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 | 234549 |
| Дата регистрации | 02.06.2025 |
| 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 снижение трудоемкости монтажа купола звездчатого, а также увеличение его полезного внутреннего объема и повышение общей жесткости путем уменьшения габаритов составляющих оболочек, увеличения их общего количества и кривизны. Данный технический результат достигается за счет того, что в куполе составном, выполненном в виде замкнутого центрического объема и образованном состыкованными по прямолинейным кромкам одинаковыми четырехугольными линейчатыми оболочками отрицательной гауссовой кривизны, имеющими равносторонний ромбовидный контур, у каждой ромбовидной линейчатой оболочки в одной паре противолежащих вершин состыкованы по три аналогичных смежных линейчатых ромбовидных оболочки, а в другой паре противолежащих вершин - по пять аналогичных линейчатых оболочек; при этом соответствующие вершины купола расположены на поверхности концентрических сфер; причем полную поверхность купола составляют тридцать линейчатых ромбовидных оболочек.
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, состоящее их четырехугольных линейчатых оболочек нескольких типов, соединенных по кромкам (патент США №3349525, кл. 52-80, 1967). Недостаток данного технического решения, препятствующий получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, заключается в расширенной типологической номенклатуре оболочек, образующих купольную поверхность.
Известно составное купольное покрытие, образованное разнотипными ромбовидными гиперболическими оболочками, состыкованными кольцевыми ярусами, уменьшающимися от основания к вершине купола (Трущев А.Г. Формообразование и конструирование пространственных покрытий в архитектурном проектировании: Учеб. пособие. - М.: Изд. МАРХИ, 1987. - стр. 59, рис. 2.6-б). К недостаткам известного решения следует отнести разнотипность элементов, составляющих смежные складчатые ярусы.
Известно куполообразное сооружение, имеющее многолучевую замкнутую центрическую структуру и состоящее из плоскогранных разнотипных пирамидальных лучей, соединенных в многогранный объем (проект звездчатого мегасооружения «Superstar», Китай: источник информации - журнал «Высотные здания» / Tall Buildings, №1 (февраль-март), 2009, стр. 16-17). К недостаткам известного решения следует отнести малую местную жесткость плоскогранных пирамидальных лучей, их разнотипность и малый полезный внутренний объем.
Также известно составное купольное покрытие, включающее состыкованные друг с другом основные равносторонние шестиугольные пространственные элементы, каждый из которых содержит по три четырехугольные оболочки в виде отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками (патент США №3354591; кл. 52-81, 1967). Недостатками данного технического решения, препятствующими получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, следует считать невозможность образования купольной поверхности (в том числе замкнутой в непрерывный объем) только лишь на основе предложенных шестиугольных элементов из однотипных гиперболических оболочек, а также повышенную трудоемкость монтажа купола - в множестве вершин на его поверхности стыкуется по шесть гиперболических оболочек.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является куполообразный модуль, составленный из однотипных четырехугольных гиперболических оболочек с ромбовидным контуром, состыкованных по кромкам с образованием замкнутого центрического объема (патент США №3727356, кл.52-81, МКИ Е04В 1/32, 1973). К недостаткам известного решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, следует отнести малое число составляющих оболочек модуля в пределах его замкнутой центрической поверхности, что существенно усложняет монтаж крупногабаритных сооружений, а также малый полезный внутренний объем и низкую жесткость вследствие малой кривизны гиперболических оболочек.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является снижение трудоемкости монтажа купола звездчатого, а также увеличение его полезного внутреннего объема и повышение общей жесткости.
Данная задача решается за счет того, что в куполе составном, выполненном в виде замкнутого центрического объема и образованном состыкованными по прямолинейным кромкам одинаковыми четырехугольными линейчатыми оболочками отрицательной гауссовой кривизны, имеющими равносторонний ромбовидный контур, у каждой ромбовидной линейчатой оболочки в одной паре противолежащих вершин состыкованы по три аналогичных смежных линейчатых ромбовидных оболочки, а в другой паре противолежащих вершин - по пять аналогичных линейчатых оболочек; при этом соответствующие вершины купола расположены на поверхности концентрических сфер; причем полную поверхность купола составляют тридцать линейчатых ромбовидных оболочек.
В куполе составном все вершины составляющих линейчатых ромбовидных оболочек могут быть расположены на поверхности описанной сферы; при этом купол имеет сферообразное полигональное очертание.
В куполе составном соответствующие группы однотипных вершин составляющих линейчатых ромбовидных оболочек могут быть расположены на поверхностях описанной и вписанной концентрических сфер; при этом купол имеет звездчатое многолучевое очертание.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является снижение трудоемкости монтажа купола звездчатого, а также увеличение его полезного внутреннего объема и повышение общей жесткости путем уменьшения габаритов составляющих оболочек, увеличения их общего количества и кривизны.
Сущность полезной модели поясняется фигурами.
На фиг. 1 изображен общий вид купола составного с вынесенной линейчатой ромбовидной оболочкой, где все вершины составляющих оболочек расположены на поверхности описанной сферы; при этом купол имеет сферообразное полигональное очертание.
На фиг. 2, 3 изображен общий вид купола составного с вынесенной линейчатой ромбовидной оболочкой, где соответствующие группы однотипных вершин составляющих оболочек могут быть расположены на поверхностях описанной и вписанной концентрических сфер в различных вариантах; при этом купол имеет звездчатое многолучевое очертание.
Купол составной выполнен в виде замкнутого центрического объема и образован состыкованными по прямолинейным кромкам одинаковыми четырехугольными линейчатыми оболочками 1 отрицательной гауссовой кривизны, имеющими равносторонний ромбовидный контур. У каждой ромбовидной линейчатой оболочки 1 в одной паре противолежащих вершин 2 состыкованы по три аналогичных смежных линейчатых ромбовидных оболочки 1, а в другой паре противолежащих вершин 3 - по пять аналогичных линейчатых оболочек 1; при этом соответствующие вершины 2 и 3 купола расположены на поверхности концентрических сфер; причем полную поверхность купола составляют тридцать линейчатых ромбовидных оболочек 1.
В куполе составном все вершины 2 и 3 составляющих линейчатых ромбовидных оболочек 1 расположены на поверхности описанной сферы; при этом купол имеет сферообразное полигональное очертание.
В куполе составном соответствующие группы однотипных вершин 2 и 3 составляющих линейчатых ромбовидных оболочек 1 расположены на поверхностях описанной и вписанной концентрических сфер; при этом купол имеет звездчатое многолучевое очертание.
Выполнение замкнутого центрического объема купола из 30 одинаковых оболочек 1 позволяет существенно уменьшить их габариты по сравнению с прототипом, а, следовательно, снизить трудоемкость монтажа крупноразмерных конструкций. Ромбовидные линейчатые оболочки 1 купола составного изготавливаются, например, из железобетона и соединяются друг с другом по выпускам арматуры сваркой с последующим бетонированием стыков. Они имеют значительную кривизну поверхности, что обеспечивает существенно большую общую жесткость центрического многолучевого объема по сравнению с прототипом. Наличие значительного числа лучей заявленной звездчатой центрической структуры обеспечивает существенное увеличение полезного внутреннего объема сооружения.
Формула полезной модели
1. Купол составной, выполненный в виде замкнутого центрического объема и образованный состыкованными по прямолинейным кромкам одинаковыми четырехугольными линейчатыми оболочками отрицательной гауссовой кривизны, имеющими равносторонний ромбовидный контур, отличающийся тем, что у каждой ромбовидной линейчатой оболочки в одной паре противолежащих вершин состыкованы по три аналогичных смежных линейчатых ромбовидных оболочки, а в другой паре противолежащих вершин - по пять аналогичных линейчатых оболочек; при этом соответствующие вершины купола расположены на поверхности концентрических сфер, причем полную поверхность купола составляют тридцать линейчатых ромбовидных оболочек.
2. Купол составной по п. 1, отличающийся тем, что все вершины составляющих линейчатых ромбовидных оболочек расположены на поверхности описанной сферы, при этом купол имеет сферообразное полигональное очертание.
3. Купол составной по п. 1, отличающийся тем, что соответствующие группы однотипных вершин составляющих линейчатых ромбовидных оболочек, расположены на поверхностях описанной и вписанной концентрических сфер, при этом купол имеет звездчатое многолучевое очертание.
Медаль Альфреда Нобеля