Пространственное ячеистое купольное покрытие

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении купольных покрытий зданий и сооружений различного функционального назначения. Технический результат заключается в создании легких и жестких в работе конструкции многогранных теплоизолирующих панелей при малом количестве их типоразмеров. Сущность изобретения: пространственное ячеистое купольное покрытие содержит смонтированные под углом одна к другой пяти- и шестиугольные панели, соединенные друг с другом по смежным краям. Покрытие дополнительно снабжено по низу трапециевидными равнобедренными панелями, равными половине шестигранных панелей. Все панели дополнительно оснащены ребрами жесткости, расположенными на их поверхности между геометрическим центром панели и ее углами. По периферии каждой панели на их краях образованы выступы и пазы для соединения смежных панелей. Панели выполнены из стеклофибробетона. Ребра жесткости расположены на наружной или на внутренней поверхности панели и в них заформована теплоизоляция, а между ребрами жесткости поверхность панели покрыта закладной или заливочной теплоизоляцией, в качестве которой применен пороизол. Наружная поверхность панели и теплоизоляция защищены гидроизоляцией. 7 з.п.ф-лы, 8 ил.

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, установленными в вершинах равнобедренных треугольников. 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 1997г., МКИ Е 04 В 7/08).

Известна также конструкция купольного покрытия, выполненного из треугольных плит, соединенных своими смежными сторонами друг с другом при помощи полуцилиндрических накладок, установленных вдоль стыка плит. Края накладок упираются в фигурные пазы, образованные вдоль краев плит. Сквозь накладки пропущены стяжные болты, пропущенные в стыках плит и прижимающие накладки к поверхности плит (ФРГ OS 3301917 от 1984г., МКИ Е 04 В 7/10).

Наиболее близким аналогом, принимаемым за прототип предложенному изобретению, является конструкция пространственного купольного ячеистого покрытия, образованного чередующимися пяти- и шестиугольными панелями, смонтированными под углом один к другому и соединенными друг с другом по смежным краям, и снабженного по низу трапециевидными равнобедренными панелями, равными половине шестигранных панелей (WO 91/31883 А1, 23.07.1998).

Недостатком всех упомянутых выше аналогов, включая прототип, является недостаточно надежная фиксация элементов купольного покрытия относительно друг друга в процессе сборки, массивность элементов, невысокие теплоизоляционные качества.

Задача предлагаемого изобретения заключается в создании многогранных легких и жестких в работе конструкции теплоизолирующих панелей при малом количестве их типоразмеров.

Эта задача решается тем, что пространственное ячеистое купольное покрытие содержит смонтированные под углом одна к другой пяти- и шестиугольные панели, соединенные друг с другом по смежным краям. Покрытие дополнительно снабжено по низу трапециевидными равнобедренными панелями, равными половине шестигранных панелей. Все панели дополнительно оснащены ребрами жесткости, расположенными на их поверхности между геометрическим центром панели и ее углами. По периферии каждой панели на их краях образованы выступы и пазы для соединения смежных панелей. Панели выполнены из стеклофибробетона. Ребра жесткости расположены на наружной или на внутренней поверхности панели и в них заформована теплоизоляция, а между ребрами жесткости поверхность панели покрыта закладной или заливочной теплоизоляцией, в качестве которой применен пороизол. Наружная поверхность панели и теплоизоляция защищены гидроизоляцией. Выступы по периферии каждой панели выполнены в виде отогнутых на краях панели при ее формовании бортиков, в которых образованы соосные пазы под стяжные болты. Пазы по периферии каждой панели выполнены в виде размещенной с равномерным шагом по части ее краев перфорации прямоугольного сечения, а на другой части ее краев с тем же шагом выполнены с возможностью взаимодействия с пазами смежной панели при сборке купольного покрытия наклонные выступы. Все или часть наклонных выступов снабжена отверстиями, в которых установлены с возможностью взаимодействия с поверхностью смежной панели клинья. В части или во всех пазах установлены с возможностью взаимодействия с поверхностью смежной панели клинья.

Сопоставительный анализ заявленной конструкции с прототипом показывает, что она отличается тем, что все панели дополнительно оснащены ребрами жесткости, расположенными на их поверхности между геометрическим центром панели и ее углами. По периферии каждой панели на их краях образованы выступы и пазы для соединения смежных панелей. Панели выполнены из стеклофибробетона. Ребра жесткости могут быть расположены на наружной или на внутренней поверхности панели и в них может быть заформована теплоизоляция, а между ребрами жесткости поверхность панели может быть покрыта закладной или заливочной теплоизоляцией, в качестве которой может быть применен пороизол. Наружная поверхность панели и теплоизоляция защищены гидроизоляцией. Выступы по периферии каждой панели могут быть выполнены в виде отогнутых на краях панели при ее формовании бортиков, в которых образованы соосные пазы под стяжные болты. Кроме того, пазы по периферии каждой панели могут быть выполнены в виде размещенной с равномерным шагом пo части ее краев перфорации прямоугольного сечения, а на другой части ее краев с тем же шагом выполнены с возможностью взаимодействия с пазами смежной панели при сборке купольного покрытия наклонные выступы. Все или часть наклонных выступов может быть снабжена отверстиями, в которых установлены с возможностью взаимодействия с поверхностью смежной панели клинья. В части или во всех пазах могут быть установлены с возможностью взаимодействия с поверхностью смежной панели клинья.

Сравнение предлагаемого купольного покрытия с другими известными техническими решениями того же назначения показывает, что оснащение панелей ребрами жесткости, расположение ребер жесткости на поверхности панели между геометрическим центром и ее углами, размещение в этих ребрах жесткости теплоизоляции, а также устройство теплоизоляции на наружной поверхности панели позволяет придавать панелям теплоизоляционные свойства и изготавливать панели из относительно легкого материала, каким является стеклофибробетон, придавая панели необходимую при монтаже и работе конструкции купольного покрытия жесткость.

Изобретение поясняется на примерах его выполнения. На чертежах изображено: на фиг.1 - общий вид купольного покрытия; на фиг.2 - размещение ребер жесткости на поверхности панелей; на фиг.3 - стыковка смежных панелей; на фиг.4 - узел крепления смежных панелей, вариант 1, сечение по А-А; на фиг.5 - расположение клина в пазу панели, сечение по В-В; на фиг.6 - расположение клина в отверстии выступа; сечение по С-С; на фиг.7 - поперечное сечение по Д-Д ребра жесткости; на фиг.8 - вид в плане шестиугольной панели.

Пространственное ячеистое купольное покрытие содержит смонтированные под углом одна к другой пяти- и шестиугольные панели 1 и 2, соединенные друг с другом по смежным краям 3 и 4. Покрытие дополнительно снабжено по низу трапециевидными равнобедренными панелями 5, равными половине шестигранных панелей. Все панели дополнительно оснащены ребрами жесткости 6, расположенными на их поверхностях 7 между геометрическим центром 8 панели и ее углами 9.

По периферии каждой панели на их краях 3 и 4 образованы выступы и пазы для соединения смежных панелей. Панели выполнены из стеклофибробетона. Ребра жесткости расположены на наружной 10 или на внутренней (не показано) поверхности панели и в них заформована теплоизоляция 11, а между ребрами жесткости поверхность панели покрыта закладной или заливочной теплоизоляцией 12, в качестве которой может быть применен пороизол. Наружная поверхность панели и теплоизоляция защищены гидроизоляцией 13. Выступы по периферии каждой панели могут быть выполнены в двух вариантах: в первом варианте в виде отогнутых на краях панели при ее формовании бортиков 14, в которых образованы соосные пазы 15 под стяжные болты 16. Во втором варианте пазы по периферии каждой панели выполнены в виде размещенной с равномерным шагом "а" по части ее краев 4 перфорации 17 прямоугольного сечения, а на другой части ее краев 3 с тем же шагом выполнены с возможностью взаимодействия с пазами смежной панели при сборке купольного покрытия наклонные выступы 18. Все или часть наклонных выступов снабжена отверстиями 19, в которых установлены с возможностью взаимодействия с поверхностью 10 смежной панели клинья 20. В части или во всех перфорированных пазах 17 установлены с возможностью взаимодействия с поверхностью 10 смежной панели клинья 21. Внутри купольного покрытия могут быть установлены опорные колонны 22, которые могут выполнять роль монтажных приспособлений или оставляемых внутри купола конструктивных элементов, несущих покрытия 23. Вокруг опорных колонн или между ними может быть смонтирована лестница 24.

Панели 1, 2 и 5 изготавливаются на полигоне или в заводских условиях путем набрасывания на форму - основание (не показана) стеклофибробетонной смеси, формуя таким образом основной диск 25 панели, на который затем устанавливается теплоизоляционный вкладыш 11 ребра жесткости 6. Этот вкладыш служит формообразующим элементом ребра жесткости 6, который изготавливается также путем набрасывания на него стеклофибробетонной смеси. В местах образования пазов 1, перфорированных пазов 17 или отверстий 19 при формовании панели устанавливают съемные вкладыши, удаляемые после схватывания стеклофибробетона. Таким образом формуют пяти- и шестиугольные панели 1 и 2; трапециевидные панели формуют на той же форме - основании, что и шестиугольные. Теплоизоляция 12 может быть установлена на поверхность панелей как при их изготовлении, так и после монтажа в купольное покрытие. Теплоизоляция может быть выполнена в виде закладного пороизола, когда блоки этого материала изготавливаются в другом месте, а затем укладываются на поверхность панели в проектное положение, либо в виде заливного пороизола, когда пороизол в виде полуфабриката, транспортируемого по трубам, подается в место укладки и затем там твердеет. Гидроизоляция укладывается после монтажа купольного покрытия. При формовании ребер жесткости на внутренней поверхности панели в технологию ее изготовления добавляется еще операция по кантованию готового изделия на 180 градусов.

Монтаж купольного покрытия при первом варианте соединения панелей начинают снизу, соединения панели стяжными болтами 16, вставленными в соосные пазы 15.

При втором варианте соединения панелей монтаж ведут сверху, используя опорные колонны 22. К уже смонтированной плите подводят смежную плиту таким образом, чтобы выступы 18 одной плиты попали в перфорированные пазы 17 смежной плиты, после чего устанавливают клинья 20 и 21, прижимая одну плиту к другой. По окончании монтажа плит места их стыковки, пазы и клинья теплоизолируют и покрывают гидроизоляцией.

Клинья 20 и 21 могут быть выполнены из немагнитного материала, например из антисептированного дерева, и тогда вся конструкция купольного покрытия приобретает немагнитные свойства и может быть использована в зданиях, где требуется повышенная изоляция от воздействия магнитных панелей.

Формула изобретения

1. Пространственное ячеистое купольное покрытие, содержащее смонтированные под углом одна к другой пяти- и шестиугольные панели, соединенные друг с другом со смежным краям и снабженные по низу трапециевидными равнобедренными панелями, равными половине шестигранных панелей, отличающееся тем, что все панели, дополнительно оснащены ребрами жесткости, расположенными между геометрическим центром панели и ее углами на их наружной или внутренней поверхности, а по периферии каждой панели на их краях образованы выступы и пазы для соединения смежных панелей, при этом пазы выполнены в виде перфорации прямоугольного сечения, размещенной с равномерным шагом по части ее краев, а на другой части краев этой панели с тем же шагом выполнены с возможностью взаимодействия с пазами смежной панели при сборке купольного покрытия наклонные выступы.

2. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что панели выполнены из стеклофибробетона.

3. Пространественное ячеистое купольное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что в ребрах жесткости заформована теплоизоляция.

4. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что поверхность панели покрыта закладной или заливочной теплоизоляцией, расположенной между ребрами жесткости.

5. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п. 3 или 4, отличающееся тем, что в качестве теплоизоляции применен пороизол.

6. Пространственное ячеистое купольное покрытие по любому из пп. 3-5, отличающееся тем, что наружная поверхность панели и теплоизоляция защищены гидроизоляцией.

7. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что все или часть наклонных выступов снабжена отверстиями, в которых установлены с возможностью взаимодействия с поверхностью смежной панели клинья.

8. Пространственное ячеистое купольное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что в части или во всех пазах установлены с возможностью взаимодействия с поверхностью смежной панели клинья.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8