L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
Купол двухъярусный
| Название | Купол двухъярусный |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Коротич Андрей Владимирович |
| Вид объекта патентного права | Полезная модель |
| Регистрационный номер | 234551 |
| 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 7/08 (2006.01) |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Полезная модель относится к области строительства, а именно к тонкостенным пространственным строительным конструкциям, используемым в качестве автономных куполообразных покрытий, а также тонкостенных модулей составных пространственных структур плоскостной, сводчатой, куполообразной и сложной форм, имеющих различное назначение. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение внутреннего объема купола, а также повышение его местной жесткости в краевых зонах. Данная задача решается за счет того, что в куполе двухъярусном, включающем четырехугольные линейчатые оболочки с прямолинейным контуром, состыкованные по кромкам с образованием оболочками верхнего яруса центральной осевой вершины, основания обоих ярусов расположены в параллельных плоскостях и выполнены в виде соосных правильных многоугольников, а все вершины основания верхнего яруса соединены с основанием нижнего яруса одинаковыми вертикальными ребрами; при этом центральная осевая вершина купола соединена пучком одинаковых радиальных ребер с серединами сторон основания верхнего яруса, каждая из которых, в свою очередь, соединена парой ребер с близлежащими участками основания нижнего яруса.
Полезная модель относится к области строительства, а именно к тонкостенным пространственным строительным конструкциям, используемым в качестве автономных куполообразных покрытий, а также тонкостенных модулей составных пространственных структур плоскостной, сводчатой, куполообразной и сложной форм, имеющих различное назначение.
Из существующего уровня техники известен зеркально симметричный куполообразный составной модуль, используемый в качестве покрытий зданий и сооружений, образованный разнотипными четырехугольными гиперболическими оболочками, состыкованными по полигональным ребрам, соединяющим стороны плоского прямоугольного/квадратного опорного контура в ортогональных контурным кромкам направлениях (авт. св. СССР № 747954, Е04В 7/08, 1980). К недостаткам известного решения можно отнести невысокую жесткость составной оболочки в контурных зонах и малый подкупольный объем.
Также известен двухъярусный железобетонный купол на квадратном опорном контуре, включающий вертикальные трапецеидальные грани нижнего яруса, очерчивающие квадратное основание купола, между которыми размещены угловые треугольные грани; при этом нижний ярус соединен по ребрам в верхним пирамидальным ярусом из однотипных треугольных граней, сходящихся в центральной осевой вершине (авт. св. СССР № 1063956, Е04В 7/10, 1983). К недостаткам решения следует отнести плоскогранность элементов купола, обусловливающую их повышенную деформативность при изгибающих нагрузках.
Известен строительный элемент куполообразного очертания на плоском многоугольном опорном контуре, составленный из четырехугольных граней (заявка Великобритании № 1513781, Е04В 1/32, 1978). Недостаток данного решения деформативность плоских граней при значительных размерах купола.
Известен строительный модуль типа купола, имеющий плоский многоугольный контур основания и включающий четырехугольные гиперболические оболочки, состыкованные покромкам с образованием центральной осевой вершины (патент США № 2891491, кл. 108-1, 1959). Недостаток решения в большой деформативности/кинематической подвижности общей структуры купола.
Наиболее близкой по технической сущности к полезной модели является купол, имеющий прямоугольный плоский опорный контур и включающий гиперболические четырехугольные оболочки, состыкованные по полигональным ребрам, ориентированным диагонально по отношению к контуру; при этом оболочки верхнего яруса состыкованы в центральной осевой вершине конструкции (патент США № 3916589, кл. 52-81, Е04В 1/32, 7/08, 1973). К недостаткам известного решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается заявляемой полезной моделью, следует отнести малый подкупольный объем и невысокую местную жесткость структуры купола в его краевых зонах.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является увеличение внутреннего объема купола, а также повышение его местной жесткости в краевых зонах.
Данная задача решается за счет того, что в куполе двухъярусном, включающем четырехугольные линейчатые оболочки с прямолинейным контуром, состыкованные по кромкам с образованием оболочками верхнего яруса центральной осевой вершины, основания обоих ярусов расположены в параллельных плоскостях и выполнены в виде соосных правильных многоугольников, а все вершины основания верхнего яруса соединены с основанием нижнего яруса одинаковыми вертикальными ребрами; при этом центральная осевая вершина купола соединена пучком одинаковых радиальных ребер с серединами сторон основания верхнего яруса, каждая из которых, в свою очередь, соединена парой ребер с близлежащими участками основания нижнего яруса.
В куполе двухъярусном все вершины основания верхнего яруса могут быть соединены одинаковыми вертикальными ребрами с серединами сторон основания нижнего яруса.
В куполе двухъярусном все вершины основания верхнего яруса могут быть соединены одинаковыми вертикальными ребрами с вершинами основания нижнего яруса через одну.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение внутреннего объема купола, а также повышение его местной жесткости в краевых зонах.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид купола двухъярусного с треугольным опорным контуром и треугольным основанием верхнего яруса и вид купола сверху.
На фиг. 2 изображен общий вид купола двухъярусного с квадратным опорным контуром и квадратным основанием верхнего яруса и вид купола сверху.
На фиг. 3 изображен общий вид купола двухъярусного с шестиугольным опорным контуром и треугольным основанием верхнего яруса и вид купола сверху.
На фиг. 4 изображен общий вид купола двухъярусного с восьмиугольным опорным контуром и квадратным основанием верхнего яруса и вид купола сверху.
Купол двухъярусный включает четырехугольные линейчатые оболочки 1, 2, 3 с прямолинейным контуром, состыкованные по кромкам с образованием оболочками 3 верхнего яруса центральной осевой вершины 4.
Основания 5, 6 обоих ярусов расположены в параллельных плоскостях и выполнены в виде соосных правильных многоугольников, а все вершины 7 основания 5 верхнего яруса соединены с основанием 6 нижнего яруса одинаковыми вертикальными ребрами 8.
При этом центральная осевая вершина 4 купола соединена пучком одинаковых радиальных ребер 9 с серединами 10 сторон основания 5 верхнего яруса, каждая из которых, в свою очередь, соединена парой ребер 11 с близлежащими участками основания 6 нижнего яруса.
В куполе двухъярусном все вершины 7 основания 5 верхнего яруса соединены одинаковыми вертикальными ребрами 8 с серединами 12 сторон основания 6 нижнего яруса.
В куполе двухъярусном все вершины 7 основания 5 верхнего яруса соединены одинаковыми вертикальными ребрами 8 с вершинами 13 основания 6 нижнего яруса через одну.
Линейчатые оболочки 1 купола двухъярусного изготавливаются, например, из железобетона и соединяются друг с другом по выпускам арматуры сваркой.
Правильные многоугольники оснований 5,6 обоих ярусов купола двухъярусного могут быть выполнены однотипными (например, треугольными или квадратными), либо разнотипными, где нижнее основание 6 имеет вдвое большее число сторон, чем верхнее основание 5.
Составная структура купола двухъярусного позволяет получить дополнительные выступающие объемы вдоль опорного многоугольного контура путем соединения оснований 5,6 обоих ярусов вертикальными ребрами 8, что, в свою очередь, обеспечивает получение дополнительного внутрикупольного объема и повышение краевой жесткости всей составной конструкции купола вдоль его контура.
Формула полезной модели
1. Купол двухъярусный, включающий четырехугольные линейчатые оболочки с прямолинейным контуром, состыкованные по кромкам с образованием оболочками верхнего яруса центральной осевой вершины, отличающийся тем, что основания обоих ярусов расположены в параллельных плоскостях и выполнены в виде соосных правильных многоугольников, а все вершины основания верхнего яруса соединены с основанием нижнего яруса одинаковыми вертикальными ребрами, при этом центральная осевая вершина купола соединена пучком одинаковых радиальных ребер с серединами сторон основания верхнего яруса, каждая из которых, в свою очередь, соединена парой ребер с близлежащими участками основания нижнего яруса.
2. Купол двухъярусный по п. 1, отличающийся тем, что все вершины основания верхнего яруса соединены одинаковыми вертикальными ребрами с серединами сторон основания нижнего яруса.
3. Купол двухъярусный по п. 1, отличающийся тем, что все вершины основания верхнего яруса соединены одинаковыми вертикальными ребрами с вершинами основания нижнего яруса через одну.
Медаль Альфреда Нобеля