Сборная сферическая оболочка
Владельцы патента RU 2520192:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве сборной сферической оболочки покрытий зданий различного назначения. Технический результат изобретения заключается в упрощении изготовления оболочки. Сборная сферическая оболочка содержит шестиугольные панели, разнотипные марки которых одинаковым образом расположены в пределах секторов, имеющих угол при вершине, равный 60°, и общую вершину сферы на панели, выполненной в виде правильного шестиугольника. Неправильные шестиугольные панели имеют убывающие размеры от центральной панели к периферии. Между шестиугольными панелями расположены треугольные панели. Углы шестиугольных панелей описаны окружностями со своими радиусами из центров панелей, смежные шестиугольные панели соединены между собой в точках пересечения или в точках касания окружностей. Панели с центрами, расположенными по границам секторов, выполнены в виде правильных шестиугольников с убывающими к периферии радиусами. 4 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве сборной сферической оболочки покрытий зданий различного назначения, а также для устройства сферических отражателей в зеркальных антеннах и концентраторах энергии.
Известна сборная сферическая оболочка из шестиугольных панелей, разнотипные марки которых одинаковым образом расположены в пределах секторов, имеющих общую вершину в центре панели, выполненной в виде правильного шестиугольника, каждая панель в плане состоит из двух состыкованных по длинным основаниям равнобоких трапеций, боковые стороны которых для всех марок панелей равны, а основания имеют убывающую длину от центральной панели к периферии, причем панели, сопряженные меньшими основаниями трапеций, образуют одинаковые ряды разнотипных марок, повернутые в пределах каждого сектора на одинаковый угол относительно оси, проходящей через центр сферы и перпендикулярной плоскости симметрии сектора. На фиг.5 и 6 известного решения в пределах секторов расположены неправильные шестиугольные панели, составленные из плоских трапеций с размерами, убывающими от вершины к периферии, а по осям (или границам) симметрии 11 секторов расположены правильные шестиугольники (SU 1321794, МПК E04B 7/10, опубл. 07.07.1987).
Недостатком известного решения является сложность и материалоемкость узловых соединений разнотипных панелей, обусловленная тем, что в каждом узле сходится более трех трапециевидных панелей, каждая из которых имеет свое собственное направление в пространстве и свои размеры. В данном случае узлы трапециевидных панелей лежат в одной плоскости, образуя ломаные шестиугольные панели только в случае разбиения сферы неправильными шестиугольниками в секторах 120° или 60°. Получение плоских трапеций шестиугольных панелей, возможно только у панелей, выполненных в виде правильных или симметричных шестиугольников, расположенных на главных линиях-окружностях, проходящих через вершину секторов, или на главных линиях, перпендикулярных границам секторов в виде осей правильных шестиугольников одного размера.
Технический результат заключается в упрощении изготовления и монтажа сборной сферической оболочки за счет снижения числа типоразмеров панелей и элементов, а также уменьшения числа соединяемых монтажных элементов, возможности производить укрупнительную сборку элементов сборной сферической оболочки, повышении надежности работы конструкции.
Технический результат достигается тем, что сборная сферическая оболочка содержит шестиугольные панели, разнотипные марки которых одинаковым образом расположены в пределах секторов, имеющих общую вершину на панели, выполненной в виде правильного шестиугольника, неправильные шестиугольные панели имеют убывающие размеры от вершины секторов к периферии. Внутри секторов, составляющих 60°, между шестиугольными панелями расположены треугольные панели. Углы шестиугольных панелей описаны окружностями со своими радиусами из центров панелей. Смежные шестиугольные панели соединены между собой в одной из точек пересечения или в точке касания окружностей. Панели с центрами, расположенными по границам секторов, выполнены в виде правильных шестиугольников с убывающими к периферии радиусами.
Сущность сборной сферической оболочки поясняется чертежами. На фиг.1 изображен вид сверху сборной сферической оболочки с шестью секторами в плане, составляющими 60°; на фиг.2 - вид сбоку сборной сферической оболочки с шестью секторами в плане, составляющими 60°, на фиг.3 - фрагмент сектора, где шестиугольные панели выполнены в виде плоских круговых панелей; на фиг.4 - фрагмент сектора, где шестиугольные панели выполнены в виде пространственных кругов со сферической отбортовкой.
Сборная сферическая оболочка (фиг.1, 2) содержит шестиугольные панели 1, разнотипные марки которых одинаковым образом расположены в пределах секторов 2, имеющих общую вершину 3 сферы на панели, выполненной в виде правильного шестиугольника 4 и имеют убывающие размеры от вершины секторов к периферии для неправильных шестиугольных панелей 1. Внутри секторов 2, составляющих 60°, между шестиугольными панелями 1 расположены треугольные панели 5, углы 6 шестиугольных панелей 1 описаны своими радиусами из центров 7 панелей, смежные шестиугольные панели 1 соединены между собой в точках пересечения и в точках касания радиусов, при этом одного радиуса панели 1, смежные с центральной шестиугольной панелью 1, выполнены в виде правильных шестиугольников 4 и панели 1 с центрами 7, расположенными по границам 8 секторов 2, выполнены в виде правильных шестиугольников 4 с убывающими от вершины радиусами (выделены серым цветом).
Если вершина 3 секторов расположена на панели в виде правильного треугольника 9 (фиг.3), то смежные с треугольной панелью 9 правильные шестиугольные панели 4 выполнены одного радиуса и далее эти панели расположены на смещенной оси 10 секторов 2 с убывающими к периферии радиусами (выделены серым цветом).
На фиг.1-2 и на фрагменте сектора 2 сборной сферической оболочки (фиг.3) шестиугольные панели 1 выполнены в виде плоских круговых панелей, а между тремя смежными плоскими круговыми панелями расположены остаточные панели 11 с тремя углами 6. Узлы соединения плоских круговых панелей в точках пересечения радиусов выполнены с устройством зазора, компенсирующего нахлест радиусов, с заполнением зазора вставками-прокладками 12, а узлы соединения панелей в точках касания радиусов выполнены без устройства зазора. Центры 7 разнотипных марок (разных радиусов) панелей для каждого сектора 2 обозначены буквами А, Б. На фиг.3 показан также вариант расположения правильной 9 остаточной панели 11 на вершине секторов.
На фиг.1-2 и на фрагменте сектора 2 сборной сферической оболочки (фиг.4) шестиугольные панели 1 выполнены в виде кругов со сферической отбортовкой 13. Смежные круги соединены внахлест 14 и частично перекрывают участки остаточных панелей 11. Центры 7 разнотипных марок (разных радиусов) панелей для каждого сектора 2 обозначены буквами А, Б.
Монтаж сборной строительной сферической оболочки покрытия зданий из шестиугольных 1 и плоских круговых панелей производится установкой их в проектное положение раскреплением панелей со вставками-прокладками 12 или через сферические отбортовки 13 внахлест 14 болтами через отверстия в углах 6. Затем устанавливаются светопрозрачные треугольные панели 5 или для вариантов с плоскими круговыми панелями светопрозрачные остаточные панели 11. Демонтаж оболочек для всех вариантов происходит в обратном порядке: вначале снимаются светопрозрачные остаточные панели 11, снимаются отделочные элементы, затем разъединяются несущие панели путем развинчивания гаек и снятия креплений по углам 6 панелей. Соединительные детали вынимаются из угловых отверстий панелей и вставок.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет упростить изготовление и монтаж сборной сферической оболочки за счет снижения числа типоразмеров панелей и элементов, а также уменьшения числа соединяемых монтажных элементов, производить укрупнительную сборку элементов сборной сферической оболочки, повысить надежность работы конструкции.
Сборная сферическая оболочка, содержащая шестиугольные панели, разнотипные марки которых одинаковым образом расположены в пределах секторов, имеющих общую вершину на панели, выполненной в виде правильного шестиугольника, неправильные шестиугольные панели имеют убывающие размеры от вершины секторов к периферии, отличающаяся тем, что в пределах секторов, составляющих 60°, между шестиугольными панелями расположены треугольные панели, углы шестиугольных панелей описаны окружностями со своими радиусами из центров панелей, смежные шестиугольные панели соединены между собой в точках пересечения или в точках касания окружностей, панели с центрами, расположенными по границам секторов, выполнены в виде правильных шестиугольников с убывающими к периферии радиусами.
