RU204912U1

RU204912U1 - Spherical module

Info

Publication number: RU204912U1
Application number: RU2021105939U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Коротич
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2021-06-17

Abstract

Настоящая полезная модель относится к области строительства, а именно к сферическим конструктивным модулям, используемым в качестве сферических купольных покрытий, оболочек резервуаров/газгольдеров, а также полносборных жилых блоков поселений на труднодоступных территориях и в зонах экстремальных природно-климатических условий, в т.ч. сферических жилых отсеков орбитальных космических многомодульных станций.Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является снижение трудоемкости монтажа сферической оболочки путем увеличения количества сторон у составляющих элементов и уменьшения числа стыкующихся в вершинах сферических элементов при получении максимального числа одинаковых элементов, покрывающих полную сферическую поверхность.Данная задача решается за счет того, что в модуле сферическом, образованном одинаковыми многоугольными элементами сферической поверхности, состыкованными по дугообразным кромкам, элементы выполнены в виде пятиугольных сферических отсеков, дугообразные кромки которых очерчены участками геодезических линий, из которых четыре кромки выполнены попарно одинаковыми; при этом одна из угловых вершин каждого элемента является вершиной стыковки пяти смежных аналогичных элементов, а четыре остальные угловые вершины элемента являются вершинами стыковки трех смежных элементов; причем полную сферическую оболочку модуля составляют шестьдесят одинаковых пятиугольных элементов.This utility model relates to the field of construction, namely to spherical structural modules used as spherical dome coverings, tank / gas tank shells, as well as prefabricated residential blocks of settlements in hard-to-reach territories and in zones of extreme natural and climatic conditions, incl. spherical living compartments of orbital space multi-module stations. The technical result provided by the given set of features is to reduce the labor intensity of mounting a spherical shell by increasing the number of sides of the constituent elements and reducing the number of spherical elements joining at the vertices while obtaining the maximum number of identical elements covering the full spherical surface. the problem is solved due to the fact that in a spherical module formed by identical polygonal elements of a spherical surface, docked along arcuate edges, the elements are made in the form of pentagonal spherical compartments, the arcuate edges of which are outlined by sections of geodesic lines, of which four edges are made in pairs identical; wherein one of the corner vertices of each element is the vertex of joining of five adjacent similar elements, and the other four corner vertices of the element are the vertices of joining of three adjacent elements; moreover, the full spherical shell of the module is made up of sixty identical pentagonal elements.

Description

Настоящая полезная модель относится к области строительства, а именно к сферическим конструктивным модулям, используемым в качестве сферических купольных покрытий, оболочек резервуаров/газгольдеров, а также полносборных жилых блоков поселений на труднодоступных территориях и в зонах экстремальных природно-климатических условий, в т.ч. сферических жилых отсеков орбитальных космических многомодульных станций.This utility model relates to the field of construction, namely to spherical structural modules used as spherical dome coverings, tank / gas tank shells, as well as prefabricated residential blocks of settlements in hard-to-reach territories and in zones of extreme natural and climatic conditions, incl. spherical living compartments of orbital space multi-module stations.

Из существующего перечня аналогичных технических решений известна сферическая оболочка газгольдера, составленная из однотипных линзовидных сферических листовых сегментов, имеющих дополнительное подразделение по длине и состыкованных по меридианам сферы с образованием двух противолежащих вершин-полюсов на ее поверхности (Архитектура промышленных предприятий, зданий и сооружений: справочник проектировщика /В.А. Дроздов, Л.Ф. Гольденгерш, Е.С. Матвеев и др.; под общ. ред. Кима Н.Н. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1990.- с. 617, рис. 32.15).From the existing list of similar technical solutions, a spherical shell of a gas holder is known, composed of the same type of lenticular spherical leaf segments, which have an additional subdivision in length and docked along the meridians of the sphere with the formation of two opposite vertices-poles on its surface (Architecture of industrial enterprises, buildings and structures: a designer's guide / V. A. Drozdov, L. F. Goldengersh, E. S. Matveev and others; under the general editorship of Kim N. N. - 2nd ed., Revised and additional - M .: Stroyizdat, 1990.- p. 617, fig. 32.15).

Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является сложный раскрой составных линзовидных сферических элементов, а также значительная трудоемкость точного соединения многочисленных вершин составляющих элементов в двух вершинах-полюсах сферической оболочки.The disadvantage of this technical solution, which prevents the technical result, which is provided by the utility model, is the complex cutting of the composite lenticular spherical elements, as well as the significant laboriousness of the exact connection of numerous vertices of the constituent elements in the two vertices-poles of the spherical shell.

Известна сферическая оболочка газгольдера, составленная из разновеликих четырехугольных листовых полос, продольные кромки которых ориентированы по ее меридианам (Костов К. Архитектура инженерных сооружений и промышленного интерьера.- М.: Стройиздат, 1983.- с. 131, рис. 4.46-б).A spherical shell of a gas holder is known, composed of different-sized rectangular sheet strips, the longitudinal edges of which are oriented along its meridians (Kostov K. Architecture of engineering structures and industrial interior. - M .: Stroyizdat, 1983. - p. 131, Fig. 4.46-b).

Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, являются разнотипность и сложный раскрой составляющих оболочку четырехугольных полос, а, следовательно, значительная трудоемкость ее изготовления и монтажа.The disadvantage of this technical solution, which impedes the obtaining of the technical result, which is provided by the utility model, is the diversity and complex cutting of the quadrangular strips constituting the shell, and, consequently, the significant laboriousness of its manufacture and installation.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является равноэлементная сферическая разбивка, где полную сферическую поверхность составляют 30 одинаковых ромбовидных отсеков, состыкованных по кромкам так, что в двух противолежащих наиболее удаленных друг от друга угловых вершинах каждого отсека сходится по пять смежных отсеков, а в двух других противолежащих его угловых вершинах - по три (Файбишенко В.К. Металлические конструкции: Учеб. пособие для вузов. - М.: Стройиздат, 1984.- с. 213, рис. 186-а).The closest in technical essence to the claimed utility model is an equal-element spherical breakdown, where the total spherical surface is made up of 30 identical diamond-shaped compartments docked along the edges so that five adjacent compartments converge in the two opposite corner vertices of each compartment, which are most distant from each other, and in two other opposite angular vertices - three each (Faibishenko V.K. Metal structures: Textbook for universities. - M .: Stroyizdat, 1984. - p. 213, fig. 186-a).

Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является увеличенное количество сферических элементов, сходящихся в вершинах, а также значительные габариты ромбовидных элементов при большом диаметре сферической оболочки, что в итоге обусловливает трудоемкость ее монтажа.The disadvantage of this technical solution, which prevents the technical result from being obtained, which is provided by the utility model, is the increased number of spherical elements converging at the vertices, as well as the significant dimensions of the diamond-shaped elements with a large diameter of the spherical shell, which ultimately determines the laboriousness of its installation.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является снижение трудоемкости монтажа сферической оболочки путем увеличения количества сторон у составляющих элементов и уменьшения числа стыкующихся в вершинах сферических элементов при получении максимального числа одинаковых элементов, покрывающих полную сферическую поверхность.The task to be solved by the claimed utility model is to reduce the labor intensity of mounting a spherical shell by increasing the number of sides of the constituent elements and reducing the number of spherical elements joining at the vertices while obtaining the maximum number of identical elements covering the full spherical surface.

Данная задача решается за счет того, что в модуле сферическом, образованном одинаковыми многоугольными элементами сферической поверхности, состыкованными по дугообразным кромкам, элементы выполнены в виде пятиугольных сферических отсеков, дугообразные кромки которых очерчены участками геодезических линий, из которых четыре кромки выполнены попарно одинаковыми; при этом одна из угловых вершин каждого элемента является вершиной стыковки пяти смежных аналогичных элементов, а четыре остальные угловые вершины элемента являются вершинами стыковки трех смежных элементов; причем полную сферическую оболочку модуля составляют шестьдесят одинаковых пятиугольных элементов.This problem is solved due to the fact that in a spherical module, formed by identical polygonal elements of a spherical surface, docked along arcuate edges, the elements are made in the form of pentagonal spherical compartments, the arcuate edges of which are outlined by sections of geodesic lines, of which four edges are made in pairs identical; wherein one of the corner vertices of each element is the vertex of joining of five adjacent similar elements, and the other four corner vertices of the element are the vertices of joining of three adjacent elements; moreover, the full spherical shell of the module is made up of sixty identical pentagonal elements.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является снижение трудоемкости монтажа сферической оболочки путем увеличения количества сторон у составляющих элементов и уменьшения числа стыкующихся в вершинах сферических элементов при получении максимального числа одинаковых элементов, покрывающих полную сферическую поверхность.The technical result provided by the above set of features is to reduce the labor intensity of mounting a spherical shell by increasing the number of sides of the constituent elements and reducing the number of spherical elements joining at the vertices while obtaining the maximum number of identical elements covering the full spherical surface.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1-2 изображены разновидности модуля сферического с различными геометрическими параметрами составляющих одинаковых пятиугольных сферических элементов.FIG. 1-2 shows the varieties of the spherical module with different geometric parameters of the constituent identical pentagonal spherical elements.

Модуль сферический образован одинаковыми пятиугольными элементами 1 - отсеками сферической поверхности, состыкованными по дугообразным кромкам 2, 3, 4, которые очерчены участками геодезических линий; из них четыре кромки 2 и 3 выполнены попарно одинаковыми. При этом одна угловая вершина 5 каждого элемента 1 является вершиной стыковки пяти смежных аналогичных элементов 1, а четыре остальные угловые вершины элемента 1 являются вершинами стыковки трех смежных элементов 1; причем полную сферическую оболочку модуля составляют шестьдесят одинаковых пятиугольных элементов 1.The spherical module is formed by identical pentagonal elements 1 - sections of a spherical surface, docked along the arcuate edges 2, 3, 4, which are outlined by sections of geodesic lines; of them, four edges 2 and 3 are identical in pairs. In this case, one corner vertex 5 of each element 1 is the vertex of joining of five adjacent similar elements 1, and the four remaining corner vertices of element 1 are the vertices of joining of three adjacent elements 1; moreover, the full spherical shell of the module is made up of sixty identical pentagonal elements 1.

Сферическая оболочка заявляемого модуля выполняется, например, из многослойных композитных материалов с внутренним напененным изолирующим утеплителем. Возможно изготовление сборной оболочки модуля из горячеформованных металлических листовых элементов 1 с последующим соединением их по контурным дугам 2-4 сваркой.The spherical shell of the inventive module is made, for example, of multilayer composite materials with an internal foamed insulating insulation. It is possible to manufacture the prefabricated shell of the module from hot-formed metal sheet elements 1 with their subsequent connection along the contour arcs 2-4 by welding.

Сферические модули могут в совокупности образовывать объемные составные объекты различной пространственной конфигурации, последовательно присоединяясь друг к другу известными способами. При этом полносборная конструкция модуля сферического может обеспечивать его полностью автономное, изолированное жизнеобеспечение в качестве объемного компонента составной структуры.Spherical modules can collectively form three-dimensional composite objects of various spatial configurations, sequentially joining each other by known methods. At the same time, the fully-assembled design of a spherical module can provide its completely autonomous, isolated life support as a volumetric component of a composite structure.

Claims

The module is spherical, formed by identical polygonal elements of a spherical surface, docked along arcuate edges, characterized in that the elements are made in the form of pentagonal spherical compartments, the arcuate edges of which are outlined by sections of geodesic lines, of which four edges are made in pairs identical, with one of the corner vertices of each element is the vertex of joining of five adjacent similar elements, and the four remaining corner vertices of the element are vertices of joining of three adjacent elements, and the full spherical shell of the module is made up of sixty identical pentagonal elements.