RU128229U1

RU128229U1 - BUILDING ELEMENT

Info

Publication number: RU128229U1
Application number: RU2012154243/03U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Коротич
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-05-20

Abstract

Элемент строительный, включающий состыкованные друг с другом линейчатые оболочки в виде четырехугольных отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками, отличающийся тем, что оболочки элемента состыкованы по кромкам с образованием двух противолежащих подобных ребристых треугольных оснований, соответствующие угловые вершины и середины сторон которых попарно соединены угловыми и боковыми ребрами, а также внутреннего замкнутого ломаного ребра шестиугольного очертания, расположенного в серединной плоскости элемента; при этом вершины ломаного ребра через одну совмещены с серединами боковых ребер, причем три другие вершины ломаного ребра соединены радиальными внутренними ребрами с серединами соответствующих близлежащих угловых ребер, а также парами наклонных внутренних ребер с близлежащими кромками обоих треугольных оснований.The building element, including ruled shells docked with each other in the form of quadrangular compartments of a hyperbolic paraboloid with straight edges, characterized in that the shell of the element is joined along the edges with the formation of two opposite similar ribbed triangular bases, the corresponding angular vertices and the midpoints of which are pairwise connected by corner and side edges, as well as an internal closed broken edge of a hexagonal shape located in the middle plane of the element; at the same time, the vertices of the broken rib are aligned with the midpoints of the side ribs through one, and the other three vertices of the broken rib are connected by radial inner ribs with the midpoints of the corresponding nearby corner ribs, as well as by pairs of inclined inner ribs with the adjacent edges of both triangular bases.

Description

Настоящая полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным составным элементам покрытий и ограждений, а также несущего каркаса зданий и сооружений, имеющего плоскостное, сводчатое, трубчатое или купольное очертание, опор, арок, портальных рам, структурных плит, малых архитектурных форм.This utility model relates to the field of construction, namely to the spatial constituent elements of coatings and fences, as well as the supporting frame of buildings and structures having a planar, vaulted, tubular or domed outline, supports, arches, portal frames, structural plates, small architectural forms.

Из существующего уровня техники известен пространственный каркас сооружения, имеющий шестиугольную сотовую структуру, решетчатые грани которой раскреплены диагональными элементами (1).From the existing level of technology, the spatial framework of the structure is known, having a hexagonal honeycomb structure, the lattice faces of which are fastened with diagonal elements (1).

Недостаток известного решения заключается в малой изгибной жесткости решетчатых элементов каркаса и его значительной общей деформативности.A disadvantage of the known solution is the low bending stiffness of the lattice elements of the frame and its significant overall deformability.

Известно также решение пространственного модульного многогранного элемента, имеющего правильное многоугольное основание и составленного из треугольных и квадратных граней (2).It is also known to solve a spatial modular polyhedral element having a regular polygonal base and composed of triangular and square faces (2).

Недостаток данного решения заключается в малой общей и местной жесткости элемента.The disadvantage of this solution is the low total and local stiffness of the element.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является строительный элемент, состоящий из однотипных отсеков гиперболического параболоида, соединенных по кромкам, и имеющий замкнутое многоугольное основание (3). Результирующие сборные покрытия могут иметь различное пространственное очертание.The closest in technical essence to the claimed solution is a building element, consisting of the same type of compartments of a hyperbolic paraboloid, connected along the edges, and having a closed polygonal base (3). The resulting prefabricated coatings may have a different spatial shape.

К недостаткам известного решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается заявленной полезной моделью, следует отнести кинематическую деформативность элемента и геометрическую изменяемость результирующих сборных конструкций, а, следовательно, низкую общую жесткость.The disadvantages of the known solutions that impede the achievement of a technical result, which is ensured by the claimed utility model, include the kinematic deformability of the element and the geometric variability of the resulting prefabricated structures, and, therefore, low overall rigidity.

Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является увеличение местной и общей жесткости, а также снижение материалоемкости составной конструкции.The problem to which the claimed utility model is directed is to increase local and general rigidity, as well as reduce the material consumption of the composite structure.

Данная задача решается за счет того, что в заявляемом элементе строительном оболочки элемента состыкованы по кромкам с образованием двух противолежащих подобных ребристых треугольных оснований, соответствующие угловые вершины и середины сторон которых попарно соединены угловыми и боковыми ребрами, а также внутреннего замкнутого ломаного ребра шестиугольного очертания, расположенного в серединной плоскости элемента; при этом вершины ломаного ребра через одну совмещены с серединами боковых ребер, причем три другие вершины ломаного ребра соединены радиальными внутренними ребрами с серединами соответствующих близлежащих угловых ребер, а также парами наклонных внутренних ребер с близлежащими кромками обоих треугольных оснований.This problem is solved due to the fact that in the claimed element of the building shell of the element are joined along the edges with the formation of two opposite similar ribbed triangular bases, the corresponding corner vertices and the midpoints of the sides of which are pairwise connected by corner and side ribs, as well as an inner closed polygonal rib of a hexagonal shape located in the middle plane of the element; at the same time, the vertices of the broken rib are aligned with the midpoints of the side ribs through one, and the other three vertices of the broken rib are connected by radial inner ribs with the midpoints of the corresponding nearby corner ribs, as well as by pairs of inclined inner ribs with the adjacent edges of both triangular bases.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение местной и общей жесткости составной конструкции на 35-40% за счет введения дополнительных ребер жесткости и придания результирующей объемной структуре элемента полной геометрической неизменяемости, а также снижение материалоемкости конструкции на 15-20% за счет возможности выполнять конструкцию решетчатой без снижения ее жесткости.The technical result provided by the given set of features is to increase the local and total stiffness of the composite structure by 35-40% by introducing additional stiffeners and giving the resulting volumetric structure of the element full geometric immutability, as well as reducing the material consumption of the structure by 15-20% due to the possibility perform lattice design without reducing its rigidity.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict:

На фиг.1 изображен общий вид элемента строительного.Figure 1 shows a General view of the building element.

На фиг.2 изображен элемент строительный, внутреннее замкнутое ломаное ребро которого очерчивает сквозной проем шестиугольного очертания (вид сверху).Figure 2 shows a building element, the inner closed broken edge of which outlines a through opening of a hexagonal shape (top view).

На фиг.3 изображен элемент строительный, внутреннее замкнутое ломаное ребро которого объединено по контуру со сплошной плитой-диафрагмой шестиугольного очертания (вид сверху).Figure 3 shows a building element, the inner closed broken edge of which is combined along the contour with a continuous plate-diaphragm of a hexagonal shape (top view).

На фиг.4 изображен элемент строительный, у которого треугольное ребристое основание (либо оба основания) объединено по контуру со сплошной плитой-диафрагмой треугольного очертания (вид сверху).Figure 4 shows a building element in which a triangular ribbed base (or both bases) is combined along the contour with a continuous plate-diaphragm of a triangular shape (top view).

На фиг.5-6 изображена возможная компоновка элементов в однослойной либо многослойной плоскостной решетчатой структурной плите (вид сверху).Figure 5-6 shows a possible arrangement of elements in a single-layer or multi-layer planar lattice structural plate (top view).

На фиг.7 изображена схема возможной шахматной компоновки элементов в многослойной (двухслойной) плоскостной решетчатой структурной плите (вид сбоку).Figure 7 shows a diagram of a possible staggered layout of elements in a multilayer (two-layer) planar lattice structural plate (side view).

На фиг.8 изображен общий вид и схема компоновки элементов в однослойной решетчатой куполообразной структуре.On Fig shows a General view and layout of elements in a single-layer lattice dome-shaped structure.

На фиг.9 изображена схема продольной соосной компоновки элементов с образованием жестких геометрически неизменяемых структур трубчатого типа (вертикальные шахты, горизонтальные и наклонные тоннели, бункеры, убежища и др.).Figure 9 shows a diagram of a longitudinal coaxial arrangement of elements with the formation of rigid geometrically unchanged tubular type structures (vertical shafts, horizontal and inclined tunnels, bunkers, shelters, etc.).

Элемент строительный включает состыкованные друг с другом линейчатые оболочки 1 в виде четырехугольных отсеков гиперболического параболоида с прямыми кромками. Оболочки 1 элемента состыкованы по кромкам с образованием двух противолежащих подобных ребристых треугольных оснований 2, соответствующие угловые вершины 3 и середины сторон которых попарно соединены угловыми ребрами 4 и боковыми ребрами 5, а также внутреннего замкнутого ломаного ребра 6 шестиугольного очертания, расположенного в серединной плоскости элемента. При этом вершины 7 ломаного ребра 6 через одну совмещены с серединами боковых ребер 5, причем три другие вершины 8 ломаного ребра 6 соединены радиальными внутренними ребрами 9 с серединами соответствующих близлежащих угловых ребер 4, а также парами наклонных внутренних ребер 10 с близлежащими кромками обоих треугольных оснований 2.The building element includes ruled shells 1 joined to each other in the form of quadrangular compartments of a hyperbolic paraboloid with straight edges. The shells 1 of the element are joined along the edges with the formation of two opposite similar ribbed triangular bases 2, the corresponding angular vertices 3 and the midpoints of the sides of which are pairwise connected by angular ribs 4 and side ribs 5, as well as an inner closed polygonal rib 6 of a hexagonal shape located in the median plane of the element. At the same time, the vertices 7 of the broken rib 6 are aligned with the midpoints of the side ribs 5 through one, and the other three vertices 8 of the broken rib 6 are connected by radial inner ribs 9 with the midpoints of the corresponding nearby corner ribs 4, as well as by pairs of inclined inner ribs 10 with the adjacent edges of both triangular bases 2.

Оболочки 1 элемента строительного могут выполняться зеркально равными. Многоугольные основания 2 элемента строительного могут выполняться одинаковыми, иметь вид правильных многоугольников, располагаться соосно в параллельных плоскостях; при этом угловые и боковые ребра 4,5 элемента могут быть равными по величине и параллельными друг другу, а пары внутренних ребер 10 могут быть равными по величине. Внутреннее замкнутое ломаное ребро 6 может быть равносторонним, выполняться в виде правильного шестиугольника.The shells 1 of the building element can be mirrored. Polygonal bases 2 of the building element can be made the same, have the form of regular polygons, located coaxially in parallel planes; while the angular and lateral ribs 4,5 of the element can be equal in magnitude and parallel to each other, and the pairs of inner ribs 10 can be equal in magnitude. The inner closed broken edge 6 can be equilateral, made in the form of a regular hexagon.

В однослойных решетчатых плоскостных структурных плитах и пространственных структурах сводчатой, куполообразной и сложной формы сквозные проемы могут закрываться плоскими многоугольными панелями.In single-layer lattice planar structural plates and spatial structures of vaulted, domed and complex shapes, through openings can be closed with flat polygonal panels.

Решетчатые плоскостные структурные плиты и пространственные структуры сводчатой, куполообразной и сложной формы с целью увеличения структурной высоты могут выполняться многослойными; при этом многоугольные элементы одного слоя примыкают к кромкам сквозных проемов смежного слоя в шахматном порядке и жестко соединены с ними.Lattice planar structural plates and spatial structures of vaulted, domed and complex shapes with the aim of increasing the structural height can be multilayer; while the polygonal elements of one layer are adjacent to the edges of the through openings of the adjacent layer in a checkerboard pattern and are rigidly connected to them.

Источники информации:Information sources:

1. А.с. СССР №601363; Пространственный каркас сооружения; МКИ Е04В 1/18; 1978.1. A.S. USSR No. 601363; The spatial frame of the structure; MKI E04B 1/18; 1978.

2. Пат. США №3230673; Модульный строительный элемент; кл. 52-79; 1964.2. Pat. US No. 3230673; Modular building element; class 52-79; 1964.

3. Пат. США №3090162; Строительный элемент; кл. 52-80; 1963 (прототип).3. Pat. US No. 3090162; Building element; class 52-80; 1963 (prototype).

Claims

The building element, including ruled shells docked with each other in the form of quadrangular compartments of a hyperbolic paraboloid with straight edges, characterized in that the shell of the element is joined along the edges with the formation of two opposite similar ribbed triangular bases, the corresponding angular vertices and the midpoints of which are pairwise connected by corner and side edges, as well as an internal closed broken edge of a hexagonal shape located in the middle plane of the element; at the same time, the vertices of the broken rib are aligned with the midpoints of the side ribs through one, and the other three vertices of the broken rib are connected by radial inner ribs with the midpoints of the corresponding nearby corner ribs, as well as by pairs of inclined inner ribs with the adjacent edges of both triangular bases.