пространственное покрытие и способ его сборки

Формула изобретения

1. Пространственное покрытие в виде сетчатой поверхности, сформированной двумя семействами пересекающихся кривых, выполненное из отрезков круглых труб, вписанных в эти кривые, неразъемно соединенных между собой в точках пересечения посредством полых шаров, отличающееся тем, что каждый из отрезков труб, вписанных в одно из семейств кривых, имеет на одном конце установленный в нем с возможностью продольного перемещения соединительный патрубок из трубы меньшего диаметра и с резьбовым отверстием в его стенке под стопорный винт, при этом в стенке отрезка трубы вблизи этого же конца выполнено овальное отверстие для введения через него стопорного винта в резьбовое отверстие патрубка.

2. Способ сборки пространственного покрытия, заключающийся в том, что отрезки круглых труб, вписанные в два семейства пересекающихся кривых, формирующих сетчатую поверхность покрытия, соединяются между собой в точках пересечения кривых неразъемно посредством полых шаров на сборочной площадке, отличающийся тем, что отрезки круглых труб, вписанные в кривые одного семейства, соединяют с полыми шарами неразъемно заранее на заводе-изготовителе, а затем устанавливают в проектное положение, а отрезки труб, вписанные в кривые другого семейства, соединяют с полыми шарами на сборочной площадке, для чего их длину сначала уменьшают за счет продольного перемещения патрубка, введенного в один из концов отрезков труб, а затем после установки отрезков с патрубками между шарами длину их увеличивают до упора обоих концов в поверхность шаров, фиксируют это положение стопорным винтом, проходящим через овальное отверстие в отрезке трубы и ввинченным в резьбовое отверстие патрубка, затем отрезки трубы, патрубки и шары соединяют неразъемно.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относятся к области строительства, а именно к покрытиям, в частности к пространственным покрытиям, имеющим форму двоякой кривизны, которые могут быть использованы для покрытия зальных помещений с произвольным планом и формой поверхности.

Известны технические решения пространственных покрытий, образованных системой пересекающихся кривых, в которые вписаны отрезки из круглых труб, соединенных неразъемно в точках пересечения с помощью полых вставок шаровой или иной формы. Например, в книге Г. Рюле “Пространственные покрытия” (М.: Стройиздат, 1974 г., табл. 2.2, стр. 90) приведено описание системы покрытия “SDC”, в которой полая вставка выполнена из двух литых половин с отверстиями, в которые после соединения половин вводятся отрезки круглых труб под различными пространственными углами и соединяются неразъемно со вставкой с помощью монтажной сварки.

Недостатками этого решения являются весьма трудоемкое изготовление полых вставок, необходимость применения на сборочной площадке дорогостоящих подмостей и приспособлений, ограничение диапазона применения этого решения правильными симметричными формами поверхностей, которые требуют небольшого количества типоразмеров вставок.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является выбранное в качестве прототипа пространственное покрытие системы “Октаплатт”, содержащее отрезки круглых труб, соединенные неразъемно в узлах с помощью полых шаров, описанное в “Справочнике проектировщика. Металлические конструкции” (М.: Стройиздат, 1980 г., стр. 324, рис. 19.4.а).

Способ сборки этой конструкции заключается в том, что изготовленные заранее отрезки труб определенной длины и полые шары соединяют неразъемно непосредственно на сборочной площадке с помощью сварки.

Недостатками этого решения являются высокие требования к точности изготовления отдельных элементов конструкции (стержней и шаров), необходимость устройства дорогостоящих подмостей и приспособлений для сборки конструкции, большое количество монтажной сварки.

Целью предлагаемого решения является снижение трудоемкости изготовления и монтажа при расширении диапазона применения пространственного покрытия до произвольной формы поверхности и плана.

Поставленная цель достигается тем, что:

- в пространственном покрытии в виде сетчатой поверхности, сформированной двумя семействами пересекающихся кривых, выполненном из отрезков круглых труб, вписанных в эти кривые и неразъемно соединенных между собой в точках пересечения посредством полых шаров, согласно изобретению каждый из отрезков труб, вписанных в кривые одного из семейств, имеет на одном конце установленный в нем с возможностью продольного перемещения соединительный патрубок из трубы меньшего диаметра и с резьбовым отверстием в его стенке под стопорный винт, который проходит сквозь овальное отверстие, выполненное в отрезке трубы вблизи этого же конца;

- сборка пространственного покрытия в виде сетчатой поверхности, сформированной двумя семействами пересекающихся кривых, выполненного из отрезков круглых труб, вписанных в эти кривые и неразъемно соединенных между собой в точках пересечения посредством полых шаров, согласно изобретению заключается в том, что отрезки круглых труб, вписанные в кривые одного из семейств, соединяют неразъемно с полыми шарами заранее на заводе-изготовителе и устанавливают в проектное положение, а отрезки труб, вписанные в кривые другого семейства, соединяют неразъемно с полыми шарами, установленными в проектное положение, на сборочной площадке, для чего их длину сначала уменьшают за счет продольного перемещения патрубка, введенного в один из концов трубы, а затем, после установки отрезка трубы с патрубком между шарами, длину увеличивают до упора обоих концов с поверхности шаров, фиксируют это положение с помощью стопорных винтов, проходящих через овальные отверстия в отрезках труб и ввинченных в резьбовые отверстия патрубков, затем отрезки труб, патрубки и шары соединяют неразъемно.

При описанном выше техническом решении пространственного покрытия все полые шары соединяются неразъемно с половиной трубчатых отрезков, образующих пространственное покрытие заранее на заводе-изготовителе, что снижает объем монтажной сварки; установка заранее соединенных укрупненных конструкций в проектное положение не требует дорогостоящих подмостей и оснастки, а для монтажа на сборочной площадке отрезков труб, снабженных подвижными патрубками и стопорными винтами, достаточно использовать простейшие инвентарные люльки; изготовление деталей конструкции пространственного покрытия (отрезков труб, шаров, патрубков) не требует высокой точности, так как применение подвижного патрубка позволяет компенсировать погрешности изготовления и монтажа без ущерба для точности центрации стержней в узле; кривые, формирующие поверхность пространственного покрытия, в которые вписаны отрезки труб, могут иметь произвольную форму без изменения конструкции покрытия и способа его сборки, что расширяет диапазон применения пространственных покрытий для строительства.

Таким образом достигается поставленная цель.

На чертежах изображены план (фиг. 1), разрезы (фиг. 2 и фиг. 3) пространственного покрытия произвольной формы в виде сетчатой поверхности, сформированной двумя семействами пересекающихся кривых “н” и “п”, выполненных из отрезков круглых труб 2 и 3, вписанных в эти кривые, неразъемно соединенных между собой в точках пересечения посредством полых шаров 1. Отрезки труб, вписанные, например, в кривые семейства “н”, имеют на одном конце патрубок 4 (см. узел I на фиг. 4 и разрез 3 - 3 на фиг. 5) меньшего диаметра, чем отрезок трубы, с возможностью продольного перемещения вдоль трубы 3. В патрубке 4 имеется резьбовое отверстие 7 для стопорного винта 6, который проходит через овальное отверстие 5, выполненное в стенке отрезка трубы вблизи этого же конца.

Сборка пространственного покрытия описанной конструкции заключается в том, что отрезки труб 2, вписанных в кривые семейства “п”, соединяют с полыми шарами 1 неразъемно заранее на заводе-изготовителе и устанавливают в проектное положение в виде укрупненных элементов, а стержни 3, вписанные в кривые семейства “н” и снабженные на одном конце подвижными патрубками 4 и стопорными винтами 6, устанавливают на сборочной площадке.

При этом отрезок трубы 3 вместе с патрубком 4 устанавливают в положение I (фиг. 6), уменьшая их общую длину до величины ₁, позволяющей ввести отрезок трубы с патрубком между шарами 1, имеющими между собой постоянное расстояние L. После этого общую длину отрезка трубы и патрубка увеличивают до размера L₂ за счет перемещения патрубка 4 вдоль трубы 3 до упора обоих концов в поверхности шаров, затем фиксируют это положение стопорным винтом 6, проходящим через овальное отверстие 5 и ввинченным в резьбовое отверстие 7 патрубка. В положении II (фиг. 7) отрезок трубы, патрубок и шары соединяют неразъемно.

После сборки всех крупноразмерных элементов и установки между ними отдельных отрезков труб, снабженных на одном конце подвижным патрубком, пространственное покрытие приобретает проектную форму.

Использование описанного пространственного покрытия и способа его сборки в сравнении с прототипом позволяет снизить трудоемкость изготовления за счет простоты изготовления отдельных деталей, не требующих обеспечения высокой точности, трудоемкость монтажа за счет снижения объема монтажной сварки и исключения применения дорогостоящих подмостей и оснастки, позволяет расширить диапазон применения пространственных покрытий до произвольной формы поверхности и плана при сохранении конструкции покрытия и способа его сборки.

Кроме того, непосредственное соединение круглой трубы с шаром на заводе и при монтаже обеспечивает центрацию стержней в узле, что повышает надежность пространственного покрытия, а совокупное снижение трудоемкости изготовления и монтажа снижает стоимость строительства в целом.