Пространственная конструкция и модуль для ее изготовления

 

Использование: в строительстве, в качестве горизонтальной конструкции, установленной между опорами. Пространственная конструкция состоит из верхней прямоугольной решетки из горизонтальных конструкционных элементов и соответствующей нижней решетки из горизонтальных конструкционных элементов. Верхняя и нижняя решетки соединены между собой вертикальными элементами в точках пересечения . Конструкция собрана из предварительно изготовленных модулей, каждый из которых включает в себя один вертикальный элемент и четыре прямоугольно расположенных горизонтальных элементов . Другие модули расположены в перевернутом положении, а наружные концы горизонтальных элементов прикреплены к свободным концам вертикальных элементов . 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 7 ил. V &

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (2 1 ) 5001456/33 (86) P CT/G B 90/00217 (12.02,90) (2 ) 20.08.91 (4 ) 30.08,93. Бюл. М 32 (31) 8903925.9 (32) 21.02.89 (33) аВ (79) Лежек Александер Кубик и Мариан Лежак Кубик (GB) . (5 ) Патент Великобритании ЬЬ2054694,кл.

Е 04 В 1/18, 1981. (5 ) ПРОСТРАНСТВ Е Н НАЯ КОНСТРУКЦИЯ

И МОДУЛЬ ДЛЯ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Использование: в строительстве, в качестве горизонтальной конструкции, установленной между опорами. Пространственная

Изобретение касается пространственных конструкнций, предназначенных в частности, но не исключительно для пр менения в качестве горизонтальных конструкций, соединяющих мостов пространство между опорами. Пространственная конструкция особенно пригодна для покрытия значительного пространства с опррой только на кромках, иначе говоря, конструкция является самонесущей без необходимости размещения в ней вертикальны х опор. Обычно пространственная конструкция состоит из верхних и нижних реШеток конструкционных элементов, соединенных посредством взаимосоединяющих элементов для образования прочной трехмерной конструкции, Целью изобретения является устранение этой проблемы.

„„Я „„1838527 АЗ (st)s Е 04 В 1/18, Е 04 С 3/08, Е 04 В 7/00 конструкция состоит из верхней прямоI угольной решетки из горизонтальных конструкционных элементов и соответствующей нижней решетки из горизонтальных конструкционных элементов. Верхняя и нижняя решетки соединены между собой вертикальными элементами в точках пересечения. Конструкция собрана из . предварительно изготовленных модулей, каждый из которых включает в себя один вертикальный элемент и четыре прямоугольно расположенных горизонтальных элементов . Другие модули расположены в перевернутом положении, а наружные концы горизонтальных элементов прикреплены к свободным концам вертикальных элементов. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 7 ил.

На фиг.1 изображена схема пространственной конструкции; на фиг.2 — вид в перспективе двух модулей в соответствующих ориентациях для соединения вместе и с другими модулями для образования пространственной конструкции; на фиг. 3 и 4— соответствующие виды модулей, применяемых на кромках и углах пространственной конструкции; на фиг.5 — типичное соединение модулей друг с другом, на фиг.6 — то же, модификация; на фиг,7 — вид в перспективе, соответствующий одному из модулей на фиг.2, показывающий модификации.

Фиг.1 — схематическое изображение пространственной конструкции, изготовленной из модулей, как показано на фиг.2-4, Основная конструкция включает в себя верхнюю прямоугольную решетку из горизонтальных конструкционных элементов 1, 1838527 которые н этом примере имеют одинаковую длину, таким образом они образуют квадратную конфигурацию. Также имеется соответствующая нижняя решетка из горизонтальных конструкционных элементов 2, разнесенных 5 от верхних элементов 1 посредством вертикальных конструкционных элементов 3.

Возможным признаком является обеспечение диагональных связей 4.

Чтобы показать модульную конструкцию, те элементы конструкции, которые соединены в форме модуля до сборки конструкции, показаны, как соединенные вместе тогда как, напротив, те конструкционные элементы одного модуля, которые во время применения соединяются к конструкционными элементами другого модуля, показаны, как разделенные небольшими зазорами между элементами, Например, точка пересечения 5 является соединением

20 в верхней решетке между конструкционными элементами одного и того же модуля, а точка пересечения 6 является соответствующим нижним соединением, Аналогично, точка пересечения 7 представляет собой соединение нескольких модулей в верхней решетке, а точка пересечения 8 является

25 соответствующим нижним соединением.

Фиг.2 показывает два типичных модуля

А и В, В следующем описании приставки А, В и т.д, относятся к модулю, позиция которого представляет собой деталь, Модуль А— это то, что будет называться как правильная ориентация с четырьмя конструкционными элементами 9А-12А íà его нижнем конце и выступающем вверх вертикальном конструкционным элементом 13А. Элементами

9А-12А являются стальные элементы двутаврового профиля, а элемент 13A — полый стальной элемент квадратного сечения.

Элементы 9А-12А имеют квадратные отрезанные торцы, и они приварены непосред35

40 ственно к четырем торцам элемента 13А квадратного сечения, Элемент 13А может ного элемента, то есть конец удаленный от сварного соединения с его горизонтальными элементами, включает в себя соединибыть закрыт приваренной к нему торцовой 4 -> пластиной 14А, Усиливающей пластиной

15А (лучше всего видна как пластина 15В в модуле В) может быть квадратная плоская пластина с квадратным отверстием, смещенным под диагонали, таким образом она 50 имеет посадку на элемент 13А (или 13В), и ее угол находится в контакте с каждым горизонтальным элементом, Затем она прикрепляется сваркой к вертикальному и горизонтальным элементам. Пластина 15 55 является необязательной, Свободный конец каждого горизонтальтель 16 для соединения с соединительными пластинами 17 других модулей. Детали соединителя 16 лучше всего видны в модуле В, Торец вертикального элемента IЗВ закрыт квадратной пластиной 18. Крестообразная конструкция из четырех небольших вертикальных пластин 19 образована посредством сварки пластин друг с другом и к торцевой пластине 18. Каждые четыре пластины, образующие крестообразную конструкцию, предназначены для приема и соединения с пластиной 17 от"другого модуля. Например, как показано, каждая пластина может быть снабжена отверстием под болт, таким образом элементы могут быть соединены вместе болтами.

Модуль В показан в противоположной ориентации от модуля А в том, что вертикальный элемент 13 выступает вниз, а не вверх от четырех горизонтальных элементов 9В-12В. Когда модули соединяют вместе, горизонтальный элемент 12А модуля А соединяют с соединителем 16В модуля В, и аналогично горизонтальный элемент IOB соединяют с соединителем 16А модуля А.

На фиг.1 ясно показано, что модули вдоль кромок конструкции должны иметь только три горизонтальных элемента и что модули в углах должны иметь только два горизонтальных элемента. На фиг.3 и 4 показаны соответствующие модули, отвечающие этим требованиям.

Фиг.5 показывает соединение вместе нескольких модулей и показывает более подробно соединительные пластины 17 и соединители 16 на торцах вертикальных элементов, Помимо модуля А и перевернутого модуля В три.других модуля С, Д и Е в одних и тех же правильных ориентациях, что и модуль А, каждый имеет горизонтальный элемент, соединенный с этим соединением.

Типичный горизонтальный элемент 12А из модуля А включает в себя соединительную пластину 17А, приваренную к перемычке горизонтального элемента двутаврового профиля. Пластина 17А проходит за конец элемента 12А и имеет в центре отверстие

20А под болт. Соответствующие элементы

10С, 17С, 20С, 1 IД, 17Д, 20Д показаны в различных ориентациях для модулей С и Д.

На фиг.5 не показаны соответствующие элементы 9Е, 17Е и 20Е для дополнительного модуля Е. Горизонтальные элементы 12А, 10С, 11Д и 9Е прикреплены к торцовому соединителю 16Е вертикального элемента

I3B. Как показано, этот соединитель включает в себя торцевую пластину 18В, несущую крестообразную конструкцию из пластин 19В соединителя, причем показаны не все из них, Каждая пластина 19В имеет

1838527

55 отверстие под болт, через которое проходит болт (не показан) для соединения соответствующего горизонтального элемента с вертикальным элементом 13.

Фиг.б показывает две возможные модификации для соединения соединительных пластин 17 с горизонтальными элементами конструкции, когда требуется большая прочность. Пластина 17Г, показанная на фиг.б, слегка длиннее, чем соответствую.щая пластина 17А на фиг.5 причем дополнительно к сварке ее с горизонтальным элементом 9Г, она прикреплена одним болтом (не показан) к нему. В другой модификации пластина 17Н еще длиннее, чем пластина 17Г и прикреплена двумя болтами (не показан) к горизонтальному элементу

11Н.

Фиг.7 показывает один модуль 6, подобный модулю А на фиг.1, но он также включает в себя диагональные связи. Каждая диагональная связь представляет собой стальной элемент 21, приваренный к верхней поверхности его соответствующего горизонтального элемента конструкции вблизи его наружного конца и к соответствующей поверхности вертикального элемента 13G квадратного сечения вблизи его

Верхней части. Зти связи 21 необязательные и как показано на фиг.1 возможно целесообразно разместить их в определенных

Местах вокруг кромки всей конструкции, исключая их из других частей конструкции.

Таким образом некоторые модули могут

Иметь меньшее количество диагональных связей, чем горизонтальных элементов.

Полученная конструкция сравнительно прочная, легкая и ее можно собрать на месте. Ее можно собрать, начиная с одного угла

Или кромки с модулем, прикрепленным к соответствующей опоре для конструкции и затем добавляя по одному модулю за один раз. Либо некоторые узлы из групп модулей можно предварительно собрать вместе и затем переместить из на место для соединения с другими такими подузлами.

Каждый модуль изготавливают в зажимном приспособлении, которое удерживает элементы конструкции в их требуемых относительных положениях. Поскольку горизонтальные конструкционные элементы расположены только на одном конце вертикального элемента, то имеется хороший доступ к соединению во всех требуемых направлениях для получения эффективного сварного соединения, Если это требуется, то затем можно добавить диагональные связи 21.

В целях рациональности было бы удобно, чтобы все модули, помимо модулей, расположенных в углах и вдоль кромок, были идентичными, а для угловых и кромочных модулей просто исключить один или два горизонтальных элемента и соответственно включить модифицированные соединители

16 и усиливающие пластины 15. Однако в некоторых конструкциях возможно потребуется, чтобь. горизонтальные элементы верхней или нижней решетки были более прочными. Например, пространственную конструкцию можно применять в составной стальной и бетонной конструкции. При применении этой конструкции верхние горизонтальные элементы могут иметь меньшую площадь поперечного сечения, чем нижние элементы, потому что прочность верхних элементов увеличивается за счет заделывания их в бетон. В таком случае требуется две различные конструкции модулей, одна для стандартной ориентации и другая для ориентации в перевернутом положении.

Для некоторых конструкций возможно потребуется применять большое расстояние между горизонтальными элементами в одном направлении вдоль длины конструкции, чем в другом направлении поперек ее ширины. Для получения такой конструкции каждый модуль должен иметь горизонтальный элемент неодинаковой длины.

Если конструкция должна применяться для выпуклой или скатной крыши обычно со скатом или изгибом в несколько градусов для стока воды, то возможно потребуется небольшие изменения в углах между элементами или между длинами элементов для получения такого уклона или изгиба. Такие небольшие изменения от истинной вертикали и горизонтали, какие отмечаются для элементов и конструкции, в целом не влияют на основной тип конструкции, и их следует рас-. сматривать .в пределах общих рекомендаций для вертикальных и горизонтальных направлений. Поперечное сечение и материал элементов конструкции могут измеHsITbc$I. Например, вертикальными элементами могут быть трубы круглого сечения. Аналогично, горизонтальные элементы могут быть Т-образного или I-образного сечения с неодинаковыми фланцами. Горизонтальные элементы для одного направления могут отличаться по сечению от тех в другом направлении, Для специальных применений когда масса является критической. сталь можно заменить алюминием или другими материалами.

Для сборки модуля иэ его компонентов вместо сварки можно применять другие формы постоянного соединения. Например, достижения в технологии производства кле1838527 ев могут позволить использовать клей вместо сварки, С некоторыми конструкциями возможно потребуется применять модули, которые более прочные, чем другие модули. Например, с квадратной пространственной конструкцией, поддерживаемой только на ее углах, возможно будет желательно, чтобы все модули, размещаемые вдоль кромок и в углах, включали в себя горизонтальные элементы с увеличенным поперечным сечением дополнительно или вместо снабжения этих модулей связями 20.

Формула изобретения

1. Пространственная конструкция, включающая предварительно изготовленные модули, образующие при соединении верхнюю решетку из горизонтальных конструкционных элементов, соединенных вместе в верхних точках пересечения, нижнюю решетку из горизонтальных конструкционных элементов, соединенных вместе в нижних точках пересечения, и вертикальные конструкционные элементы, взаимно соединяющие решетки в их точках пересечения,отличающаяся тем,чтокаждый модуль выполнен в виде одного вертикального элемента и соединенных с одним из его концов горизонтальных конструкционных элементов, причем чередующиеся модули повернуты относительно друг друга с возможностью соединения свободных концов горизонтальных элементов одного модуля со свободным концом вертикального элемента смежного модуля.

2, Конструкция по п,1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что вертикальный и горизонтальный элементы модуля сварены вместе.

3, Конструкция по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ а я .. с я тем, что горизонтальные

7 конструкционные элементы выпонены из стали в виде двутаврового профиля, 4. Конструкция по пп,1-3, о т л и ч а ющ а я с я тем,что горизонтальные элементы

5 одного модуля соединены со смежными модулями болтами.

5, Конструкция по пп.1-4, о т л и ч а ющ а я с я тем, что каждый горизонтальный элемент модуля выполнен с прикрепленной

10 к его концу и выступающей за конец соединительной пластиной для соединения со смежным модулем.

6, Конструкция по п,5, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что свободный конец вертикального

15 элемента каждого модуля имеет соединитель, состоящий из вертикальной пластины для соединения с соединительными пластинами горизонтальных элементов.

7, Конструкция по пп.1-6, о т л и ч а ю20 щ а я с я тем, что каждый из верхних и нижних конструкционных элементов расположен в форме прямоугольника, образованного модулями, и включает в себя четыре горизонтальных конструкционных элемен25 та.

8.Конструкция по пп.1-7, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она снабжена диагональными связями, проходящими от по крайней мере, некоторых горизонтальных элементов

30 к вертикальному элементу того же модуля.

9. Модуль для изготовления и ространственной конструкции, включающий соединенные в сварной блок один вертикальный и горизонтальные конструкционные эле35 менты, отличающийся тем, что все горизонтальные конструкционные элементы жестко соединены между собой, например,.сваркой и выступают от одного конца вертикального эле40 мента.

7 1 7

1838527

1838527

Составитель С.Кулакова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2911 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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