пространственное ячеистое купольное покрытие

Формула изобретения

1. Пространственное ячеистое купольное покрытие, содержащее цокольную часть и опертые на нее балки, соединенные в пяти- и шестигранные смежные многоугольники, образованные треугольными в плане элементами, вершины которых объединены двусторонними накладками на стяжках, отличающееся тем, что балки выполнены деревянными или деревометаллическими, а накладки имеют форму многогранных или циркульных дисков с радиально расположенными выштампованными профильными выступами, ширина которых равна ширине балки, а глубина увеличивается от центра диска к его периферии, причем в промежутках между выштампованными выступами образованы соосные отверстия с пропущенными сквозь них стяжками.

2. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п.1, отличающееся тем, что каждый диск снабжен пятью или шестью выштампованными выступами.

3. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п.1 или 2, отличающееся тем, что на выступах выполнены треугольные фиксаторы, прорезанные по двум сторонам на толщину диска и отогнутые по третьей стороне в сторону балки.

4. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п.1 или 2, отличающееся тем, что верхняя часть выштампованных выступов расположена в одной плоскости.

5. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п.1 или 2, отличающееся тем, что верхняя часть выштампованных выступов расположена под углом друг к другу.

6. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п.1, отличающееся тем, что к цокольной части примыкает эркер с покрытием, образованным балками, верхние концы которых соединены накладками с узлами соединения балок купольного покрытия и расположены к купольному покрытию по касательной.

7. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п.1 или 7, отличающееся тем, что передняя плоскость покрытия эркера в плане выполнена в виде трапеции, верхнее основание которой совмещено с горизонтальной стороной пяти- или шестигранного многоугольника, образующего купольное покрытие.

8. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п.1 или 7, отличающееся тем, что передняя плоскость покрытия эркера выполнена в плане в виде треугольника, верхняя вершина которого совмещена с одной из вершин пяти- или шестигранного многоугольника, образующего купольное покрытие.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении купольных покрытий зданий и сооружений различного функционального назначения.

Известна шарообразная пространственная конструкция, выполненная из многоугольников, каждый из которых образован несколькими равнобедренными треугольниками, скрепленными за вершины центральным фиксатором. Боковые стороны треугольников скреплены узловыми фиксаторами. Центральный фиксатор имеет центральный болт, закрепленный на фланце, и шпильки с резьбой на концах; сверху на шпильки надевается второй фланец с отверстиями под шпильки и болт (РФ патент 2100539 от 1997 г., МКИ E 04 B 7/08).

Известна также конструкция купольного ячеистого покрытия, образованного чередующимися пяти- и шестиугольными многогранниками, смонтированными под углом один к другому и соединенными друг с другом накладками, сквозь которые пропущены стяжки (PCT заявка WO 96/33320 от 1996 г., МКИ E 04 B 1/32).

Наиболее близким аналогом, принимаемым за прототип предложенному изобретению, является конструкция пространственного ячеистого купольного покрытия, содержащего цокольную часть и опертые на нее балки, соединенные в пяти- и шестигранные смежные многоугольники, образованные треугольными в плане элементами, вершины которых объединены двусторонними накладками на стяжках (ФРГ заявка OS 3137202 от 1983 г., МКИ E 04 B 1/32).

Недостатком всех упомянутых выше аналогов, включая прототип, является недостаточно надежная фиксация элементов каркаса относительно друг друга в процессе сборки, что затрудняет ведение работ по его монтажу.

Задачей изобретения является упрощение процесса монтажа каркаса пространственного купольного покрытия при сохранении высокой степени надежности соединения элементов каркаса в местах их стыковки, а также повышение жесткости каркаса здания в целом.

Эта задача решается тем, что пространственное ячеистое купольное покрытие содержит цокольную часть и опертые на нее балки, соединенные в пяти- и шестигранные смежные многоугольники, образованные треугольными в плане элементами, вершины которых объединены двусторонними накладками на стяжках. Балки выполнены деревянными или деревометаллическими. Накладки имеют форму многогранных или циркульных дисков с радиально расположенными выштампованными профильными выступами, ширина которых равна ширине балки, а глубина увеличивается от центра диска к его периферии. В промежутках между выштампованными выступами образованы соосные отверстия с пропущенными сквозь них стяжками. Каждый диск снабжен пятью или шестью выштампованными выступами. На выступах выполнены треугольные фиксаторы, прорезанные по двум сторонам на толщину диска и отогнутые по третьей стороне в сторону балки. Верхняя часть выштампованных выступов может быть расположена в одной плоскости или под углом друг к другу. К цокольной части может примыкать эркер с покрытием, образованным балками, верхние концы которых соединены накладками с узлами соединения балок купольного покрытия и расположены к купольному покрытию по касательной. Передняя плоскость покрытия эркера в плане может быть выполнена в виде трапеции, верхнее основание которой совмещено с горизонтальной стороной пяти- или шестигранного многоугольника, образующего купольного покрытие, или в виде треугольника, верхняя вершина которого совмещена с одной из вершин пяти- или шестигранного многоугольника, образующего купольное покрытие.

Сопоставительный анализ заявленного изобретения с прототипом показывает, что оно отличается тем, что балки выполнены деревянными или деревометаллическими, а накладки имеют форму многогранных или циркульных дисков с радиально расположенными выштампованными профильными выступами, ширина которых равна ширине балки, а глубина увеличивается от центра диска к его периферии, причем в промежутках между выштампованными выступами образованы соосные отверстия с пропущенными сквозь них стяжками. Каждый диск снабжен пятью или шестью выштампованными выступами. На выступах могут быть выполнены треугольные фиксаторы, прорезанные по двум сторонам на толщину диска и отогнутые по третьей стороне в сторону балки. Верхняя часть выштампованных выступов может быть расположена в одной плоскости или может располагаться под углом друг к другу. К цокольной части может примыкать эркер с покрытием, образованным балками, верхние концы которых соединены накладками с узлами соединения балок купольного покрытия и расположены к купольному покрытию по касательной. Передняя плоскость покрытия эркера в плане может быть выполнена в виде трапеции, верхнее основание которой совмещено с горизонтальной стороной пяти- или шестигранного многоугольника, образующего купольное покрытие с одной из вершин пяти- или шестигранного многоугольника, образующего купольное покрытие.

Этот анализ указывает на наличие новизны в заявленном изобретении.

Сравнение предложенной конструкции с другими известными техническими решениями того же назначения показывает, что выполнение двусторонних накладок в виде дисков, в которых радиально расположены выштампованные профильные выступы, ширина которых равна ширине балки, а глубина увеличивается от центра диска к его периферии, а также соосные отверстия, расположенные между выступами в дисках, в которые вставлены стяжки, позволяет упростить процесс монтажа каркаса пространственного купольного покрытия при сохранении высокой степени надежности соединения балок, образующих каркас, в местах их стыковки. Этому же способствуют отогнутые фиксаторы на выступах дисков, которые при монтаже вдавливаются в поверхность балок. Конструктивное решение каркаса покрытия эркеров, при котором балки покрытия верхними концами соединяются с узлами соединения балок купольного покрытия при помощи тех же накладок, упрощает конструкцию и монтаж каркаса всего здания, придает ему жесткость и дополнительную боковую устойчивость всего сооружения.

Таким образом, можно сделать вывод о превышении предложенным устройством существующего уровня техники.

Изобретение поясняется на примере его выполнения. На чертежах изображено:

- на фиг. 1 - общий вид каркаса;

- на фиг. 2 - накладки в сборе.

Пространственное ячеистое купольное покрытие имеет цокольную часть 1, на которую оперты балки 2, соединенные в пяти- 3 и шестигранные 4 смежные многоугольники, образованные треугольными в плане элементами 5. Вершины 6 многоугольников закрыты двусторонними накладками 7 и 8, объединенными стяжками 9. Балки выполнены деревянными или деревометаллическими, а накладки имеют форму многогранных или циркульных дисков с радиально расположенными выштампованными профильными выступами 10, ширина "h" которых равна ширине "H" балки, а глубина "a" увеличивается от центра диска к его периферии. В промежутках 11 между выштампованными выступами образованы соосные отверстия 12 с пропущенными сквозь них стяжками, например болтами с гайками. Каждый диск снабжен пятью или шестью выштампованными выступами, на которых выполнены треугольные фиксаторы 13, прорезанные по двум сторонам на толщину диска и отогнутые по третьей стороне в сторону балки 2. Верхняя часть выштампованных выступов может быть расположена в одной плоскости или выполнена под углом друг к другу.

К цокольной части примыкает эркер 14 с покрытием 15, образованным балками 16, верхние концы 17 которых соединены накладками с узлами соединения балок купольного покрытия и расположены к купольному покрытию по касательной. Передняя плоскость 18 покрытия эркера в плане может быть выполнена в виде трапеции, верхнее 19 основание которой совмещено с горизонтальной стороной пяти- или шестигранного многоугольника, образующего купольное покрытие, или в виде треугольника, верхняя 20 вершина которого совмещена с одной из вершин пяти- или шестигранного многоугольник. В многоугольники могут быть вмонтированы окна 21.

При монтаже вершины балок 2 зажимаются между накладками 7 и 8 и предварительно фиксируются треугольными фиксаторами, которые забиваются в поверхность балки. Окончательно балки закрепляются в накладках при помощи стяжек 9. Наличие выштампованных выступов 10 позволяет четко фиксировать концы балок 2 относительно друг друга при их монтаже.

В зависимости от радиуса кривизны покрытия применяют накладки 7 и 8, у которых выступы 10 расположены в одной плоскости, и тогда балки 2 при монтаже также размещаются в одной плоскости или под углом друг к другу, если монтируемый из балок 2 фрагмент купольного покрытия имеет выпуклую поверхность. Сочетание плоских и выпуклых накладок позволяет монтировать каркасы как в виде полушария, так и в виде полуцилиндра.

Размещение балок 16, образующих каркас эркера 14, по касательной к купольному покрытию позволяет перераспределить нагрузку от верхней части купольного покрытия частично на эркер 14, ужесточив таким образом жесткость всей конструкции и обеспечив таким образом дополнительную боковую устойчивость сооружения, что особенно важно для регионов с сильными штормовыми и ураганными ветрами, а также с высокой сейсмической активностью.