RU189926U1

RU189926U1 - Retina

Info

Publication number: RU189926U1
Application number: RU2019100825U
Authority: RU
Inventors: Леонард Шайхиевич Хаиров; Светлана Валентиновна Юдина
Priority date: 2019-01-10
Filing date: 2019-01-10
Publication date: 2019-06-11

Abstract

Полезная модель «Сетчатой оболочки» относится к различным областям техники, в частности к конструкциям сферических оболочек в области строительства и может быть использована для покрытий стержневыми сетчатыми оболочками зданий различного назначения, в том числе промышленных зданий.Техническим результатом полезной модели является создание простой, эффективной сетчатой оболочки, способной к трансформированию в проектное положение, из плоского вида в форму сферической поверхности вращения при монтаже.Упрощается конструкция сетчатой оболочки, не требующей операции ее фиксирования в проектном положении, упрощается ее сборка и технология изготовления элементов ее конструкции.Технический результат достигается тем, что сетчатая оболочка, состоит из стержневых элементов 5 и шарниров 3, 4, образующих плоскую решетку из фрагментов. Фрагмент состоит из трех пространственных шестизвенных механизмов 2, соединенных шарнирами в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, а стержневые элементы 5 выполнены одинаковой длины и являются звеньями пространственных шестизвенных механизмов. Фрагменты снабжены дополнительными стержневыми элементами 7, которые установлены в пространственных шестизвенных механизмах 2 с образованием в проектном положении оболочки, в виде ячеек треугольной формы. 3 ил.The net shell model refers to various areas of technology, in particular, spherical shell structures in the construction field and can be used to cover the core mesh shells of buildings for various purposes, including industrial buildings. The technical result of the utility model is to create a simple, effective mesh pattern. shell, capable of transforming into a design position, from a flat view to the shape of a spherical surface of revolution during installation. The design of a mesh is simplified. shell that does not require the operation of its fixation in the design position, simplifies its assembly and manufacturing technology elements of its design. Technical result is achieved by the fact that the mesh shell consists of core elements 5 and hinges 3, 4, forming a flat grid of fragments. The fragment consists of three spatial six-link mechanisms 2, connected by hinges into an equilateral triangle in the form of a lattice with triangular cells, and the core elements 5 are made of the same length and are links of spatial six-link mechanisms. The fragments are equipped with additional core elements 7, which are installed in three-part spatial mechanisms 2 with the formation in the design position of the shell, in the form of cells of a triangular shape. 3 il.

Description

Полезная модель «Сетчатой оболочки» относится к различным областям техники, в частности к конструкциям сферических оболочек в области строительства и может быть использована для покрытий стержневыми сетчатыми оболочками зданий различного назначения, в том числе промышленных зданий.The utility model “Mesh shell” refers to various areas of technology, in particular, to structures of spherical shells in the field of construction and can be used for coating with core mesh shells of buildings for various purposes, including industrial buildings.

Сетчатые оболочки - это многогранники, вписанные в сферическую поверхность вращения. Они обычно образуются в виде решетки из треугольников, трапеций, ромбов, пятиугольников, шестиугольников и других фигур. Стержни решетки в узлах сетчатых оболочек соединяются шарнирно. Несмотря на внешнюю ажурность и легкость сетчатых оболочек, их изготовление до сих пор остается крайне дорогостоящим и трудоемким делом. Именно сложность технологии строительства сдерживает более широкое применение этих конструкций.Mesh shells are polyhedra inscribed in a spherical surface of revolution. They are usually formed as a lattice of triangles, trapezoids, rhombuses, pentagons, hexagons and other shapes. The rods of the lattice in the nodes of the mesh shells are connected pivotally. Despite the external openness and lightness of the mesh shells, their production is still extremely costly and time consuming. It is the complexity of the construction technology that hinders the wider use of these structures.

Известны сетчатые оболочки с разбивкой сферы на элементы геодезическими линиями - окружностями с радиусами, равными радиусу сферы.. / Г. Павлов, А. Супрун «Геодезические купола: проектирование на современном уровне» sapr.ru>article/16093/.Known mesh shells with a breakdown of the sphere into elements by geodesic lines - circles with radii equal to the radius of the sphere .. / G. Pavlov, A. Suprun “Geodesic domes: designing at the modern level” sapr.ru> article / 16093 /.

Недостатком известных конструкций сетчатых оболочек является то, что при перекрытии сооружений больших объемов значительно увеличивается число элементов конструкции имеющих различные размеры, что усложняет ее и соответственно расчеты, связанные с определением их размеров и положения их в собираемой оболочке, усложняя технологию монтажа сооружения.A disadvantage of the known constructions of mesh shells is that when overlapping structures of large volumes significantly increases the number of structural elements having different sizes, which complicates it and, accordingly, the calculations associated with determining their size and their position in the assembled shell, complicating the installation technology of the structure.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции является «Сетчатая оболочка», состоящая из стержневых элементов и шарниров, образующих плоскую решетку с возможностью которой плоская решетка образована, по меньшей мере, из трех фрагментов, соединенных шарнирами в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, причем каждый фрагмент состоит из трех пространственных шестизвенных механизмов, соединенных шарнирами в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, при этом стержневые элементы, являющиеся звеньями пространственных шестизвенных механизмов, выполнены одинаковой длины, продольные оси стержневых элементов, прилегающих к шарниру, перпендикулярны осям шарниров и выполнены с возможностью пересечения с ними, а оси шарниров стержневых элементов развернуты на различные углы, в первом случае на угол 90°, во втором случае на угол 60°. (патент РФ N 2665638, Е04В 1/32, опубл. 29.07.2018. Бюл. №25).The closest in technical essence to the proposed design is the "Mesh shell", consisting of core elements and hinges, forming a flat lattice with the possibility of which a flat lattice is formed of at least three fragments connected by hinges into an equilateral triangle in the form of a triangular mesh lattice , and each fragment consists of three spatial six-link mechanisms connected by hinges into an equilateral triangle in the form of a lattice with triangular cells, while the rod The two elements, which are links of six-part spatial mechanisms, are made of the same length, the longitudinal axes of the rod elements adjacent to the hinge are perpendicular to the axes of the hinges and are intersecting with them, and the axes of the hinges of the rod elements are rotated at different angles, in the first case by 90 ° in the second case at an angle of 60 °. (RF patent N 2665638, Е04В 1/32, published on 07/29/2018. Bull. No. 25).

Недостатками известной конструкции являются:The disadvantages of the known designs are:

- большое количество элементов конструкции, приводящие к сложности монтажа конструкции, связанная с необходимостью проведения работ по фиксированию сферической оболочки в проектном положении, например, опорным узлом основания;- a large number of structural elements, leading to the complexity of installation of the structure associated with the need to work on fixing the spherical shell in the design position, for example, the base support node;

- сложность технологии монтажа, связанная с жесткими требованиями по точности изготовления элементов конструкции.- the complexity of the installation technology associated with stringent requirements for the accuracy of manufacture of structural elements.

Из литературных источников известно, что в пространственном шестизвенном механизме присутствует избыточная связь вследствие его особой структуры (т.е. определенных геометрических соотношений) и без изменения конструкции механизма она не может быть устранена. Изменения размеров звеньев механизма приводят к его заклиниванию. При конструировании механизмов избыточные связи, как правило, приводят к проблемам по монтажу, связанным с назначением полей допусков. /Хростицкий А.А., Терёшин В.А. Особенности структуры и геометрии пространственного шестизвенного механизма с избыточными связями //www.mmf.spbstu.ru/konf-2011/55./.From literary sources it is known that in a six-element spatial mechanism there is an excessive bond due to its special structure (ie, certain geometric relationships) and without changing the design of the mechanism it cannot be eliminated. Changes in the size of the links of the mechanism lead to its jamming. When designing mechanisms, redundant links, as a rule, lead to installation problems associated with the assignment of tolerance fields. / Hrostitsky A.A., Tereshin V.A. Features of the structure and geometry of the spatial six-link mechanism with redundant links //www.mmf.spbstu.ru/konf-2011/55./.

Решаемой задачей полезной модели является упрощение конструкции сетчатой оболочки, способной трасформироваться в проектное положение из плоского вида в форму сферической поверхности вращения при монтаже, позволяющей и упростить технологию изготовления элементов ее конструкции и сборку, повышающих эффективность в целом.The solved task of the utility model is to simplify the design of the retina that is able to transform into a design position from a flat view into the shape of a spherical rotational surface during installation, which allows to simplify the manufacturing technology of its construction elements and assembly, increasing efficiency as a whole.

Техническим результатом полезной модели является создание простой, эффективной сетчатой оболочки, способной к трансформированию в проектное положение, из плоского вида в форму сферической поверхности вращения при монтаже.The technical result of the utility model is the creation of a simple, effective retina, capable of transforming into a design position, from a flat view into the shape of a spherical surface of revolution during installation.

Технический результат достигается тем, что в сетчатой оболочке, состоящей из стержневых элементов и шарниров, образующих плоскую решетку с возможностью трансформирования ее в форму сферической поверхности вращения, в которой плоская решетка образована из фрагментов, состоящих из трех пространственных шестизвенных механизмов, соединенных шарнирами в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками, а стержневые элементы выполнены одинаковой длины и являются звеньями пространственных шестизвенных механизмов, согласно которой, фрагменты пространственных шестизвенных механизмов снабжены дополнительными стержневыми элементами, которые установлены в пространственных шестизвенных механизмах с возможностью образования, в проектном положении, оболочки в виде ячеек треугольной формы.The technical result is achieved by the fact that in the retina, consisting of core elements and hinges, forming a flat grid with the possibility of transforming it into a spherical surface of rotation, in which a flat grid is formed of fragments, consisting of three spatial six-link mechanisms connected by hinges into an equilateral triangle in the form of a lattice with triangular cells, and the core elements are made of the same length and are links of spatial six-link mechanisms, according to but which, fragments of spatial six-link mechanisms are provided with additional core elements, which are installed in spatial six-link mechanisms with the possibility of formation, in the design position, of a shell in the form of cells of a triangular shape.

Для пояснения технической сущности предлагаемой полезной модели рассмотрим чертежи:To clarify the technical nature of the proposed utility model, we consider the drawings:

фиг. 1 - фрагмент плоской решетки;FIG. 1 - a fragment of a flat lattice;

фиг. 2 - пространственный шестизвенный механизм;FIG. 2 - spatial six-link mechanism;

фиг. 3 - сетчатая оболочка.FIG. 3 - mesh shell.

На прилагаемых чертежах обозначено:On the accompanying drawings indicated:

1 - фрагмент плоской решетки;1 - a fragment of a flat lattice;

2 - пространственный шестизвенный механизм;2 - spatial six-link mechanism;

3 - шарнир;3 - hinge;

4 - шарнир;4 - hinge;

5 - стержневой элемент;5 - core element;

6 - шарнир;6 - hinge;

7 - дополнительный стержневой элемент;7 - additional core element;

8 - шарнир.8 - hinge.

На фиг. 1 представлен фрагмент плоской решетки 1, который состоит из трех пространственных шестизвенных механизмов 2, соединенных в треугольник шарнирами 3. В вершинах треугольника расположены шарниры 4. Оси шарниров 4 перпендикулярны плоскости решетки, а оси шарниров 3 расположены в плоскости решетки.FIG. Figure 1 shows a fragment of a flat lattice 1, which consists of three six-element spatial mechanisms 2 connected in a triangle by hinges 3. The hinges 4 are located at the vertices of the triangle. The axes of the hinges 4 are perpendicular to the plane of the lattice, and the axes of the hinges 3 are located in the plane of the lattice.

Пространственный шестизвенный механизм 2, показанный на фиг. 2, состоит из шести стержневых элементов 5, соединенных шестью шарнирами 6 в треугольник, при этом стержневые элементы 5, являются звеньями пространственного шестизвенного механизма 2, продольные оси стержневых элементов 5, прилегающих к шарниру, перпендикулярны осям этих шарниров и выполнены с возможностью пересечения с ними, а оси шарниров стержневых элементов 5 развернуты на угол 90°.The spatial six-link mechanism 2 shown in FIG. 2, consists of six rod elements 5 connected by six hinges 6 in a triangle, while the rod elements 5 are links of a six-part spatial mechanism 2, the longitudinal axes of the rod elements 5 adjacent to the hinge are perpendicular to the axes of these hinges and are adapted to intersect with them , and the axis of the hinge rod elements 5 are rotated at an angle of 90 °.

На фиг. 3 представлена сетчатая оболочка в составе двух фрагментов 1 в проектном положении. Фрагменты снабжены дополнительными стержневыми элементами 7, которые соединены шарнирами 8 с пространственными шестизвенными механизмами образуя ячейки треугольной формы.FIG. 3 shows the mesh sheath consisting of two fragments 1 in the design position. The fragments are equipped with additional core elements 7, which are connected by hinges 8 with three-part spatial mechanisms forming cells of a triangular shape.

Трансформирование сетчатой оболочки производится следующим образом:Transformation of the retina is performed as follows:

Стержневые элементы 5 раскладывают на плоскости, собирают шестизвенные пространственные механизмы 2, для этого соединяют концы стержневых элементов 5 в шарнирах 6, собирают фрагменты плоской решетки 1, для этого соединяют шестизвенные пространственные механизмы 2 в шарнирах 3, соединяют фрагменты плоской решетки 1 в шарнирах 4. Полученная сетчатая оболочка является сборкой? состоящей из шести пространственных шестизвенных механизмов 2. Вращением, по меньшей мере, одного стержневого элемента 5 шестизвенного пространственного механизма 2 в шарнире 6 трансформируют фрагменты плоской решетки 1 в проектное положение. В проектном положении дополнительные стержневые элементы 7 шарнирами 8 соединяют с пространственными шестизвенными механизмами, образуя в них ячейки треугольной формы. При таком изменении пространственного шестизвенного механизма образуют статически определенную конструкцию сетчатой оболочки в виде ячеек треугольной формы, не требующей проведения работ по ее фиксированию в проектном положении, позволяющих упростить сборку ее, а также создаются условия для снижения требований по технологии изготовления элементов ее конструкции, что в целом повышает эффективность сетчатой оболочки.Rod elements 5 are laid out on a plane, six-part spatial mechanisms 2 are assembled, for this purpose they connect the ends of rod elements 5 in hinges 6, assemble fragments of a flat lattice 1, for this purpose connect six-part spatial mechanisms 2 in hinges 3, connect fragments of a flat lattice 1 in hinges 4. Is the resulting mesh shell assembly? consisting of six spatial six-link mechanisms 2. Rotation of at least one core element 5 of the six-link spatial mechanism 2 in the hinge 6 transform fragments of a flat lattice 1 into a design position. In the design position, additional core elements 7 are connected by hinges 8 with three-part spatial mechanisms, forming triangular cells in them. With such a change, the six-part spatial mechanism forms a statically defined construction of the retina in the form of triangular cells that do not require work on its fixation in the design position, simplifying its assembly, and also creates conditions for reducing the requirements for the manufacturing technology of its construction elements, which whole increases the efficiency of the retina.

Представленные чертежи показывают на возможность создания простой сетчатой оболочки, способной трансформироваться из плоского вида в форму сферической поверхности вращения, а упрощение конструкции сетчатой оболочки не требует операции ее фиксирования в проектном положении, а также упрощаются сборка и технология изготовления элементов ее конструкции.The presented drawings show the possibility of creating a simple retina that can transform from a flat view into the shape of a spherical surface of revolution, and simplifying the construction of the retina does not require an operation to fix it in the design position, and also simplifies the assembly and manufacturing techniques of its construction elements.

По своим технико-экономическим преимуществам, по сравнению с известными аналогами, заявляемая полезная модель позволяет создать простую, эффективную сетчатую оболочку, способную к трансформированию, в проектное положение, из плоского вида в форму сферической поверхности вращения при монтаже, не требующей операции ее фиксирования, а также упрощается сборка при монтаже, вследствие чего, и упрощается технология изготовления элементов конструкции.According to its technical and economic advantages, in comparison with the known analogues, the claimed utility model allows you to create a simple, effective mesh sheath, capable of transforming, into a design position, from a flat view into the shape of a spherical surface of revolution during assembly, which does not require an operation to fix it, assembly is also simplified during installation, as a result, and the manufacturing technology of structural elements is simplified.

Claims

Mesh shell consisting of core elements and hinges that form a flat grid with the possibility of transforming it into a spherical surface of revolution, in which the flat grid is formed of fragments consisting of three three-membered three-part mechanisms connected by hinges into an equilateral triangle in the form of a triangular-grid lattice, and the core elements are made of the same length and are links of spatial six-link mechanisms, characterized in that the fragments of spatial w The natural mechanisms are equipped with additional core elements, which are installed in three-part spatial mechanisms with the possibility of forming, in the design position, a shell in the form of triangular cells.