Строительная конструкция (варианты)

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве зрелищных, спортивных, общественных сооружений, а также для быстро сборно-разборных сооружений указанного типа, включая мостовые сооружения. Технический результат изобретения: отнести упрощение конструкции, снижение материалоемкости и повышение сейсмостойкости строительной конструкции и всего сооружения на его основе, упрощение монтажа строительной конструкции и снижение ее веса. По первому варианту изобретения строительная конструкция имеет силовые балки, установленные на основании под углом к нему на горизонтальных шарнирных узлах. Силовые балки соединены между собой гибкими силовыми элементами в верхних своих частях с образованием последними основания гибкого горизонтального каркаса. Строительная конструкция имеет опоры-ограничители. Каждая из опор установлена на основании под соответствующей ей силовой балкой с возможностью взаимодействия с последней. Опоры могут быть установлены шарнирно посредством шарнира на самой силовой балке с возможностью складывания и раскладывания. По второму варианту изобретения строительная конструкция также имеет силовые балки, установленные на основании под углом к нему на горизонтальных шарнирных узлах и связанные между собой гибкими силовыми элементами. Строительная конструкция имеет гибкие силовые растяжки, соединяющие верхние точки силовых балок с основанием. Растяжки установлены вертикально или/и наклонно, но всегда в вертикальной плоскости соответствующей им пары противоположно расположенных силовых балок. По крайней мере одна силовая растяжка в каждой паре противоположно расположенных балок имеет механизм натяжения. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве зрелищных, спортивных, общественных сооружений и тому подобных строительных конструкций, а также для быстро сборно-разборных сооружений указанного типа, включая мостовые сооружения, и представлено в двух вариантах.

В качестве ближайшего аналога может быть выбрана строительная конструкция зрелищного чашеобразного сооружения, содержащая силовые балки в виде перевернутых полуарок, установленных на основании под углом к нему и взаимодействующих с ним, и силовые элементы, соединяющие между собой силовые балки, выполненные в данном сооружении в виде горизонтальных кольцевых площадок, расположенных ярусами по высоте (см. СССР, авт. свид. N 920176, Е 04 Н 3/10, 1980).

Получению требуемого технического результата в известном изобретении препятствует ряд причин, из которых можно выделить, например, сложность монтажа данной конструкции, невозможность демонтажа для перемещения этого сооружения, например, для монтажа на новом месте, узкая специализированность конфигурации известного сооружения (круговая), низкая сейсмостойкость, высокая материалоемкость, ограниченные функциональные возможности, непригодность для проведения определенного круга мероприятий и т.п.

Задачей изобретения в обоих вариантах является создание строительной конструкции, обеспечивающей многофункциональность использования за счет возможности создания сооружений различной формы и конфигурации, а также возможность сборки-разборки с возможностью монтажа на новом месте с соблюдением предусмотренных строительных норм по прочности, сейсмостойкости и т.п.

Технические результаты, достигаемые изобретением - упрощение конструкции, снижение материалоемкости и повышение сейсмостойкости строительной конструкции и всего сооружения на его основе. Кроме того, к техническим результатам можно отнести упрощение монтажа строительной конструкции и снижение ее веса по сравнению с аналогами.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается по первому варианту изобретения тем, что в строительной конструкции, содержащей силовые балки, установленные на основании под углом к нему и взаимодействующие с ним, и силовые элементы, соединяющие между собой силовые балки, согласно изобретению узел взаимодействия каждой силовой балки с основанием выполнен в виде горизонтального шарнирного узла, силовые элементы, соединяющие между собой силовые балки, выполнены гибкими и соединяющими попарно диаметрально противоположно расположенные силовые балки между собой в их верхних точках с образованием гибкими силовыми элементами основания гибкого горизонтального каркаса в верхней части строительной конструкции, при этом строительная конструкция снабжена опорами-ограничителями, каждая из которых установлена на основании под соответствующей ей силовой балкой с возможностью взаимодействия с последней или/и шарнирно установлена на самой силовой балке с возможностью складывания и раскладывания при монтаже-демонтаже строительной конструкции.

Узел взаимодействия каждой опоры-ограничителя с ответной ей силовой балкой может быть снабжен фиксирующим замком.

Строительная конструкция по первому варианту изобретения может быть снабжена горизонтально ориентированными балками, одним концом шарнирно соединенными каждая со своей опорой-ограничителем в верхней ее части, а также снабжена поддерживающими вертикальными тросами, соединяющими между собой верхний конец каждой силовой балки со свободным концом ответной ей горизонтально ориентированной балки.

По второму варианту изобретения поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в строительной конструкции, содержащей силовые балки, установленные на основании под углом к нему и взаимодействующие с ним, и силовые элементы, соединяющие между собой силовые балки, согласно изобретению узел взаимодействия каждой силовой балки с основанием выполнен в виде горизонтально шарнирного узла, силовые элементы, соединяющие между собой силовые балки, выполнены гибкими и соединяющими попарно диаметрально противоположно расположенные силовые балки между собой в их верхних точках с образованием гибкими силовыми элементами основания гибкого горизонтального каркаса в верхней части строительной конструкции, при этом строительная конструкция имеет гибкие силовые растяжки, соединяющие верхние точки силовых балок с основанием, расположенные вертикально и/или наклонно, оставаясь при этом в вертикальной плоскости соответствующей им пары противоположно расположенных силовых балок, и являющиеся самостоятельными силовыми элементами или продолжением гибких силовых элементов, а по крайней мере одна силовая растяжка в каждой паре противоположно расположенных силовых балок снабжена механизмом натяжения.

Механизм натяжения силовой растяжки может быть выполнен традиционным, например, в виде тандера или лебедки.

На фиг. 1 изображена строительная конструкция по первому варианту изобретения; на фиг. 2 - строительная конструкция по второму варианту изобретения.

По первому варианту изобретения строительная конструкция содержит силовые балки 1, установленные на основании 2 под углом к нему и силовые элементы 3, соединяющие между собой силовые балки 1. Узел установки или узел взаимодействия силовых балок 1 с основанием 2 выполнен в виде горизонтального шарнирного узла 4. Силовые элементы 3 выполнены гибкими и соединяющими между собой попарно диаметрально противоположно расположенные силовые балки 1 в их верхних точках. Силовые элементы 3 соединяют силовые балки 1 таким образом, что образуют основание гибкого горизонтального каркаса в верхней части строительной конструкции, который может служить, например, в варианте стадиона, теннисного корта и т.п. для организации кровли всего сооружения на основе данной строительной конструкции. Строительная конструкция имеет опоры-ограничители 5. Каждая из опор 5 установлена на основании под соответствующей ей силовой балкой 1 с возможностью взаимодействия с последней. Каждая опора - ограничитель также может быть установлена посредством шарнира 6 на соответствующей ей силовой балке 1 с возможностью складывания и раскладывания при монтаже-демонтаже строительной конструкции.

Узел взаимодействия каждой опоры-ограничителя 5 с соответствующей ей силовой балкой 1 может быть снабжен фиксирующим замком (не показано).

Строительная конструкция может быть снабжена горизонтально ориентированными балками 7. Балки 7 одним концом посредством шарнира 8 соединены каждая со своей опорой-ограничителем 5. Поддерживающие тросы 9 соединяют между собой верхний конец каждой силовой балки 1 со свободным концом ответной ей горизонтально ориентированной балки 7.

По второму варианту изобретения строительная конструкция, аналогично первому варианту изобретения, содержит силовые балки 1, установленные на основании 2 под углом к нему. Гибкие силовые элементы 3 соединяют между собой попарно диаметрально противоположно расположенные силовые балки 1 в их верхних точках и образуют таким образом основание гибкого горизонтального каркаса в верхней части строительной конструкции. Силовые балки 1 установлены на основании 2 посредством горизонтальных шарнирных узлов.

В отличие от первого варианта изобретения во второй вариант изобретения внесены существенные изменения. Строительная конструкция имеет гибкие силовые растяжки 10. Растяжки 10 соединяют верхние точки силовых балок 1 с основанием 2. Растяжки 10 расположены вертикально и/или наклонно (не показано). При этом растяжки 10 остаются в вертикальной плоскости соответствующей им пары противоположно расположенных силовых балок 1. Растяжки 10 могут являться как самостоятельными силовыми элементами, так и продолжением гибких силовых элементов 3. По крайней мере одна силовая растяжка 10 в каждой паре противоположно расположенных силовых балок 1 снабжена механизмом натяжения 11. В свою очередь, механизм натяжения 11 может быть выполнен традиционным образом: или в виде тандера, или в виде лебедки, или в виде т.п. устройств.

Строительная конструкция по первому варианту изобретения функционирует следующим образом.

Силовые балки 1 на горизонтальных шарнирных узлах 4 устанавливаются на основании 2 и "разводятся" в разные стороны, натягивая гибкий силовой элемент 3. Уравновешивание положения строительной конструкции обеспечивают опоры-ограничители 5. Если они устанавливаются на основании 2 автономно, то силовая балка 1, под которой установлена опора-ограничитель 5, опирается на нее и может быть зафиксирована фиксирующим замком (не показано). Если опора-ограничитель 5 шарнирно установлена на силовой балке 1 посредством шарнира 6, то она откидывается, опирается на основание 2 и также может быть зафиксирована фиксирующим замком (не показано).

Изображенные на фиг. 1 элементы строительной конструкции устанавливаются несколько, например, по кругу или параллельно друг другу. В первом случае для зрелищного сооружения, последнее представляет собой трибуны (силовые балки 1) вокруг круговой арены. Гибкие силовые элементы 3, перекрещиваясь в центре, образуют основание гибкого горизонтального каркаса в верхней части строительной конструкции, который может быть использован для организации крытого зрелищного сооружения. То же самое имеет место в случае параллельной установки нескольких изображенных на фиг. 1 элементов строительной конструкции. В результате может быть получен легко возводимый крытый стадион, теннисный корт и т.п.

Когда сооружение на основе предлагаемой строительной конструкции должно иметь масштабные размеры, в его конструкцию могут быть введены горизонтально ориентированные балки 7 и поддерживающие вертикальные тросы 9. Тросы 9 соединяют верхние концы силовых балок 1 со свободными концами горизонтально ориентированных балок 7, противоположные концы которых посредством шарниров 8 соединены с опорами-ограничителями 5. Образованное таким образом пространство может быть использовано как "подтрибунное" пространство для размещения функциональных служб, раздевалок, фойе и т.п.

Устойчивость строительной конструкции дополнительно определяется распределенной нагрузкой p, действующей по длине силовых балок 1. Нагрузка p возникает и определяется не только собственным весом силовых балок 1, но, например, и весом зрителей при использовании силовых балок 1 в качестве трибун созданного на основе предлагаемой строительной конструкции зрелищного сооружения.

Таким образом, в результате соединения нескольких элементов строительной конструкции можно получить сооружение простой, облегченной конструкции, с низкой материалоемкостью, которое легко смонтировать. Сооружения на основе предлагаемой строительной конструкции в силу самой ее специфики обладают высокой сейсмостойкостью.

Строительная конструкция по второму варианту изобретения функционирует следующим образом.

Силовые балки 1 так же, как и в первом варианте изобретения, устанавливаются на основании 2 на горизонтальных шарнирных узлах 4. Гибкий силовой элемент 3 обеспечивает заданный "развал" силовых балок 1. Жестко связанная с основанием 2 одна из гибких силовых растяжек 10 определяет и фиксирует положение всей строительной конструкции в пространстве (левая половина фиг. 2). Через другую гибкую силовую растяжку 10, также жестко связанную с основанием 2, но имеющую механизм натяжения 11, производится натяжение всех элементов строительной конструкции до заданных параметров. Таким образом получается устойчивая, зафиксированная строительная конструкция, пригодная для использования.

При этом гибкие силовые растяжки 10, соединяющие верхние точки силовых балок 1 с основанием 2, расположены вертикально, как показано на фиг. 2, или наклонно, например, к центру строительной конструкции или от него (не показано). Растяжки 10 могут одновременно располагаться, частично вертикально, а частично наклонно (не показано). Но при этом всегда гибкие силовые растяжки 10 остаются в вертикальной плоскости соответствующей им пары противоположно расположенных силовых балок 1 и могут являться как самостоятельными силовыми элементами, так и продолжением гибких силовых элементов 3.

Процесс монтажа строительной конструкции может выглядеть иначе. Имеются фиксированные длины гибкого силового элемента 3 и одной из гибких силовых растяжек 10, не имеющей механизма натяжения 11. Другая гибкая силовая растяжка 10 с механизмом натяжения 11 имеет нефиксированную длину посредством последнего. Приводя механизм натяжения 11 в действие, гибкая силовая растяжка 10, в составе которой он имеется, натягивается, строительная конструкция "раскрывается" (прежде силовые балки 1 были установлены на основании 2 на горизонтальных шарнирных узлах 4, а вторая гибкая силовая растяжка 10 жестко связана с основанием 2), и механизмом натяжения 11 степень натяжения и нагрузки доводится до заданных параметров. Строительная конструкция смонтирована.

Так же, как и в первом варианте изобретения устанавливается несколько изображенных на фиг. 2 элементов строительной конструкции или вокруг круговой арены, или вдоль прямоугольных площадок. Во всех случаях гибкие силовые элементы 3 образуют основание гибкого горизонтального каркаса в верхней части строительной конструкции. Во всех случаях есть возможность получить крытое зрелищное, спортивное сооружение, крытый павильон для экспозиций, эллинг, ангар и т.п. Распределенная нагрузка p по длине силовых балок 1 от собственного ли веса, веса зрителей, полезной нагрузки (корпуса яхт, например) придает строительной конструкции и всему сооружению на его основе большую жесткость. Конструкция легка, проста, удобна, просто монтируется и обладает высокими сейсмостойкими характеристиками.

По второму варианту изобретения предлагаемая строительная конструкция может быть использована в качестве легкого подвесного моста. Установленные параллельно друг другу несколько элементов строительной конструкции, изображенные на фиг. 2, своими гибкими силовыми элементами 3 образуют основание горизонтального каркаса мостового полотна в верхней части строительной конструкции. На фиг. 2 показана распределенная нагрузка р по длине основания гибкого горизонтального каркаса, образованного гибкими силовыми элементами 3. Это может быть пешеходным мостом, а при достаточной мощности элементов конструкции - автомобильным и т.д. При этом в варианте мостового сооружения строительная конструкция по второму варианту изобретения обладает теми же свойствами, что и в варианте зрелищного сооружения: простота конструкции, легкость ее, простота монтажа, малая материалоемкость и высокие характеристики по сейсмостойкости.

Предлагаемая строительная конструкция во всех вариантах исполнения изготавливается из традиционных для таких объектов материалов с применением традиционных технологий, в том числе и по монтажу, и может быть изготовлена в любом варианте и конфигурации в условиях серийного производства объектов такого типа.

Формула изобретения

1. Строительная конструкция, содержащая силовые балки, установленные на основании под углом к нему и взаимодействующие с ним, и силовые элементы, соединяющие между собой силовые балки, отличающаяся тем, что узел взаимодействия каждой силовой балки с основанием выполнен в виде горизонтального шарнирного узла, силовые элементы, соединяющие между собой силовые балки, выполнены гибкими и соединяющими попарно диаметрально противоположно расположенные силовые балки между собой в их верхних точках с образованием гибкими силовыми элементами основания гибкого горизонтального каркаса в верхней части строительной конструкции, при этом строительная конструкция снабжена опорами-ограничителями, каждая из которых установлена на основании под соответствующей ей силовой балкой с возможностью взаимодействия с последней или/и шарнирно установлена на самой силовой балке с возможностью складывания и раскладывания при монтаже-демонтаже строительной конструкции.

2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что узел взаимодействия каждой опоры-ограничителя с ответной ей силовой балкой снабжен фиксирующим замком.

3. Конструкция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена горизонтально ориентированными балками, одним концом шарнирно соединенными каждая со своей опорой-ограничителем в верхней части, а также снабжена поддерживающими вертикальными тросами, соединяющими между собой верхний конец каждой силовой балки со свободным концом ответной ей горизонтально-ориентированной балки.

4. Строительная конструкция, содержащая силовые балки, установленные на основании под углом к нему и взаимодействующие с ним, и силовые элементы, соединяющие между собой силовые балки, отличающаяся тем, что узел взаимодействия каждой силовой балки с основанием выполнен в виде горизонтального шарнирного узла, силовые элементы, соединяющие между собой силовые балки, выполнены гибкими и соединяющими попарно диаметрально противоположно расположенные силовые балки между собой в их верхних точках с образованием гибкими силовыми элементами основания гибкого горизонтального каркаса в верхней части строительной конструкции, при этом строительная конструкция имеет гибкие силовые растяжки, соединяющие верхние точки силовых балок с основанием, расположенные вертикально или/и наклонно, оставаясь при этом в вертикальной плоскости соответствующей им пары противоположно расположенных силовых балок и являющиеся самостоятельными силовыми элементами или продолжением гибких силовых элементов, а по крайней мере одна силовая растяжка в каждой паре противоположно расположенных силовых балок снабжена механизмом натяжения.

5. Конструкция по п.4, отличающаяся тем, что механизм натяжения выполнен, например, в виде тандера или лебедки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству большепролетных сооружений и может быть использовано при строительстве и реконструкции больших крытых залов, преимущественно зрелищных и спортивных

Изобретение относится к спортивным сооружениям, а именно к площадкам спортивным для проведения различных игр, спортивных соревнований, используется для эстрадных представлений и предполагает широкое участие в действии не только непосредственных участников, находящихся на площадке, но и зрителей, и даже телезрителей, что позволяет создать совершенно новое направление развития спортивного и экстрадного шоу-бизнеса, кроме того, площадка может использоваться для моделирования испытаний строительных конструкций

Изобретение относится к оборудованию сооружений, в частности залов, легкоатлетических манежей, вмещающих виражи круговых беговых дорожек

Изобретение относится к оборудованйю помещений, предназначенных для обучения с помощью компьютерной видеотехники

Изобретение относится к области строительства зрелищных и спортивных сооружений многофункционального назначения

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкции и способу монтажа каркасной крыши с большими пролетами

Стадион // 2187611
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении стадионов и спортивно-зрелищных сооружений
Храм // 2190072
Изобретение относится к строительству, в частности к возведению культовых сооружений

Изобретение относится к конструкциям малых архитектурных сооружений и форм и касается, в частности, мемориальных памятников, возводимых как надгробья над погребениями усопших и над местами условных захоронений трупов умерших и погибших людей

Изобретение относится к области строительства, в частности к стадиону с ареной, преимущественно ледовой

Изобретение относится к сооружениям общественного и спортивного назначения, органически вписанным в существующую городскую застройку, возводимым исходя из общественной потребности в непосредственной близости от действующих объектов, предпочтительно реконструированных, автомобильно-дорожных или метромостов

Изобретение относится к области производства строительных конструкций и может быть использовано для трансформации ледовой арены

Изобретение относится к области строительства, в частности к большепролетному зданию
Наверх