Конструкция сводчатых, складчатых, сферических и тому подобных строительных оболочек

Конструкция сводчатых, складчатых, сферических и тому подобных строительных оболочек

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 37 а, б

X 50810

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Зарегиетрировано в Государса!вечно.! бюро noc.ieдующей регистраяии изобретений ари l оеилане СССР. В. г!. ГOPIIOB.

Конструкция сводчатых, ск!адчаых,сферцческих и тому

)-)одо оч » х стро.,)туг!т )ь)х ооодоч .

Заявлено "9 яа;i )933 года за М )9 :.3).

Опубликовано, Ы апреля )937 го.,i.

За T-ioñëåäHåå время строительная практика обсгатилгсь новыми типами конструкций, так называемыми ооолочками — сводчатыми, складчатыми

T. и., оь пслг!яшмы ми, как и ° а !.: О, жел =зссетсна, н0 железсбе; ояные обо io»ки имеют следующие яедсста-,ки: большой сосстзенный (г поэтому ограничение пролетов,, — 1. боль вгя стси,00TI за счет сложности производства работ (опалубка, моя."г-и. арматуры, бетонирование); недсс-.гтсчная поперечная жесткость Toi.!(07 плиты, в которой к тому же практически трудно расположить поперечяую арматуру.

Эти недостатки могут быть устранены при в!япслнении оболочек из металла в том случае, если будет выбрана рациональная конструкция оболочек. Описываемым изобретением имеется в виду получить конструкцию, устраняющую недостатки известных оболочек.

П редложенная конструкция оболочек, в которой применены волнистые листы в качестве одного из основных несущих элементов, имеет ту отличительную особенность, что волнистые листы жестко соединены с продольнь!ми или с кольцевыми поясами, рас;.ОЛОЖЕ!К)ЫМИ ПО Г)СЯМЫМ ИЛИ ОСTP6IYl ! чглса! Io отношени:o к нг правлению гожб;-;» волнистыh листов.

:: —:а -:=ðòåÿå ф» . 1 изсоражает сх!е!;; из в=-стнсгс пo 0ü::.ия — сводчатой (i<-,:;-,.иядриче=4021 сбслсчкк!; фиг.

2 — — элсмент ООО Iсчк i с деt)OTвуloщими на Ii=г0 силами; фиг. 8 — элемент обо1 ) o я ки предло>каня О: конструкции; фиг. 4 — схему сзод;атой (цилиндри-:ес:-<сй) оболочки предложенной конструкции; фиг. 5 †элеме кровли; ! фиг. б — по еречнь и разрез складчатого !.ohio!Iгия предложенной конструкции; фиг. 7 часть плана складчатого покрытия; фиг. 8 схему куполообразной (сферической) оболочки предложенной конструкции; фиг. 9— элемент куполообразной оболочки; фиг. 10 †схе оболочки для резервуара предложенной конструкции.

Как известно, элементы оболочки (фиг. 1) работают в двух направлениях: в направлении 1, †проле оболочки и 1.,— пролета диафрагмы.

Практический метод расчета складок и оболочек устанавливает наличие следующих усилий, действующих на

2 малый элемент аЬсЫ, вгярезанный из конструкции (фиг. 2): У1 и 7 — HGpмальные усилия в площадках поперечного и продольного сечений; S — сдвигающие силы; G — поперечные моменты; М вЂ” поперечные силы, сопутствующие поперечным моментам.

Усилия TJ, S u G являются основными, т. е. такими, по которым ведется подбор сечений. В железобетоне и дереве при малых и средних пролетах толщина оболочек получается из расчета на прочность; такая плита одинаково хорошо работает как на нормальные усилия Т и силы сдвига S, так и на поперечные моменты G. Расчет на устойчивость не производится, так как явление потери устойчивости не имеет места. При больших пролетах как в железобетоне, так и в дереве рациональнее переходить на ребристые оболочки и складки. Ребра создают необходимую жесткость тонкой плиты.

Совсем иначе дело обстоит в металле. Из расчета на прочность может получиться оболочка из тонкого листового железа с поперечными ребрами, но при этом приобретет большое значение явление местной потери устоA÷êâîñòè тонкой оболочки.

Из расчета на местную устойчивость приходится или утолщать оболочку или давать в ней дополнительные ребра (уголки жесткости и пр.).

В результате это приводит к весьма нерациональной конструкции. В предхоженной конструкции повышение устойчивости элементов оболочки до- стигается применением волнистых листов 1 (фиг, 4), жестко связанных с, продольными поясами 2, Продольные г:ояса разделяют оболочку как c, û на грани; если теперь вырезать часть этой грани aLcd (фиг. 3), то она будет на- ходиться под действием следующих усилий: Т„ †нормальн усилия, вос- принимаемые только продольнь,ми t элементами (поясами) 2, так как вол- нистая стена оболочки неспособна воспринимать эти усилия; Т вЂ” нор- мальные усилия, воспринимаемые вол- нистыми листами (стенками) 1; S — си-, лы сдвига> воспринимаемые волнистой стенкой; 6 — поперечные моменты и !

V — поперечные силы от этих моментов, воспринимаемые Tc,êæå волнистой стенкой.

He Tpl! H l3l JJeTü, что волнистая стенка, по сравнению с глад"ñ léA, оолее устойчива, хорошо может воспринимать силы Т и S и отлично работать на поперечные моменты 0 и поперечные силы Л .

Изображенная на . чертеже (фиг. 4; сводчатая (цилиндрическая) оболочка состоит из следующих основных элементов: поперечные элементы — настил 1 из волнистого железа или штампованных складчатых плит; сжатые продольные элементы (пояса) 2 и растянутые бортовые элементы 3; торцевые диафрагмы 4. Могут быть также второстепенные диафрагмы 5 в пролете.

Поперечный элемент — настил 1 является и элементом кровли, на который может быть уложено утепление, например, в виде пенобетонных или тому подобных плит б (фиг. 5), и в то же время основным несущим элементом пространственной конструкции.

Для большей жесткости и лучшей связи с настилом оболочки бортовые элементы 3 могут быть обетонированы.

Жесткость бортового элемента в горизонтальной плоскости может быть повышена постановкой кронштейнов, связанных с настилом.

Торцевые диафрагмы 4 могут быть запроектированы в виде сквозных ферм, как это показано на чертеже.

Верхним поясом этой фермы служит легкая металлическая обвязка, связанная со сплошнь.м настилом. Этот настил на некоторой ширине мсже.- рассматриваться как пояс фермы диайрггмы.

Второстепенные диафрагмь; 5 могут иметь место при Оольших пролетах.

При этОК Они значительнО повышают поперечную жесткость оболочки v тем самым прибгижа:.От ее работу к балке корытообразного сечения, В результате проверенных изооретателем сравнений предлагаемых конструкций с известными металлическими плоскостными и с железобетонными оболочками выяснилось следующее:

1. Предлагаемые конструкции оболочек экономичнее по расходу металла на 30 — Ззоо по сравнению с обычными плоскостными решениями покрытий в металле.

2. В металлических складках и ободочках собственный вес конструкции, по сравнению с железобетонными, в уменьшается почти вое.

3. На металлическую оболочку расходуется железа больше, чем на железобетонную всего лишь на 30 — 40Yo.

4. Металлические оболочки будут дешевле железобетонных за счет отсутствия опалубки и пр., а главное, за счет исключительной простоты и индустриальных способов производства работ.

5..Легкость конструкции и в то же время жесткость ее дают возможность перекрывать металлическими оболочками гораздо ббльшие пролеты, чем железобетонными. б. Предлагаемыми металлическими конструкциями легко может быть осуществлена наиболее рациональная форма здания, удовлетворяющая требованиям освещения и аэрации.

Изображенное на чертеже (фиг. б и 7) складчатое покрытие состоит из сплошных и сквозных граней, взаимно связанных между собой. Сплошная грань имеет продольные элементы (пояса) 2 из металлических уголков и волнистую стенку (настил) 1, жестко связанную посредством электросварки в местах примыкания к поясам, Поверх граней укладывается требуемой толщины и качества утепление с гидроизоляцией, например, пенобетонные или тому подобные плиты 6 (фиг. 5), покрытые слоем цемента 8 и рубероидом 9 на клебемассе. Складка опирается на металлические рамы 12, состоящие из прокатного железа— двутаврового и швеллерного.

Сквозные грани (фонарные фермы)

7 являются как бы связующими элементами между верхними и нижними сплошными гранями и рассчитаны на силы, действующие в плоскости этих граней.

N. Hòàæ предлагаемой конструкции может быть произведен в двух вариантах.

1. Заводским способом изготовляются отдельно как сплошные, так и сквозные грани (элементы) покрытия; затем на месте постройки эти элементы посредством монтажных болтов и сварки или заклепок соединяются вместе (по линиям продольных элементов) в целую конструкцию.

2. На заранее смонтированные диафрагмы (рамы) покрытия укладываются продольные элементы (пояса) конструкции, затем на эти продольные элементы укладывается волнистое железо и приваривается к ним.

Изображенная на чертеже сферическая (куполообразная) оболочка (фиг. 8) состоит из волнистого настила 1, горизонтальных кольцевых поясов 10, жестко связанных с волнистым настилом, и опорного кольца П.

Элемент сферической оболочки (фиг. 9) работает в условиях, аналогичных условиям элемента цилиндрической оболочки. Внизу купола дается более мощный настил, чем вверху.

Конструкция резервуара (фиг. 10), подобно куполу, состоит из волнистых элементов (стенок) 1 и жестко с ними связанных кольцевых поясов 10.

Предмет изобретения.

Конструкция сводчатых, складчатых„ сферических и тому подобных строительных оболочек с применением волнистых листов в качестве одного из основных несущих элементов, отличыощаяся тем, что волнистые листы жестко соединены с продольными или с кольцевыми поясами, расположенными под прямым или острым углом по отношению к направлению ложбин волнистых листов.

А авторскому свидетельствт В. Н. Гор юьа

c-. тГ л

I, 1

Ф, 1 1

Тип. „Печатный Труд". Бак. 3 58 — !00