Структурная конструкция никифорова

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в пространственных каркасах зданий и сооружений. Целью изобретения является упрощение конструкции при одновременном расширении возможностей формообразования и увеличении пространственной жесткости. Структурная конструкция включает объединенные в узлы 9 стержневые элементы 10, имеющие симметричную угловую ориентацию осей, при этом каждый узел выполнен с возможностью присоединения к нему не более четырнадцати стержневых элементов с образованием условного ромбододекаэдра 2 с центром в центре узла структуры; стержневые элементы ориентированы по осям ромбододекаэдра по семи сквозным направлениям с общей точкой пересечения в центре узла 9. 1 з.п. ф-лы, 12 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 04 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPVI ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг3 (21) 3672590/33 (22) 09.12.83 (46) 23.03.91. Бюл. f4 11 (71) Московский архитектурный институт (72) 8.Г.Никифоров (53) 69.024 (088.8) (56) Bunner О., Stenker Н. Mettallelchtbauten. — Berlln, 1970. s. 26-42.

Авторское свидетельство СССР

М 920148, кл. Е 04 В 7/00, 1982. (54) СТРУКТУРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ НИКИФОРОВА (57) Изобретение относится к строительству и может быть использовано в пространственных каркасах зданий и сооружений.,, Ы,„, 1636539 А1

Целью изобретения является упрощение конструкции при одновременном расширении возможностей формообразования и увеличении пространственной жесткости, Структурная конструкция включает объединенные в узлы 9 стержневые элементы 10, имеющие симметричную угловую ориентацию осей, при этом каждый узел выполнен с воэможностью присоединения к нему не более четырнадцати стержневых элементов с образованием условного ромбододекаэдра 2 с центром в центре узла структуры; стержневые элементы ориентированы по осям ромбододекаэдра по семи сквозным направлениям с общей точкой пересечения в центре узла 9. 1 з.п. ф-лы, 12 ил. l636539

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в пространственных каркасах зданий и сооружений.

Цель изобретения — упрощение конструкции при одновременном расширении возможностей формообразования и увеличении пространственной жесткости.

На фиг. 1 изображены соединения узлов модульной сетки с условными ромбододекаэдрами и образование многогранников; на фиг. 2 — схема градации размеров длин стержневых элементов; на фиг. 3— схема ориентации стержневых элементов, сходящихся в типовом узле; на фиг. 4- модульная ячейка структурной конструкции в виде многогранника одной трети ромбоэдра и его геометрические параметры; на фиг, 5 — то же, в виде одной шестой куба; на фиг. 6 — план стержневой структурной конструкции, образованной компоновкой многогранников одной шестой куба и одной шестой ромбоэдра и имеющей квадратные ячейки поясов; на фиг. 7 — план стержневой структурной конструкции, образованной компоновкой многогранников одной трети ромбоэдра и одной шестой ромбоэдра и имеющей треугольные ячейки поясов; на фиг, 8 — разрез А — А на фиг, 6; на фиг. 9— разрез Б — Б на фиг. 7; на фиг. 10 — план стержневой структурной конструкции, образованной компоновкой многогранников ромбоэдров и имеющей треугольные ячейки поясов; на фиг. 11 — схема четырехскатного покрытия со стержневыми структурными конструкциями, образованными компоновкой многогранников одной трети ромбоэдра и одной шестой ромбоэдра; на фиг. 12— разрез В-В на фиг. 10.

Геометрическая схема структурной конструкции образуется следующим образом.

В модульную сетку 1 с ячейками в форме условного ромбододекаэдра 2 вписывают многогранники: куб 3, одну шестую куба 4, удвоенную одну шестую куба 5, ромбоэдр 6, одну треть ромбоэдра 7, одну шестую ромбоэдра 8 и др.

Размеры ребер многогранников, вписанных в модульную сетку 1 имеют модульную градацию, кратную —, а именно: а, а УЗ

2, где а — размер малой диагонали ром, а УЗ бической грани, — размер ребра ромбо2 додекаэдрической ячейки модульной сетки.

Ориентация ребер модульных многогранников в пространстве ограничена направлениями осей симметрии ромбоэдрической ячейки 2 модульной сетки 1, проходящими через вершины ромбододекаэдра 2. Взаим5

55 ная ориентация ребер остается неизменной при компоновке модульных многогранников в отсутствие модульной сетки 1.

Конструктивное выполнение структурной конструкции заключается в следующем.

В одном узле 9 структурной конструкции сходятся не более четырнадцати стержневых элементов, из них шесть стержневых элементов 10, направленных по осям симметрии четвертого порядка 11, и восемь стержневых элементов 12, направленных по осям симметрии третьего порядка 13.

При этом оси стержневых элементов направлены по осям ромбододекаэдра, соединяющим его противоположные вершины с

его центром, причем центр ромбододекаэдра совмещен с центром узла структурной конструкции. Их длины соответствуют принятой модульной градации. Стержневые элементы 10, направленные по осям симметрии четвертого порядка 11, имеют длину а; стержневые элементы 12, направленные по осям симметрии третьего порядка 13, а УЗ имеют длину . Перечисленные направления используют в стержневых структурных конструкциях полностью или частично.

Различные их комбинации приводят к образованию отличных друг от друга типологических схем конструкций 14 — 17, построенных на основе единого унифицированного сортамента стержневых и узловых элементов.

Условные многогранники, вписанные в модульную сетку, имеют характерные геометрические параметры. Углы между ребрами равны 54 44, 70 32, 90 и 109 28; углы между гранями 450, 60, 90 и 1200. Форма граней имеет вид квадрата 18, ромба 19 и равнобедренного треугольника 20 с соотно3 шением сторон 1:

Примером выполнения структурной конструк.;ии является стержневая пространственная конструкция 14, образованная путем компоновки системы узлов со стержнями многогранников одна шестая куба 4 и одна шестая ромбоэдра 8, состыко-. ванных одноименными условными треугольными гранями 20 и заполняющих пространство без пропусков. Другим примером является конструкция 15, образованная компоновкой условных многогранников одна треть ромбоэдра 7 и одна шестая ромбоэдра 8. Конструкция 16 образуется компоновкой условных ромбоэдров 6, в которых для жесткости поставлены малые диагонали. ромбических граней длиной а. Пространственная конструкция 17 образуется состыковкой плоских структурных конструкций, имеющих геометрическую схему 15.

1636539

Наличие широкого выбора модульных многогранников и высокая вариабельность их взаимных сочетаний, основанная на высокой симметрии модульной сетки, позволяют образовывать множество типов структурных конструкций. Эти конструкции отличаются высокой прочностью и жесткостью, возможностью применения в зданиях и сооружениях различного назначения, разнообразием архитектурных форм.

Структурные плиты с квадратными ячейками, применяемые в строительстве, имеют неоправданно большую конструктивную высоту. Это снижает их эстетические качества и ведет к перерасходу мате риала. Используя данную конструкцию, можно уменьшить высоту этих плит с 0,707 до

0,5 от размера ячейки а. Высоту структурных плит с треугольными ячейками можно снизить с 0,816 до 0,707. Это достигается заменой одной второй октаэдра нэ одну шестую куба в первом случае, и тетраздра на одну шестую ромбоэдра — во втором.

Благодаря однотипности геометрических параметров модульных многогранников число типоразмеров узлов, стержней и формы плоскостных граней уменьшено до минимума. По сравнению с известным решением сокращено с 18 до 14 число используемых пространственных направлений стержневых элементов, что способствует упрощению конструкции узловых соединений. Пространственные конструкции 14 — 17 и другие могут быть собраны из элементов унифицированного сортамента, включающего один типоразмер узловых элементов 9 и два типоразмера стержневых элементов

10 и 12, например длины 3 и 2,6 м. При необходимости градация стержневых элементов 10 и 12 может быть пдoдолжена в ъ Д

5 обе стороны, кратно модулю —. Унифици2 руются элементы заполнения пространственных конструкций 18, 19 и 20, например панели ограждения.

Унификация узловых 9 и стержневых 10

10 и 12 элементов и снижение числа их типоразмеров упрощает организацию индустриального иэготовления стержневых пространственных конструкций, что ведет к улучшению их качества, снижению стоимо15 сти и трудоемкости изготовления.

Формула изготовления

1. Структурная конструкция, включающая объединенные в узлы стержневые эле20 менты, имеющие симметричную угловую ориентацию осей, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции при одновременном расшиоении возможностей формообразования и увеличении простран25 ственной жесткости, каждый узел структурной конструкции выполнен с возможностью присоединения к нему не более четырнадцати стержневых элементов с образованием условного ромбододекаэдра с центром в

30 центре узла структуры, причем стержневые элементы ориентированы по осям ромбододекаэдра по семи сквозным направлениям с общей точкой пересечения в центре узла. . 2, Конструкция по п. 1, о тл и ч а ю ща35 я с я тем, что стержневые элементы ориентированы по осям кубической симметрии ромбододекаэдра.

1636539

®иа5

Й/Г2

Я 1 Р;l ,б1 Яб

Я р

K ГЪ ф.

Мл б

ЯЯ

Я

Я

Мг,Ф с д

8= 90

ФИУ. б

A-4

ЬМ, . о д, р д

, у@ g «ggo

t & 44 t =ggg gg"

ФОЯ 9

g sy$ .В =ЗУЖ а16Ъ2 ® ЯМ У =Ф

1$

У »

ЙД

@Х1)Я

Я1 s ф

54 44t

1636539

Редактор И.Шмакова

Заказ 801 Тираж 423 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 «щ у де

Ф4Ж 10 ц аЯ в-в

Составитель Н.Павлова

Техред M.Moðråí Tàë Корректор Л.Пилипенко