EA021858B1

EA021858B1 - Net vault

Info

Publication number: EA021858B1
Application number: EA201200657A
Authority: EA
Inventors: Дмитрий Александрович Локтев; Иван Семенович Инжутов; Сергей Владимирович Деордиев; Николай Анатольевич Сивчук; Виктор Иванович Жаданов; Владимир Николаевич Ермолин
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2015-09-30
Also published as: EA201200657A1; RU2484210C1

Abstract

The invention relates to construction and can be used as a net vault in buildings of different purposes. Technical result consists in improvement of rigidity and stability of the structure and reduction of labour intensiveness at manufacture and installation. In order to achieve it, a net vault includes interconnected longitudinal (1) elements and elements (2, 3) transverse to the longitudinal axis of the vault. Elements create a net with a rectangular cell along the cylindrical surface of the vault. Transverse elements are arranged in a staggered order to form split arcs along the vault arch. Transverse elements are made of a bar of a rectangular cross section and connected at the ends and in the centre with adjacent longitudinal elements. Each of the specified types of connection units is arranged in a staggered order. A new feature is that longitudinal elements (1) are made as continuous of double-tee or channel cross section, mainly from isotropic materials. Ends of transverse elements are joined with the longitudinal element in one level. Ends of transverse elements are chamfered with a possibility of their being coupled with the web and flanges of the double-tee or the channel, and in connection units in the centre of transverse elements the longitudinal and transverse elements are arranged floor by floor.

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве сетчатого свода под здания различного назначения.The invention relates to construction and can be used as a mesh arch for buildings for various purposes.

Известно деревянное сводчатое перекрытие, составленное из сборных арок с прогонами, арки выполнены из однотипных элементов - косяков, соединенных между собой внахлестку и закрепленных штырями, пропущенными через отверстия на концах косяков, прогоны снабжены пазами, в которых сверху или снизу зажаты средины стыков косяков, между смежными арками установлены деревянные распорки, при этом арки скреплены между собой тягами, пропущенными через отверстия на концах соединяемых косяков, а по косякам уложены распирающие щиты (авт.св. СССР № 41665, дата приоритета 14.01.1934, дата публикации 20.02.1935, автор Березкин А.П.).A wooden vaulted ceiling is known, made up of prefabricated arches with girders, arches are made of the same type of elements - jambs connected by lap and secured with pins passing through holes at the ends of the jambs, the runs are provided with grooves in which the middle of the joints of the jambs are clamped above or below, between wooden arches are installed adjacent arches, while the arches are fastened together by rods passed through the holes at the ends of the jambs to be joined, and bursting boards are laid on the jambs (ed. St. USSR No. 41665, d is the priority of 14.01.1934, publication date 20.02.1935, author Berezkin AP).

Недостатком аналога является высокая материалоемкость сводчатого перекрытия, обусловленная такими конструктивными особенностями, как соединение косяков внахлестку, повышающее их материалоемкость, соединение стыков косяков с прогонами, требующее увеличение поперечного сечения прогонов вследствие выполнения в них пазов, так как последние являются концентраторами напряжений, отрицательно влияющими на работу прогонов, установка деревянных распорок, тяг, распирающих щитов, необходимых для обеспечения жесткости и устойчивости свода, также повышающие материалоемкость конструкции, а отсутствие межузловых связей, кроме того, отрицательно влияет на жесткость и устойчивость свода.The disadvantage of the analogue is the high material consumption of the vaulted overlap, due to such design features as the connection of the jambs overlap, increasing their material consumption, the connection of the joints of the jambs with the girders, requiring an increase in the cross section of the girders due to the grooves in them, since the latter are stress concentrators that negatively affect the work girders, installation of wooden struts, rods, bursting shields, necessary to ensure rigidity and stability of the arch, t kzhe increasing material consumption structure and the absence of inter-node communications, in addition, adversely affects the rigidity and stability of the arch.

Известен сетчатый деревянный свод-оболочка, принятый в качестве прототипа, содержащий связанные между собой продольные и поперечные по отношению к продольной оси свода элементы, выполненные из бруса прямоугольного сечения, продольные и поперечные элементы образованы сеткой из сквозных и набегающих в продольном и поперечном направлениях элементов с торцами последних, примыкающими к середине пласти сквозных продольных или поперечных элементов, при этом набегающий в продольном направлении элемент примыкает прямоугольным торцом к пласти поперечного сквозного элемента, а набегающий в поперечном направлении элемент примыкает скошенным торцом к пласти продольного сквозного элемента, в каждом из чередующихся узлов сетки два набегающих элемента соединены со сквозным элементом с помощью, по меньшей мере, двух стержневых металлических стяжек, стержни стяжек пропущены через отверстия, выполненные в сквозном элементе, в месте сопряжения, перпендикулярно пласти, на концы стержней насажены стыкуемые соответственно набегающие элементы, в которых перпендикулярно стыкуемым торцам выполнены соответствующие стержням отверстия, а на боковой грани набегающих элементов, в нейтральной зоне напряжений, выполнены монтажные пазы, обеспечивающие возможность установки и затяжки гаек или эксцентриков, при этом в узлах сопряжения установлены межузловые связи (патент РФ на изобретение № 2424403, дата приоритета 04.03.2010, дата публикации 20.07.2011, авторы Инжутов И.С., Енджиевский Л.В., Локтев Д.А, Сивчук Н.А., КИ, прототип).Known mesh wooden arch-shell, adopted as a prototype, containing interconnected longitudinal and transverse with respect to the longitudinal axis of the arch elements made of square beam, longitudinal and transverse elements are formed by a network of through and running in the longitudinal and transverse directions of the elements the ends of the latter adjacent to the middle of the formation of through longitudinal or transverse elements, while the longitudinally running element adjoins the square with a rectangular end and a transverse through element, and a transversely extending element adjoins with an oblique end face to the plate of a longitudinal through element, in each of the alternating mesh nodes two oncoming elements are connected to the through element with at least two rod metal ties, the tie rods are passed through holes made in the through element, in the place of mating, perpendicular to the face, on the ends of the rods are joined mating, respectively, incident elements in which perpendicular to the mating holes were made corresponding to the rods, and mounting grooves were made on the lateral edge of the oncoming elements, in the neutral voltage zone, which made it possible to install and tighten nuts or eccentrics, while inter-node connections were established in the interface nodes (RF patent for invention No. 2424403, priority date 04.03 .2010, publication date 07/20/2011, authors Inzhutov I.S., Endzhievsky L.V., Loktev D.A., Sivchuk N.A., KI, prototype).

Недостатками прототипа являются сложность конструкции, трудоемкость монтажа и недостаточная жесткость, обусловленные конструктивными особенностями и большим числом узлов сопряжения элементов. Это связано, во-первых, с использованием разрезных продольных элементов, которые в каждом втором узле прерываются поперечными элементами, что увеличивает количество элементов в целом и, тем самым, влечет рост трудоемкости изготовления и монтажа конструкции; во-вторых, с выполнением продольных элементов из древесины, которые испытывают местное смятие поперек волокон, что ввиду небольшой жесткости древесины поперек волокон обуславливает повышенные узловые деформации, и, соответственно, снижение общей жесткости свода-оболочки.The disadvantages of the prototype are the design complexity, the complexity of installation and insufficient rigidity due to design features and a large number of nodes of the elements. This is due, firstly, to the use of split longitudinal elements, which are interrupted in each second node by transverse elements, which increases the number of elements as a whole and, thereby, leads to an increase in the laboriousness of manufacturing and installation of the structure; secondly, with the implementation of longitudinal elements made of wood, which experience local crushing across the fibers, which, due to the small stiffness of the wood across the fibers, leads to increased nodal deformations, and, accordingly, a decrease in the overall stiffness of the arch-shell.

Задачей изобретения является повышение жесткости и снижение трудоемкости изготовления и монтажа сетчатого свода за счет использования неразрезных продольных элементов двутаврового или швеллерного сечения.The objective of the invention is to increase stiffness and reduce the complexity of manufacturing and installation of the mesh arch through the use of continuous longitudinal elements of the I-beam or channel section.

Для решения поставленной задачи в сетчатом своде, содержащем связанные между собой продольные и поперечные по отношению к продольной оси свода элементы, образующие сетку с прямоугольной ячейкой по цилиндрической поверхности свода, поперечные элементы расположены в шахматном порядке с образованием разрезных арок по дуге свода, выполнены из бруса прямоугольного сечения и соединены по торцам и в центре с примыкающими к ним продольными элементами с расположением каждого из указанных типов узлов соединения в шахматном порядке, согласно изобретению, продольные элементы выполнены неразрезными двутаврового или швеллерного сечения, при этом торцы поперечных элементов состыкованы с продольным элементом в одном уровне, причем концы поперечных элементов скошены с возможностью их сопряжения со стенкой и полками двутавра или швеллера, а в узлах соединения по центру поперечных элементов продольный и поперечный элементы расположены поэтажно.To solve the problem in a mesh vault containing interconnected longitudinal and transverse with respect to the longitudinal axis of the arch elements forming a grid with a rectangular cell along the cylindrical surface of the arch, the transverse elements are staggered with the formation of split arches along the arch of the arch, made of timber rectangular section and connected at the ends and in the center with adjacent longitudinal elements with the location of each of these types of connection nodes in a checkerboard pattern, according to upon acquisition, the longitudinal elements are made continuous by an I-beam or channel section, while the ends of the transverse elements are joined to the longitudinal element at the same level, the ends of the transverse elements being beveled so that they can be mated with the wall and shelves of the I-beam or channel, and in the nodes of the joints, the longitudinal and transverse elements are arranged floor by floor.

Согласно изобретению продольные элементы выполнены из изотропных материалов.According to the invention, the longitudinal elements are made of isotropic materials.

На фиг. 1 схематично изображен фрагмент сетчатого свода с неразрезными продольными элементами; на фиг. 2 показан пример выполнения узла соединения поперечных элементов в уровне продольного элемента, узел А на фиг. 1; на фиг. 3 показан пример выполнения поэтажного узла соединения поперечного элемента с продольным элементом, узел Б на фиг. 1.In FIG. 1 schematically shows a fragment of a mesh vault with continuous longitudinal elements; in FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a node for connecting the transverse elements at the level of the longitudinal element, node A in FIG. one; in FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a floor unit for connecting a transverse element with a longitudinal element, node B in FIG. one.

Заявляемый сетчатый свод содержит связанные между собой продольные 1 и поперечные 2, 3 по отношению к продольной оси свода элементы. Продольные элементы выполнены двутаврового илиThe inventive mesh arch contains interconnected longitudinal 1 and transverse 2, 3 with respect to the longitudinal axis of the arch elements. Longitudinal elements are made of I-beam or

- 1 021858 швеллерного сечения, преимущественно из изотропных материалов, например из стали, поперечные - из бруса прямоугольного сечения. Поперечные элементы, образующие разрезные арки по дуге свода, имеют шахматное расположение, чем соответственно достигается соединение арок с неразрезными продольными элементами в узлах типа А (фиг. 2) и Б (фиг. 3). Узловое сопряжение типа А образовано соединением продольного элемента с примыкающими к нему концами поперечных элементов, выполненными со скошенными гранями для обеспечения их сопряжения со стенкой и полками двутаврового или швеллерного профиля в уровне продольного элемента (фиг. 2). Узловое сопряжение типа Б образовано поэтажным соединением продольного элемента с поперечным в середине длины поперечного элемента (фиг. 3). Соединения элементов в узлах сопряжения выполнены с помощью известных соединительных элементов, например стержневых металлических стяжек и болтовых соединений (условно не показано).- 1,021,858 channel sections, mainly from isotropic materials, such as steel, transverse - from a square beam. The transverse elements forming the split arches along the arch arc have a checkerboard pattern, which accordingly achieves the connection of the arches with continuous longitudinal elements in nodes of type A (Fig. 2) and B (Fig. 3). Nodal conjugation of type A is formed by connecting the longitudinal element with the ends of the transverse elements adjacent to it, made with beveled faces to ensure their interface with the wall and shelves of the I-beam or channel profile at the level of the longitudinal element (Fig. 2). Nodal conjugation type B is formed by the floor connection of the longitudinal element with the transverse in the middle of the length of the transverse element (Fig. 3). Connections of elements in the nodes of the interface are made using known connecting elements, for example, rod metal ties and bolted connections (not shown conditionally).

При реализации изобретения достигается более высокий технический результат по сравнению с известными аналогами, который заключается в повышении жесткости и устойчивости конструкции и снижении трудозатрат при изготовлении и монтаже.When implementing the invention, a higher technical result is achieved in comparison with the known analogues, which consists in increasing the rigidity and stability of the structure and reducing labor costs in the manufacture and installation.

Преимущество заявляемого сетчатого свода обусловлено более рациональным конструктивным решением в результате использования неразрезных продольных элементов преимущественно из изотропных материалов двутаврового или швеллерного сечения, что позволило сократить количество элементов, упростить их монтаж, снизив при этом трудозатраты в целом, а также повысить жесткость и устойчивость конструкции за счет эффективной работы материала продольных элементов в узлах соединения продольного элемента с двумя поперечными элементами.The advantage of the inventive mesh arch is due to a more rational design solution as a result of the use of continuous longitudinal elements mainly from isotropic materials of I-beam or channel section, which allowed to reduce the number of elements, simplify their installation, while reducing labor costs in general, and also increase the rigidity and stability of the structure due to effective work of the material of the longitudinal elements in the junction of the longitudinal element with two transverse elements.

Claims

Mesh arch, containing interconnected longitudinal and transverse with respect to the longitudinal axis of the arch elements that form a grid with a rectangular cell along the cylindrical surface of the arch, transverse elements located along the arch of the arch, made of square beam and connected at the ends and in the center with adjacent to them by longitudinal elements with the formation of two types of connection nodes, characterized in that the longitudinal elements are continuous, I-beam or channel section, with the ends of the transverse lementov nodes in connection to the longitudinal members are chamfered and conjugate with shelves I-beam or channel, and in the compound of the nodes on the center of continuous lengths of transverse elements longitudinal and transverse elements are disposed at different levels.