Складной каркас сетчатой оболочки вращения

Складной каркас сетчатой оболочки вращения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцналнст ические

Республик ()646016 (51) Дополнительное к ацт, свид-ву (51) М. Кл.

Я

Е 04 В 1/343

Е 04 В 7/08 (22) Заявлеио24.02.77 (21) 2456265/29-33 е приссйиииеиием зеявки № (23) Приоритет йсударстввнный ксетвт

СССР во девая изосрвтвиив и открытий

Опубликовано 05.02.78Бюллетеиь № 5 (53) УЙ1 624.074. .4 (088.8) Дата опубликования описания 08.02.79 (УЯ) Авторы изобретения

H. П. Мельников, Б, Г. Мухин и В. А. Савельев

Ордена Трудового Красного Знамени Центральный научноисследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций (71) Заявитель (54) СКЛАДНОЙ КАРКАС СЕТЧАТОЙ

ОБОЛОЧКИ ВРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к области строительства,.и, в частности, касается конструкций складных каркасов сетчатых оболочек.

Известен складной каркас покрытия в виде плоскостных систем, состоящий нз шарнирно соедкненных стержней, являющихся элементами перекрестной решетки плоских ферм. За счет смещения шарниров по длине стержней достигается-криволинейное очертание поясов конструкции. Системы таких ферм могут применяться s различных сочетаниях, причем оси тиарнирав пер ендикуляриы плоскостям образованных ферм,-т. е, ориентированы по касательной плоскости к образованной криволинейной поверхности (lJ .

Недостатком этого решения является большая строительная высота, многоэлемент ность, затруднительность устройства кровельного ограждения.

Наиболее близким к предложенному изобретению является каркас гиперболического параболоида, выполненный в виде сетки из шарнирно соединенных между собой гибких неразрезных стержней j2j .

В известном решении расстояния между шарнирными соединениями вдоль стержней

2 постоянны по всей площади поверхности.

После растягивания каркаса на контур гиперболического параболоида стержни изгибаются соответственно вдоль направлений выпуклых и вогнутых кривых и, таким абра зом, сетка стержней приобретает форму требуемой поверхности гиперболического параболонда.

Недостатком известного решения является то, что для обеспечения требуемой фор1в мы необходимо заранее иметь жесткий контур, к которому присоединяется сетка.

Кроме того, для вписывання в исходную поверхность при раскладке стержни должны изгибаться в двух плоскостях или иметь в местах шарниров люфты илн зазоры, поз . воляющие сечениям стержней поворачиваться по отношению к касательной плоскости к поверхности оболочки.

Необходимость изгиба в двух плоскостях снижает пространственную жесткость каркаса, а наличие люфтов усложняет узлы н также снижает жесткость каркаса.

По указанным причинам значительно усложняется монтаж оболочки.

646016

Формула изобретения

Цель иэобгетения — упрощение формообразования, монтажа и увеличение пространственной жесткости.

Поставленная цель достигается эа счет . того; что в складном каркасе сетчатой обо; лочкн вращения, включающем сети с четырехугольными ячейками из шарнирно соединенных между собой нераэрезных стержней, стержни выполнены жесткими в плоскости касательной к поверхности оболочки и упруго гибкими из плоскости и расположены вдоль геодезических линий, имеющих равные углы наклона к оси вращения, а шарнирные соединения имеют оси, распо" "ложенййе" перпендикулярно к поверхности облачки и отстоят друг от друга на заданйых расстояниях, меняющихся по длине каждого стержня пропорционально радиусу вращения.

Дальнейшее увеличение пространственнойй жесткости может, быть достигнуто при рвскрепленин каркаса связями, соедийяющими противолежащие точки ячейки сети.

Возможно выполнение неразрезных стержней предварительно искривленными н скрученными в соотмтствии с формой поверхности оболочки в рабочем состоянии.

Посюльку ври складывании каркаса в стержне возникают - дополнительные напряжения, каркас оболочки, находясь в сложенном состоянии, стремится разложиться и нрииять рабочее положение. Это позволяет облегчить монтаж и уменьшить напряжения в стержпях в рабочем ноложеиии.

Иа фит. 1 дан складной каркас сетчатого купола в аксопометрии в рабочем положенип; на фиг. 2 — купол в еложенном виде; на фнг. 3 — складной каркас сетчатой оболочки отрнцвтельной кривизны.

Складной каркас сетчатой оболочки вращения 1 вынолиен в виде сетки яз шарнирно соединенных между собой йеразрезиых стержней 2 н 3, щ ущих в isyi нжравлениях относительно оси вращения 4 и расположенных вдоль геодезических линий 5, ййевщих равные углы наклона к осн вращения. Й1арнирные соединения 6 имейй осй",""ИВйадающие с иормалямн 7 к поверхности оболочнн и отстоят друг от друга нв -задвнйых. расстояниях, меняющнхся но длине каждого стержйя пропорционально" рвдйусу вращеДля увеличения пространственной жесткости каркас выполнен со евязямн 8, соединяющими противоположные узлы ячеек сети.

Раздвийка"и складыванйФ""сФти "йз стержней достигается благодаря тому, что шар"нирные соединения отстоят друг от друга иа " расстояниях, одинарною мейя1ощихся вдоль оси вращения. Стержни 2 и 3 при этом изгибаются в плоскости наименьшей жесткости (из касательной плоскости) и, в случае необходимости, скручнваются. За

4 счет малой жесткости существенных напряжений в стержнях 2 и 3 не возникает. Благодаря тому, что стержни расположены вдоль геодезических линий, изгиба в каса3 тельной плоскости не происходит. Плотное примыкание поверхностей стержней в местах шарниров и отсутствие изгиба в касательной плоскости увеличивают пространственную жесткость оболочки.

За счет жесткости стержней и касательной плоскости оболочки раскладка каркаса не представляет трудностей и может производиться при растягивании каркаса в направлении вращения за две точки, ие лежащие на одном стержне. Возможна рас1в кладка каркаса при приложении сжимающих сил, но по направлению меридиана.

Исключается необходимость в сооружении мощных контурных устройств, требуемых для формообразования оболочки, По разложенному в рабочее положение каркасу может быть уложено кровельное заполнение, которое может быть включено в работу каркаса.

Элементы отличаются простотой в изготовлении и могут быть выполнены из разщ личных материалов (металла, дерева, пластмасс и т. п. .

1. Складной каркас сетчатой оболочки вращения, включающий сеть с четырехугольнымн ячейками из шарнирно соединенных между собой неразрезных стержней, отличающийся тем, что, с целью упрощения форзэ мообразования, монтажа и увеличения пространственной жесткости, стержни выполнены жесткими в плоскости.касательной к поверхности оболочки и упруго гибкими из плоскости, и- расположены вдоль геодезических линий, имеющих равные углы накло Ю на к оси вращения, а шарнирные соединения имеют оси, расположенные перпендикулярно к поверхности оболочки и отстоят

" друг от друга иа заданных расстояниях, меняющихся по длине каждого стержня про43 порционально радиусу вращения.

2. Каркас по и. l, отличающийся тем, что, с цел ью увеличения пространственной жесткости,: каркас выполнен со связями, соединяющими противолежащие точки ячейки сети.

sв 3. Каркас по нп. 1 и 2, отличающийся тем„что стержни вйполнены предварительно искривленными и скрученными.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Патент Франции № 2.013.832, кл. Е 04 В 1/00, 1970.

2. Патент C11IA № 3092932, кл. 52 — 80, 1963.

6460l6

Х

41

Фиг. 4г

Редактор И. трошина

Заказ 71/22

Составитель Н. Павлова

Техред О. Луговая Корректор С. Патрушева

Тираж 810 Подписное

UKHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытнй

113035, Москва, )К-35, Раушская наб. д. 4/S

Филиал ППП «Патентз, r. Ужгород, ул. Проектная, 4