Купол звездчатый

Название	Купол звездчатый
Разработчик (Авторы)	Коротич Андрей Владимирович
Вид объекта патентного права	Полезная модель
Регистрационный номер	235825
Дата регистрации	16.07.2025
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) E04B 1/32 (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.

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 заявляемая полезная модель, является снижение трудоемкости монтажа купола звездчатого, а также увеличение его полезного внутреннего объема и общей жесткости.

Данная задача решается за счет того, что в куполе звездчатом, выполненном в виде замкнутого многолучевого 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 и пять аналогичных смежных линейчатых ромбовидных оболочек, а в другой паре противолежащих вершин - по четыре ромбовидные оболочки; при этом соответствующие группы однотипных вершин расположены на поверхностях описанной и вписанных концентрических сфер; причем полную поверхность купола составляют шестьдесят линейчатых ромбовидных оболочек.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является снижение трудоемкости монтажа купола звездчатого, а также увеличение его полезного внутреннего объема и общей жесткости путем уменьшения габаритов составляющих оболочек, увеличения их общего количества и кривизны.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На фиг. 1-2 изображен общий вид купола звездчатого с вынесенной ромбовидной линейчатой оболочкой, где соответствующие группы однотипных вершин расположены на поверхностях описанной и вписанных концентрических сфер в различных вариантах.

Купол звездчатый выполнен в виде замкнутого многолучевого 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 и 3 состыкованы по три и пять аналогичных смежных линейчатых ромбовидных оболочек 1, а в другой паре противолежащих вершин 4- по четыре ромбовидные оболочки 1; при этом соответствующие группы однотипных вершин 2, 3 и 4 расположены на поверхностях описанной и вписанных концентрических сфер; причем полную поверхность купола составляют шестьдесят линейчатых ромбовидных оболочек 1.

Выполнение замкнутого центрического объема купола из 60 одинаковых оболочек 1 позволяет существенно уменьшить их габариты по сравнению с прототипом, а, следовательно, снизить трудоемкость монтажа крупноразмерных конструкций. Ромбовидные линейчатые оболочки 1 купола звездчатого 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 увеличение полезного внутреннего объема сооружения.

Формула полезной модели

Купол звездчатый, выполненный в виде замкнутого многолучевого 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 и пять аналогичных смежных линейчатых ромбовидных оболочек, а в другой паре противолежащих вершин - по четыре ромбовидные оболочки; при этом соответствующие группы однотипных вершин расположены на поверхностях описанной и вписанных концентрических сфер; причем полную поверхность купола составляют шестьдесят линейчатых ромбовидных оболочек.

Изобретение "Купол звездчатый" (Коротич Андрей Владимирович) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога