L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
Плита структурная
| Название | Плита структурная |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Коротич Андрей Владимирович |
| Вид объекта патентного права | Полезная модель |
| Регистрационный номер | 210974 |
| Дата регистрации | 16.05.2022 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ |
| Область применения (класс МПК) | E04B 1/32 (2006.01) |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным структурным плитам, используемым в качестве плоскостных тонкостенных покрытий и ограждений, а также составных пространственных конструкций сводчатой, куполообразной и более сложной конфигурации. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение жесткости плиты структурной и надежности ее работы в серединной зоне конструкции при сложном характере нагружения. Данная задача решается за счет того, что в плите структурной, включающей четырехугольные оболочки двоякой кривизны, очерченные прямолинейными боковыми кромками и соединенные друг с другом по кромкам с образованием противолежащих контурных ячеистых поясов, ячейки которых смещены относительно друг друга, а оболочки расположены в двух состыкованных по ребрам сплошных складчатых слоях; при этом наружные контурные кромки оболочек обоих слоев образуют противолежащие контурные пояса из одинаковых шестиугольных ячеек, смещенных относительно друг друга так, что вершины ячеек обоих поясов через одну попарно соединены нормальными ребрами; при этом центры соседних нормальных ребер попарно соединены диагональными серединными ребрами с образованием треугольных ячеек серединного пояса плиты, а центры каждого диагонального серединного ребра дополнительно соединены внутренними ребрами с обоими контурными поясами, в уровне одного из складчатых слоев в чередующиеся вершины соединения трех ребер смежных шестиугольных ячеек соответствующего пояса через одну установлены по три пары зеркально симметричных оболочек двоякой кривизны с прямыми кромками; причем каждые три пары состыкованы с образованием центрального нормального ребра, исходящего из их общей вершины до уровня серединного пояса плиты, где крайняя вершина центрального нормального ребра соединена тремя радиальными ребрами с центрами близлежащих диагональных ребер серединного пояса плиты; при этом соответствующие треугольные ячейки серединного пояса плиты, расположенные в шахматном порядке, дополнительно подразделены на три четырехугольные ячейки.
Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным структурным плитам, используемым в качестве плоскостных тонкостенных покрытий и ограждений, а также составных пространственных конструкций сводчатой, куполообразной и более сложной конфигурации.
Из существующего перечня аналогичных технических решений известна структурная плита из блоков в виде пирамид с квадратным основанием, составленных из четырех однотипных оболочек формы гиперболического параболоида с прямыми кромками; причем вершины пирамид в плоскости верхнего пояса дополнительно раскреплены стержневыми элементами (Лубо Л.Н., Миронков Б.А. Плиты регулярной пространственной структуры. - Л.: Стройиздат, 1976. - стр. 88, рис. 25в). Недостаток известного решения заключается в малой изгибной жесткости составной конструкции, которая целиком определяется жесткостью раскрепляющих стержневых элементов.
Также известна пластинчатая структурная плита, включающая четырехугольные отсеки гиперболического параболоида, соединенные по боковым наклонным кромкам и раскрепленные по вершинам плоской плитой (а.с. СССР №846685; Пластинчатая структурная плита; Е04С 2/30; 1981). К недостаткам известного решения следует считать низкую общую пространственную жесткость конструкции, которая целиком зависит от жесткости раскрепляющей плоской плиты.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению является плита структурная, включающая четырехугольные оболочки двоякой кривизны, очерченные прямолинейными боковыми кромками и соединенные друг с другом по кромкам с образованием противолежащих контурных ячеистых поясов, ячейки которых смещены относительно друг друга, а оболочки расположены в двух состыкованных по ребрам сплошных складчатых слоях; при этом наружные контурные кромки оболочек обоих складчатых слоев образуют противолежащие контурные пояса из одинаковых шестиугольных ячеек, смещенных относительно друг друга так, что вершины ячеек обоих поясов через одну попарно соединены нормальными ребрами; при этом центры соседних нормальных ребер попарно соединены диагональными серединными ребрами с образованием треугольных ячеек серединного пояса плиты, а центры каждого диагонального серединного ребра дополнительно соединены внутренними ребрами с обоими контурными поясами (пат. РФ №204592; Плита структурная; Е04В 1/32; 2021).
Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является недостаточная жесткость структурной плиты в серединной зоне при сложном характере нагружения, а, следовательно недостаточная надежность работы под действием динамических нагрузок.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение жесткости плиты структурной и надежности ее работы в серединной зоне конструкции при сложном характере нагружения.
Данная задача решается за счет того, что в плите структурной, включающей четырехугольные оболочки двоякой кривизны, очерченные прямолинейными боковыми кромками и соединенные друг с другом по кромкам с образованием противолежащих контурных ячеистых поясов, ячейки которых смещены относительно друг друга, а оболочки расположены в двух состыкованных по ребрам сплошных складчатых слоях; при этом наружные контурные кромки оболочек обоих слоев образуют противолежащие контурные пояса из одинаковых шестиугольных ячеек, смещенных относительно друг друга так, что вершины ячеек обоих поясов через одну попарно соединены нормальными ребрами, при этом центры соседних нормальных ребер попарно соединены диагональными серединными ребрами с образованием треугольных ячеек серединного пояса плиты, а центры каждого диагонального серединного ребра дополнительно соединены внутренними ребрами с обоими контурными поясами, в уровне одного из складчатых слоев в чередующиеся вершины соединения трех ребер смежных шестиугольных ячеек соответствующего пояса через одну установлены по три пары зеркально симметричных оболочек двоякой кривизны с прямыми кромками, причем каждые три пары состыкованы с образованием центрального нормального ребра, исходящего из их общей вершины до уровня серединного пояса плиты, где крайняя вершина центрального нормального ребра соединена тремя радиальными ребрами с центрами близлежащих диагональных ребер серединного пояса плиты, при этом соответствующие треугольные ячейки серединного пояса плиты, расположенные в шахматном порядке, дополнительно подразделены на три четырехугольные ячейки.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение жесткости плиты структурной и надежности ее работы в серединной зоне конструкции при сложном характере нагружения.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена компоновочная схема фрагмента плиты структурной с выделенным геометрическим построением дополнительного подразделения складчатой структуры одного из слоев.
На фиг. 2 изображена компоновочная схема фрагмента плиты структурной с другим расположением внутренних ребер.
Плита структурная включает четырехугольные оболочки 1, 2, 3, 4 двоякой кривизны, очерченные прямолинейными боковыми кромками и соединенные друг с другом по кромкам с образованием непрерывной складчатой поверхности. Оболочки 1, 2, 3, 4 расположены в двух состыкованных по ребрам сплошных складчатых слоях; при этом наружные контурные кромки оболочек обоих слоев образуют противолежащие контурные пояса 5, 6 из одинаковых шестиугольных ячеек, смещенных относительно друг друга так, что вершины шестиугольных ячеек обоих поясов 5, 6 через одну попарно соединены нормальными ребрами 7; при этом центры соседних нормальных ребер 7 попарно соединены диагональными серединными ребрами 8 с образованием треугольных ячеек серединного пояса плиты, а центры каждого диагонального серединного ребра 8 дополнительно соединены внутренними ребрами 9, 10 с обоими контурными поясами 5, 6.
В уровне одного из складчатых слоев в чередующиеся вершины 11 соединения трех ребер смежных шестиугольных ячеек соответствующего пояса 6 через одну установлены по три пары зеркально симметричных оболочек 4 двоякой кривизны с прямыми кромками; причем каждые три пары состыкованы с образованием центрального нормального ребра 12, исходящего из их общей вершины 11 до уровня серединного пояса плиты, где крайняя вершина 13 центрального нормального ребра 12 соединена тремя радиальными ребрами 14 с центрами близлежащих диагональных ребер 8 серединного пояса плиты. При этом соответствующие треугольные ячейки серединного пояса плиты, расположенные в шахматном порядке, дополнительно подразделены на три четырехугольные ячейки.
В плоскостных структурных плитах и пространственных структурах сводчатой, куполообразной и более сложной конфигурации ячейки сети одного либо обоих контурных поясов могут закрываться плоскими многоугольными панелями соответствующего очертания.
Оболочки 1, 2, 3, 4 плиты структурной выполняются в виде отсеков поверхностей двоякой гауссовой кривизны и изготавливаются, например, из железобетона, стыкуются друг с другом прямолинейными контурными кромками и соединяются по выпускам арматуры сваркой.
Формула полезной модели
Плита структурная, включающая четырехугольные оболочки двоякой кривизны, очерченные прямолинейными боковыми кромками и соединенные друг с другом по кромкам с образованием противолежащих контурных ячеистых поясов, ячейки которых смещены относительно друг друга, а оболочки расположены в двух состыкованных по ребрам сплошных складчатых слоях; при этом наружные контурные кромки оболочек обоих слоев образуют противолежащие контурные пояса из одинаковых шестиугольных ячеек, смещенных относительно друг друга так, что вершины ячеек обоих поясов через одну попарно соединены нормальными ребрами, при этом центры соседних нормальных ребер попарно соединены диагональными серединными ребрами с образованием треугольных ячеек серединного пояса плиты, а центры каждого диагонального серединного ребра дополнительно соединены внутренними ребрами с обоими контурными поясами, отличающаяся тем, что в уровне одного из складчатых слоев в чередующиеся вершины соединения трех ребер смежных шестиугольных ячеек соответствующего пояса через одну установлены по три пары зеркально симметричных оболочек двоякой кривизны с прямыми кромками, причем каждые три пары состыкованы с образованием центрального нормального ребра, исходящего из их общей вершины до уровня серединного пояса плиты, где крайняя вершина центрального нормального ребра соединена тремя радиальными ребрами с центрами близлежащих диагональных ребер серединного пояса плиты, при этом соответствующие треугольные ячейки серединного пояса плиты, расположенные в шахматном порядке, дополнительно подразделены на три четырехугольные ячейки.
Медаль Альфреда Нобеля