L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
Купол составной
| Название | Купол составной |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Коротич Андрей Владимирович |
| Вид объекта патентного права | Полезная модель |
| Регистрационный номер | 229696 |
| Дата регистрации | 21.10.2024 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) |
| Область применения (класс МПК) | E04B 7/10 (2006.01) |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
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. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение общей и местной жесткости купольной оболочки, а также сокращение типоразмеров составляющих элементов и увеличение подкупольного объема за счет введения во внутреннюю структуру каждого шестиугольного элемента дополнительной выпуклой центральной складки и двух дугоообразных ребер жесткости. Технический результат достигается за счет того, что в куполе составном, включающем кольцевые ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов с прямыми кромками, где каждый из шестиугольных элементов содержит линейчатые оболочки в виде четырехугольных отсеков линейчатой поверхности, и у каждого элемента две равные противолежащие боковые кромки выполнены вертикальными, а пары других равных кромок образуют горизонтальные Л-образные выпуклый и вогнутый контурные участки зигзагообразных многоугольных кольцевых оснований яруса, расположенные по разные стороны от плоскости боковых вертикальных кромок; при этом линейчатые оболочки каждого шестиугольного элемента состыкованы по кромкам с образованием пары одинаковых внутренних ребер, исходящих из центральной вершины верхнего Л-образного контурного участка к серединам кромок противолежащего нижнего Л-образного контурного участка, каждый шестиугольный элемент снабжен дополнительным центральным Г-образным ребром, крайние вершины которого совмещены с центральными вершинами противолежащих Л-образных контурных участков; при этом одинаковые внутренние ребра каждого шестиугольного элемента выполнены в виде плоских дуг, а составляющие каждый шестиугольный элемент линейчатые оболочки выполнены в виде двух пар зеркально равных отсеков коноида.
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 перечня аналогичных технических решений известно составное купольное покрытие, имеющее многоугольный контур основания и образованное однотипными пирамидальными складчатыми элементами из треугольных панелей (авт.св. СССР №185039, Складчатое покрытие; МКИ Е04В 7/10; 1966).
Недостаток данного технического решения, препятствующий 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 (Трущев А.Г. Формообразование и конструирование пространственных покрытий в архитектурном проектировании: Учеб. пособие. - М.: Изд. МАРХИ, 1987. - рис. 2.5 -а; стр. 58). 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 кольцевые ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов, каждый из которых содержит 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; при этом три гиперболические оболочки каждого шестиугольного элемента состыкованы по кромкам с образованием двух внутренних ребер, исходящих из центральной вершины верхнего Л-образного контурного участка к серединам кромок противолежащего нижнего Л-образного контурного участка яруса (патент РФ №117947; Купол составной; МКИ Е04В 7/10; 2012).
Недостатками данного технического решения, препятствующими получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, следует считать малую местную жесткость центральной зоны шестиугольных элементов, а также разнотипность составляющих гиперболических оболочек и малый подкупольный объем.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является увеличение общей и местной жесткости купольной оболочки, а также сокращение типоразмеров составляющих элементов и увеличение подкупольного объема.
Данная задача решается за счет того, что в куполе составном, включающем кольцевые ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов с прямыми кромками, где каждый из шестиугольных элементов содержит линейчатые оболочки в виде четырехугольных отсеков линейчатой поверхности, и у каждого элемента две равные противолежащие боковые кромки выполнены вертикальными, а пары других равных кромок образуют горизонтальные Л-образные выпуклый и вогнутый контурные участки зигзагообразных многоугольных кольцевых оснований яруса, расположенные по разные стороны от плоскости боковых вертикальных кромок; при этом линейчатые оболочки каждого шестиугольного элемента состыкованы по кромкам с образованием пары одинаковых внутренних ребер, исходящих из центральной вершины верхнего Л-образного контурного участка к серединам кромок противолежащего нижнего Л-образного контурного участка, каждый шестиугольный элемент снабжен дополнительным центральным Г-образным ребром, крайние вершины которого совмещены с центральными вершинами противолежащих Л-образных контурных участков; при этом одинаковые внутренние ребра каждого шестиугольного элемента выполнены в виде плоских дуг, а составляющие каждый шестиугольный элемент линейчатые оболочки выполнены в виде двух пар зеркально равных отсеков коноида.
В куполе составном нижний опорный ярус может быть образован доборными пятиугольными пространственными элементами из состыкованных по дугообразным ребрам зеркально равных коноидальных оболочек, нижние кромки которых выполнены коллинеарными и образуют прямолинейные стороны правильного многоугольного основания.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение общей и местной жесткости купольной оболочки, а также сокращение типоразмеров составляющих элементов и увеличение подкупольного объема за счет введения во внутреннюю структуру каждого шестиугольного элемента дополнительной выпуклой центральной складки и двух дугоообразных ребер жесткости.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид купола составного, имеющего зигзагообразный опорный контур (показана 1/3 оболочки).
На фиг. 2 изображен общий вид основного шестиугольного пространственного элемента купола составного.
На фиг. 3 изображен общий вид купола составного, имеющего правильный треугольный контур нижнего опорного кольцевого яруса, включающего доборные пятиугольные элементы с коллинеарными кромками (показана 1/3 оболочки).
Купол составной включает кольцевые ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов 1 с прямыми кромками. Каждый шестиугольный элемент 1 содержит линейчатые оболочки 2 в виде четырехугольных отсеков линейчатой поверхности. У каждого шестиугольного элемента 1 две равные противолежащие боковые кромки 3 выполнены вертикальными, а пары других равных кромок 4 образуют горизонтальные Л-образные выпуклый и вогнутый контурные участки зигзагообразных многоугольных кольцевых оснований яруса, расположенные по разные стороны от плоскости боковых вертикальных кромок 3. При этом линейчатые оболочки 2 каждого шестиугольного элемента 1 состыкованы по кромкам с образованием пары одинаковых внутренних ребер 5, исходящих из центральной вершины 6 верхнего Л-образного контурного участка к серединам кромок 4 противолежащего нижнего Л-образного контурного участка. Каждый шестиугольный элемент 1 снабжен дополнительным центральным Г-образным ребром 7, крайние вершины которого совмещены с центральными вершинами 6 противолежащих Л-образных контурных участков; при этом одинаковые внутренние ребра 5 каждого шестиугольного элемента 1 выполнены в виде плоских дуг, а составляющие каждый шестиугольный элемент 1 линейчатые оболочки 2 выполнены в виде двух пар зеркально равных отсеков коноида.
В куполе составном нижний опорный ярус может быть образован доборными пятиугольными пространственными элементами 8 из состыкованных по дугообразным ребрам зеркально равных коноидальных оболочек 9, нижние кромки 10 которых выполнены коллинеарными и образуют прямолинейные стороны правильного многоугольного основания.
Коноидальные оболочки 2 основных шестиугольных элементов 1, а также коноидальные оболочки 9 доборных пятиугольных элементов 8 купола составного изготавливаются, например, из железобетона и соединяются друг с другом по выпускам арматуры сваркой с последующим бетонированием стыков.
Формула полезной модели
1. Купол составной, включающий кольцевые ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов с прямыми кромками, где каждый из шестиугольных элементов содержит линейчатые оболочки в виде четырехугольных отсеков линейчатой поверхности, и у каждого элемента две равные противолежащие боковые кромки выполнены вертикальными, а пары других равных кромок образуют горизонтальные Л-образные выпуклый и вогнутый контурные участки зигзагообразных многоугольных кольцевых оснований яруса, расположенные по разные стороны от плоскости боковых вертикальных кромок, при этом линейчатые оболочки каждого шестиугольного элемента состыкованы по кромкам с образованием пары одинаковых внутренних ребер, исходящих из центральной вершины верхнего Л-образного контурного участка к серединам кромок противолежащего нижнего Л-образного контурного участка, отличающийся тем, что каждый шестиугольный элемент снабжен дополнительным центральным Г-образным ребром, крайние вершины которого совмещены с центральными вершинами противолежащих Л-образных контурных участков, при этом одинаковые внутренние ребра каждого шестиугольного элемента выполнены в виде плоских дуг, а составляющие каждый шестиугольный элемент линейчатые оболочки выполнены в виде двух пар зеркально равных отсеков коноида.
2. Купол составной по п. 1, отличающийся тем, что его нижний опорный ярус образован доборными пятиугольными пространственными элементами из состыкованных по дугообразным ребрам зеркально равных коноидальных оболочек, нижние кромки которых выполнены коллинеарными и образуют прямолинейные стороны правильного многоугольного основания.
Медаль Альфреда Нобеля