RU128226U1

RU128226U1 - DOME COMPOSITION

Info

Publication number: RU128226U1
Application number: RU2012154490/03U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Коротич
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-05-20

Abstract

Купол составной, включающий ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов, каждый из которых включает оболочки в виде отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками, и у каждого элемента две равные противолежащие боковые кромки выполнены вертикальными, а пары других равных кромок образуют Л-образные выпуклый и вогнутый контурные участки зигзагообразных многоугольных оснований яруса, расположенные по разные стороны от плоскости боковых вертикальных кромок, отличающийся тем, что каждый шестиугольный элемент включает шесть гиперболических оболочек, состыкованных с образованием трех внутренних ребер, пересекающихся в его центральной вершине и соединяющих середины его противолежащих контурных кромок; при этом внутренние ребра всех шестиугольных элементов, соединяющие середины противолежащих кромок Л-образных контурных участков, в совокупности образуют систему пересекающихся линейных диагональных ребер на поверхности оболочки купола, а внутренние горизонтальные ребра шестиугольных элементов каждого яруса в совокупности образуют подобные замкнутые правильные многоугольники, расположенные соосно и последовательно уменьшающиеся от основания купола к его вершине.A composite dome, including tiers of the same type of hexagonal spatial elements, each of which includes shells in the form of compartments of a hyperbolic paraboloid with straight edges, and each element has two equal opposite side edges made vertical, and pairs of other equal edges form an L-shaped convex and concave contour sections of the zigzag polygonal base of the tier, located on different sides from the plane of the lateral vertical edges, characterized in that each The sixth hexagonal element includes six hyperbolic shells joined to form three inner ribs intersecting at its central apex and connecting the midpoints of its opposite contour edges; the inner edges of all hexagonal elements connecting the midpoints of the opposite edges of the L-shaped contour sections together form a system of intersecting linear diagonal edges on the surface of the shell of the dome, and the internal horizontal edges of the hexagonal elements of each tier together form similar closed regular polygons located coaxially and gradually decreasing from the base of the dome to its top.

Description

Настоящая 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.This utility model relates to the field of construction, namely to spatial dome composite coatings of industrial, civil and agricultural buildings and structures, as well as small architectural forms.

Из существующего уровня техники известно составное купольное покрытие, имеющее многоугольный контур основания и образованное однотипными пирамидальными складчатыми элементами из треугольных панелей (1).Composite dome coating is known from the prior art, having a polygonal base contour and formed by the same type of pyramidal folded elements from triangular panels (1).

Недостаток данного технического решения, препятствующего получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, заключается в малой местной жесткости покрытия.The disadvantage of this technical solution, which prevents obtaining a technical result, which is provided by a useful model, is the low local hardness of the coating.

Известно составное купольное покрытие, составленное из разнотипных шестиугольных пространственных элементов, расположенных кольцевыми складчатыми ярусами, очерченными зигзагообразными основаниями; каждый шестиугольный элемент содержит две зеркально симметричные оболочки в виде отсека гиперболического параболоида, соединенные по наклонному ребру (2).A composite dome cover is known, composed of heterogeneous hexagonal spatial elements located in annular folded tiers outlined by zigzag bases; each hexagonal element contains two mirror-symmetric shells in the form of a compartment of a hyperbolic paraboloid, connected along an inclined edge (2).

К недостаткам известного решения следует отнести разнотипность элементов, составляющих смежные складчатые ярусы (их уменьшение от основания к вершине), а также значительную материалоемкость покрытия.The disadvantages of the known solutions include the heterogeneity of the elements that make up the adjacent folded tiers (their decrease from the base to the top), as well as the significant material consumption of the coating.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является составное купольное покрытие, включающее однотипные шестиугольные пространственные элементы, расположенные кольцевыми складчатыми ярусами, очерченными зигзагообразными основаниями; при этом каждый шестиугольный элемент содержит две зеркально симметричные оболочки в виде отсека гиперболического параболоида, состыкованные по наклонному ребру (3).The closest in technical essence to the claimed solution is a composite dome cover, including the same type of hexagonal spatial elements located in annular folded tiers, outlined by zigzag bases; each hexagonal element contains two mirror-symmetric shells in the form of a compartment of a hyperbolic paraboloid, joined along an inclined edge (3).

К недостаткам известного решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, следует отнести малую местную жесткость и повышенную материалоемкость.The disadvantages of the known solutions that impede the achievement of a technical result, which is provided by the claimed utility model, include low local stiffness and increased material consumption.

Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является увеличение местной жесткости, а также снижение материалоемкости.The problem to which the claimed utility model is directed is to increase local stiffness, as well as reduce material consumption.

Данная задача решается за счет того, что в заявляемом куполе составном, включающем ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов, каждый из которых включает оболочки в виде отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками, и у каждого элемента две равные противолежащие боковые кромки выполнены вертикальными, а пары других равных кромок образуют Л-образные выпуклый и вогнутый контурные участки зигзагообразных многоугольных оснований яруса, расположенные по разные стороны от плоскости боковых вертикальных кромок, каждый шестиугольный элемент включает шесть гиперболических оболочек, состыкованных с образованием трех внутренних ребер, пересекающихся в его центральной вершине и соединяющих середины его противолежащих контурных кромок; при этом внутренние ребра всех шестиугольных элементов, соединяющие середины противолежащих кромок Л-образных контурных участков, в совокупности образуют систему пересекающихся линейных диагональных ребер на поверхности оболочки купола, а внутренние горизонтальные ребра шестиугольных элементов каждого яруса в совокупности образуют подобные замкнутые правильные многоугольники, расположенные соосно и последовательно уменьшающиеся от основания купола к его вершине.This problem is solved due to the fact that in the inventive dome is composite, including tiers of the same type of hexagonal spatial elements, each of which includes shells in the form of compartments of a hyperbolic paraboloid with straight edges, and each element has two equal opposite side edges made vertical, and pairs of other equal edges form L-shaped convex and concave contour sections of the zigzag polygonal base of the tier, located on different sides of the plane vertical vertical edges, each hexagonal element includes six hyperbolic shells, joined with the formation of three inner ribs intersecting at its central apex and connecting the middle of its opposite contour edges; the inner edges of all hexagonal elements connecting the midpoints of the opposite edges of the L-shaped contour sections together form a system of intersecting linear diagonal edges on the surface of the shell of the dome, and the internal horizontal edges of the hexagonal elements of each tier together form similar closed regular polygons located coaxially and gradually decreasing from the base of the dome to its top.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение местной жесткости на 20-25% за счет введения во внутреннюю структуру элемента дополнительных ребер жесткости и уменьшения габаритов составляющих оболочек, а также снижения материалоемкости покрытия на 10-15% за счет сглаживания поверхности элемента на заданном шестиугольном контуре и приближения ее к «минимальной поверхности» (т.е. поверхности, образованной мыльной пленкой на определенном замкнутом контуре и обладающей минимальной площадью на заданном контуре).The technical result provided by the given set of features is to increase local stiffness by 20-25% by introducing additional stiffening ribs into the internal structure of the element and reducing the dimensions of the component shells, as well as reducing the material consumption of the coating by 10-15% due to smoothing the surface of the element at a given hexagonal contour and its approximation to the "minimum surface" (ie the surface formed by a soap film on a specific closed loop and having a minimum area on a given circuit).

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 изображен общий вид купола составного, имеющего общее треугольное планировочное очертание и зигзагообразный опорный контур (показана 1/3 оболочки).figure 1 shows a General view of the dome of the composite, having a common triangular planning outline and a zigzag support contour (1/3 of the shell is shown).

на фиг.2 изображен общий вид шестиугольного пространственного элемента купола составного.figure 2 shows a General view of the hexagonal spatial element of the dome composite.

на фиг.3 изображен общий вид купола составного, имеющего общее треугольное планировочное очертание и опорный контур в виде правильного треугольника (показана 1/3 оболочки).figure 3 shows a General view of the dome of the composite, having a common triangular planning outline and a support contour in the form of a regular triangle (1/3 of the shell is shown).

на фиг.4 изображен общий вид купола составного, имеющего общее квадратное планировочное очертание и зигзагообразный опорный контур; также показана компоновочная схема фрагмента оболочки купола.figure 4 shows a General view of the dome of the composite, having a common square layout and a zigzag support contour; also shows a layout diagram of a fragment of the shell of the dome.

на фиг.5 изображен общий вид купола составного, имеющего общее квадратное планировочное очертание и опорный контур в виде квадрата.figure 5 shows a General view of the dome of the composite, having a common square layout and a supporting contour in the form of a square.

на фиг.6 изображен общий вид купола составного, шестиугольные элементы которого образованы одинаковыми гиперболическими оболочками.figure 6 shows a General view of the dome of the composite, the hexagonal elements of which are formed by the same hyperbolic shells.

Купол составной включает ярусы однотипных состыкованных друг с другом шестиугольных пространственных элементов 1. У каждого элемента 1 две равные противолежащие боковые кромки 2 выполнены вертикальными, а пары других равных кромок 3 образуют Л-образные выпуклый и вогнутый контурные участки зигзагообразных многоугольных оснований яруса, расположенные по разные стороны от плоскости боковых вертикальных кромок 2. Каждый шестиугольный элемент 1 включает шесть гиперболических оболочек 4 и 5, состыкованных с образованием трех внутренних ребер 6 и 7, пересекающихся в его центральной вершине 8 и соединяющих середины его противолежащих контурных кромок 2 и 3; при этом внутренние ребра 6 всех шестиугольных элементов 1, соединяющие середины противолежащих кромок 3 Л-образных контурных участков, в совокупности образуют систему пересекающихся линейных диагональных ребер на поверхности оболочки купола, а внутренние горизонтальные ребра 7 шестиугольных элементов 1 каждого яруса в совокупности образуют подобные замкнутые правильные многоугольники, расположенные соосно и последовательно уменьшающиеся от основания купола к его вершине.The composite dome includes tiers of the same type of hexagonal spatial elements 1. Each element 1 has two equal opposite lateral edges 2 made vertical, and pairs of other equal edges 3 form L-shaped convex and concave contour sections of zigzag polygonal base of the tier, located at different sides of the plane of the lateral vertical edges 2. Each hexagonal element 1 includes six hyperbolic shells 4 and 5, joined to form three inner ribs p 6 and 7, intersecting at its central peak 8 and connecting the middle of its opposite contour edges 2 and 3; the inner ribs 6 of all hexagonal elements 1 connecting the midpoints of the opposite edges 3 of the L-shaped contour sections together form a system of intersecting linear diagonal edges on the surface of the dome shell, and the inner horizontal ribs 7 of the hexagonal elements 1 of each tier together form similar closed regular polygons located coaxially and sequentially decreasing from the base of the dome to its top.

Для опирания на правильный многоугольный контур купол снабжен доборными пятиугольными элементами 9, примыкающими к основанию и представляющими собой половины основных шестиугольных элементов 1.To lean on the regular polygonal contour, the dome is equipped with additional pentagonal elements 9 adjacent to the base and representing half of the main hexagonal elements 1.

Гиперболические оболочки 4, 5 основных шестиугольных элементов 1 и доборных пятиугольных элементов 9 изготавливаются, например, из железобетона и соединяются друг с другом по выпускам арматуры сваркой с последующим бетонированием стыков.Hyperbolic shells 4, 5 of the main hexagonal elements 1 and additional pentagonal elements 9 are made, for example, of reinforced concrete and are connected to each other by the outlets of the reinforcement by welding, followed by concreting joints.

Гиперболические оболочки 4, 5 основных шестиугольных элементов 1 могут выполняться абсолютно однотипными при равенстве и взаимной ортогональности всех контурных кромок элемента 1.Hyperbolic shells 4, 5 of the main hexagonal elements 1 can be performed absolutely the same type with the equality and mutual orthogonality of all the contour edges of the element 1.

Claims

A composite dome, which includes tiers of the same type of hexagonal spatial elements, each of which includes shells in the form of compartments of a hyperbolic paraboloid with straight edges, and each element has two equal opposite side edges made vertical, and pairs of other equal edges form an L-shaped convex and concave contour sections of the zigzag polygonal base of the tier, located on different sides from the plane of the lateral vertical edges, characterized in that each The sixth hexagonal element includes six hyperbolic shells joined to form three inner ribs intersecting at its central apex and connecting the midpoints of its opposite contour edges; the inner edges of all hexagonal elements connecting the midpoints of the opposite edges of the L-shaped contour sections together form a system of intersecting linear diagonal edges on the surface of the shell of the dome, and the internal horizontal edges of the hexagonal elements of each tier together form similar closed regular polygons located coaxially and gradually decreasing from the base of the dome to its top.