейные кромки состыкованы в центральной вершине соответствующего торцевого блока, отличающийся тем, что элементы обоих торцевых блоков выполнены в виде одинаковых оболочек двоякой кривизны, при этом оболочки одного торцевого блока выполнены перевернутыми относительно оболочек противолежащего торцевого блока.
2. Модуль плотнейшей структуры по п. 1, отличающийся тем, что основной усеченный призматический блок имеет поперечное сечение в виде правильного шестиугольника, при этом каждый из противолежащих торцевых блоков модуля составлен из трех оболочек двоякой кривизны.
3. Модуль плотнейшей структуры по п. 1, отличающийся тем, что основной усеченный призматический блок имеет поперечное сечение в виде квадрата, при этом каждый из противолежащих торцевых блоков модуля составлен из четырех оболочек двоякой кривизны.
Медаль Альфреда Нобеля