RU210971U1

RU210971U1 - Structural plate

Info

Publication number: RU210971U1
Application number: RU2022100381U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Коротич
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2022-05-16

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным структурным плитам, используемым в качестве плоскостных тонкостенных покрытий и ограждений, а также составных пространственных конструкций сводчатой, куполообразной и более сложной конфигурации. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение жесткости плиты структурной и надежности ее работы в серединной зоне конструкции при сложном характере нагружения. Данная задача решается за счет того, что в плите структурной, включающей четырехугольные оболочки двоякой кривизны, очерченные прямолинейными боковыми кромками и соединенные друг с другом по кромкам с образованием противолежащих контурных ячеистых поясов, середины сторон ячеек которых соединены внутренними нормальными ребрами, а оболочки расположены в двух состыкованных по ребрам сплошных складчатых слоях, где наружные контурные кромки оболочек одного из слоев образуют шестиугольные ячейки одного контурного пояса, а наружные контурные кромки оболочек другого слоя образуют треугольные ячейки противолежащего контурного пояса; причем вершины каждой из треугольных ячеек одного из контурных поясов расположены над центрами трех смежных шестиугольных ячеек противолежащего контурного пояса; при этом центры соседних нормальных ребер попарно соединены диагональными серединными ребрами, в совокупности образующими серединный пояс плиты из чередующихся треугольных и шестиугольных ячеек, а центры каждого диагонального серединного ребра дополнительно соединены внутренними ребрами с обоими контурными поясами, в уровне одного из складчатых слоев в каждую из вершин соединения трех ребер смежных шестиугольных ячеек соответствующего пояса установлены по три пары зеркально симметричных оболочек двоякой кривизны с прямыми кромками; причем каждые три пары состыкованы с образованием центрального нормального ребра, исходящего из их общей вершины до уровня серединного пояса плиты, где крайняя вершина центрального нормального ребра соединена тремя радиальными ребрами с центрами близлежащих диагональных ребер серединного пояса плиты; при этом все треугольные ячейки серединного пояса плиты дополнительно подразделены на три четырехугольные ячейки.The utility model relates to the field of construction, namely to spatial structural slabs used as planar thin-walled coatings and fences, as well as composite spatial structures of vaulted, domed and more complex configurations. The technical result provided by the above set of features is to increase the rigidity of the structural plate and the reliability of its operation in the middle zone of the structure under a complex nature of loading. This problem is solved due to the fact that in a structural slab, including quadrangular shells of double curvature, outlined by straight side edges and connected to each other along the edges with the formation of opposite contour cellular belts, the middle sides of the cells of which are connected by internal normal ribs, and the shells are located in two continuous folded layers joined along the edges, where the outer contour edges of the shells of one of the layers form hexagonal cells of one contour belt, and the outer contour edges of the shells of the other layer form triangular cells of the opposite contour belt; moreover, the tops of each of the triangular cells of one of the contour belts are located above the centers of three adjacent hexagonal cells of the opposite contour belt; at the same time, the centers of adjacent normal ribs are connected in pairs by diagonal middle ribs, which together form the middle belt of a plate of alternating triangular and hexagonal cells, and the centers of each diagonal middle rib are additionally connected by internal ribs with both contour belts, at the level of one of the folded layers to each of the vertices connections of three edges of adjacent hexagonal cells of the corresponding belt are installed in three pairs of mirror-symmetric shells of double curvature with straight edges; wherein each three pairs are joined to form a central normal rib extending from their common vertex to the level of the middle chord of the slab, where the extreme vertex of the central normal rib is connected by three radial ribs to the centers of adjacent diagonal ribs of the middle chord of the slab; in this case, all triangular cells of the middle belt of the slab are additionally subdivided into three quadrangular cells.

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным структурным плитам, используемым в качестве плоскостных тонкостенных покрытий и ограждений, а также составных пространственных конструкций сводчатой, куполообразной и более сложной конфигурации.The utility model relates to the field of construction, namely to spatial structural slabs used as planar thin-walled coatings and fences, as well as composite spatial structures of vaulted, domed and more complex configurations.

Из существующего перечня аналогичных технических решений известна структурная плита из блоков в виде пирамид с квадратным основанием, составленных из четырех однотипных оболочек формы гиперболического параболоида с прямыми кромками; причем вершины пирамид в плоскости верхнего пояса дополнительно раскреплены стержневыми элементами (Лубо Л.Н., Миронков Б.А. Плиты регулярной пространственной структуры. - Л.: Стройиздат, 1976. - стр. 88, рис. 25в). Недостаток известного решения заключается в малой изгибной жесткости составной конструкции, которая целиком определяется жесткостью раскрепляющих стержневых элементов.From the existing list of similar technical solutions, a structural slab of blocks in the form of pyramids with a square base, composed of four similar shells of the form of a hyperbolic paraboloid with straight edges, is known; moreover, the tops of the pyramids in the plane of the upper belt are additionally braced with rod elements (Lubo L.N., Mironkov B.A. Plates of regular spatial structure. - L.: Stroyizdat, 1976. - p. 88, Fig. 25c). The disadvantage of the known solution lies in the low bending stiffness of the composite structure, which is entirely determined by the rigidity of the bracing rod elements.

Также известна пластинчатая структурная плита, включающая четырехугольные отсеки гиперболического параболоида, соединенные по боковым наклонным кромкам и раскрепленные по вершинам плоской плитой (а.с. СССР №846685; Пластинчатая структурная плита; Е04С 2/30; 1981). К недостаткам известного решения следует считать низкую общую пространственную жесткость конструкции, которая целиком зависит от жесткости раскрепляющей плоской плиты.Also known lamellar structural plate, including quadrangular compartments of a hyperbolic paraboloid, connected along the lateral inclined edges and fastened along the tops of a flat plate (AS USSR No. 846685; Lamellar structural plate; E04C 2/30; 1981). The disadvantages of the known solution should be considered the low overall spatial rigidity of the structure, which entirely depends on the rigidity of the bracing flat plate.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению является плита структурная, включающая четырехугольные оболочки двоякой кривизны, очерченные прямолинейными боковыми кромками и соединенные друг с другом по кромкам с образованием противолежащих контурных ячеистых поясов, середины сторон ячеек которых соединены внутренними нормальными ребрами, а оболочки расположены в двух состыкованных по ребрам сплошных складчатых слоях, где наружные контурные кромки оболочек одного из слоев образуют шестиугольные ячейки одного контурного пояса, а наружные контурные кромки оболочек другого слоя образуют треугольные ячейки противолежащего контурного пояса; причем вершины каждой из треугольных ячеек одного из контурных поясов расположены над центрами трех смежных шестиугольных ячеек противолежащего контурного пояса; при этом центры соседних нормальных ребер попарно соединены диагональными серединными ребрами, в совокупности образующими серединный пояс плиты из чередующихся треугольных и шестиугольных ячеек, а центры каждого диагонального серединного ребра дополнительно соединены внутренними ребрами с обоими контурными поясами (пат. РФ №202447; Плита структурная; Е04В 1/32; 2021).The closest in technical essence to the claimed solution is a structural plate, including quadrangular shells of double curvature, outlined by straight side edges and connected to each other along the edges with the formation of opposite contour cellular belts, the middle of the sides of the cells of which are connected by internal normal ribs, and the shells are located in two continuous folded layers joined along the edges, where the outer contour edges of the shells of one of the layers form hexagonal cells of one contour belt, and the outer contour edges of the shells of the other layer form triangular cells of the opposite contour belt; moreover, the tops of each of the triangular cells of one of the contour belts are located above the centers of three adjacent hexagonal cells of the opposite contour belt; at the same time, the centers of adjacent normal ribs are connected in pairs by diagonal middle ribs, which together form the middle belt of a slab of alternating triangular and hexagonal cells, and the centers of each diagonal middle rib are additionally connected by internal ribs to both contour belts (US Pat. RF No. 202447; Structural plate; E04B 1/32; 2021).

Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является недостаточная жесткость структурной плиты в серединной зоне при сложном характере нагружения, а, следовательно недостаточная надежность работы под действием динамических нагрузок.The disadvantage of this technical solution, which hinders the achievement of the technical result provided by the utility model, is the insufficient rigidity of the structural plate in the middle zone with a complex nature of loading, and, consequently, insufficient reliability of operation under the action of dynamic loads.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение жесткости плиты структурной и надежности ее работы в серединной зоне конструкции при сложном характере нагружения.The task to be solved by the claimed utility model is to increase the rigidity of the structural plate and the reliability of its operation in the middle zone of the structure with a complex nature of loading.

Данная задача решается за счет того, что в плите структурной, включающей четырехугольные оболочки двоякой кривизны, очерченные прямолинейными боковыми кромками и соединенные друг с другом по кромкам с образованием противолежащих контурных ячеистых поясов, середины сторон ячеек которых соединены внутренними нормальными ребрами, а оболочки расположены в двух состыкованных по ребрам сплошных складчатых слоях, где наружные контурные кромки оболочек одного из слоев образуют шестиугольные ячейки одного контурного пояса, а наружные контурные кромки оболочек другого слоя образуют треугольные ячейки противолежащего контурного пояса, причем вершины каждой из треугольных ячеек одного из контурных поясов расположены над центрами трех смежных шестиугольных ячеек противолежащего контурного пояса, при этом центры соседних нормальных ребер попарно соединены диагональными серединными ребрами, в совокупности образующими серединный пояс плиты из чередующихся треугольных и шестиугольных ячеек, а центры каждого диагонального серединного ребра дополнительно соединены внутренними ребрами с обоими контурными поясами, в уровне одного из складчатых слоев в каждую из вершин соединения трех ребер смежных шестиугольных ячеек соответствующего пояса установлены по три пары зеркально симметричных оболочек двоякой кривизны с прямыми кромками, причем каждые три пары состыкованы с образованием центрального нормального ребра, исходящего из их общей вершины до уровня серединного пояса плиты, где крайняя вершина центрального нормального ребра соединена тремя радиальными ребрами с центрами близлежащих диагональных ребер серединного пояса плиты, при этом все треугольные ячейки серединного пояса плиты дополнительно подразделены на три четырехугольные ячейки.This problem is solved due to the fact that in a structural slab, including quadrangular shells of double curvature, outlined by straight side edges and connected to each other along the edges with the formation of opposite contour cellular belts, the middle sides of the cells of which are connected by internal normal ribs, and the shells are located in two continuous folded layers joined along the edges, where the outer contour edges of the shells of one of the layers form hexagonal cells of one contour belt, and the outer contour edges of the shells of the other layer form triangular cells of the opposite contour belt, with the vertices of each of the triangular cells of one of the contour belts located above the centers of three adjacent hexagonal cells of the opposite contour belt, while the centers of adjacent normal ribs are connected in pairs by diagonal middle ribs, which together form the middle belt of a slab of alternating triangular and hexagonal cells, and the centers of of each diagonal middle rib are additionally connected by internal ribs to both contour belts, at the level of one of the folded layers, three pairs of mirror-symmetric shells of double curvature with straight edges are installed in each of the vertices of the connection of three ribs of adjacent hexagonal cells of the corresponding belt, and each three pairs are joined with the formation of a central normal rib emanating from their common vertex to the level of the middle belt of the slab, where the extreme vertex of the central normal rib is connected by three radial ribs to the centers of the nearby diagonal ribs of the middle belt of the slab, while all triangular cells of the middle belt of the slab are additionally subdivided into three quadrangular cells.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение жесткости плиты структурной и надежности ее работы в серединной зоне конструкции при сложном характере нагружения.The technical result provided by the above set of features is to increase the rigidity of the structural plate and the reliability of its operation in the middle zone of the structure under a complex nature of loading.

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

На фиг. 1-2 изображены компоновочные схемы фрагмента плиты структурной с выделенным геометрическим построением дополнительного подразделения складчатой структуры одного из слоев и различным расположением внутренних ребер.In FIG. 1-2 shows the layout diagrams of a fragment of a structural slab with a highlighted geometric construction of an additional subdivision of the folded structure of one of the layers and a different arrangement of internal ribs.

Плита структурная включает четырехугольные оболочки 1, 2, 3, 4 двоякой кривизны, очерченные прямолинейными боковыми кромками и соединенные друг с другом по кромкам с образованием противолежащих контурных ячеистых поясов 5, 6, середины сторон ячеек которых соединены внутренними нормальными ребрами 7, а оболочки 1, 2, 3, 4 расположены в двух состыкованных по ребрам сплошных складчатых слоях. Наружные контурные кромки оболочек одного из слоев образуют шестиугольные ячейки 5 одного контурного пояса, а наружные контурные кромки оболочек другого слоя образуют треугольные ячейки противолежащего контурного пояса 6; причем вершины каждой из треугольных ячеек контурного пояса 6 расположены над центрами трех смежных шестиугольных ячеек противолежащего контурного пояса 5; при этом центры соседних нормальных ребер 7 попарно соединены диагональными серединными ребрами 8, в совокупности образующими серединный пояс плиты из чередующихся треугольных и шестиугольных ячеек, а центры каждого диагонального серединного ребра 8 дополнительно соединены внутренними ребрами 9, 10, 11 с обоими контурными поясами 5, 6.The structural plate includes quadrangular shells 1, 2, 3, 4 of double curvature, outlined by rectilinear side edges and connected to each other along the edges to form opposite contour cellular belts 5, 6, the middle of the sides of the cells of which are connected by internal normal ribs 7, and the shells 1, 2, 3, 4 are located in two continuous folded layers joined along the edges. The outer contour edges of the shells of one of the layers form hexagonal cells 5 of one contour belt, and the outer contour edges of the shells of the other layer form triangular cells of the opposite contour belt 6; moreover, the tops of each of the triangular cells of the contour belt 6 are located above the centers of three adjacent hexagonal cells of the opposite contour belt 5; while the centers of adjacent normal ribs 7 are connected in pairs by diagonal middle ribs 8, which together form the middle belt of the plate of alternating triangular and hexagonal cells, and the centers of each diagonal middle rib 8 are additionally connected by internal ribs 9, 10, 11 with both contour belts 5, 6 .

В уровне одного из складчатых слоев в каждую из вершин 12 соединения трех ребер смежных шестиугольных ячеек пояса 5 установлены по три пары зеркально симметричных оболочек 13 двоякой кривизны с прямыми кромками; причем каждые три пары состыкованы с образованием центрального нормального ребра 14, исходящего из их общей вершины 12 до уровня серединного пояса плиты, где крайняя вершина 15 центрального нормального ребра 14 соединена тремя радиальными ребрами 16 с центрами близлежащих диагональных ребер 8 серединного пояса плиты; при этом все треугольные ячейки серединного пояса плиты дополнительно подразделены на три четырехугольные ячейки.At the level of one of the folded layers, in each of the vertices 12 of the connection of three edges of adjacent hexagonal cells of the belt 5, three pairs of mirror-symmetrical shells 13 of double curvature with straight edges are installed; moreover, each three pairs are docked to form a central normal rib 14 emanating from their common vertex 12 to the level of the middle zone of the plate, where the extreme vertex 15 of the central normal rib 14 is connected by three radial ribs 16 to the centers of the nearby diagonal ribs 8 of the middle zone of the plate; in this case, all triangular cells of the middle belt of the slab are additionally subdivided into three quadrangular cells.

В плоскостных структурных плитах и пространственных структурах сводчатой, куполообразной и более сложной конфигурации ячейки сети одного либо обоих контурных поясов могут закрываться плоскими многоугольными панелями соответствующего очертания.In planar structural slabs and spatial structures of vaulted, domed and more complex configuration, the network cells of one or both contour belts can be closed with flat polygonal panels of the corresponding shape.

Оболочки 1, 2, 3, 4, 13 плиты структурной выполняются в виде отсеков поверхностей двоякой гауссовой кривизны и изготавливаются, например, из железобетона, стыкуются друг с другом прямолинейными контурными кромками и соединяются по выпускам арматуры сваркой.The shells 1, 2, 3, 4, 13 of the structural slab are made in the form of compartments of surfaces of double Gaussian curvature and are made, for example, of reinforced concrete, are joined to each other by straight contour edges and are connected along the reinforcement outlets by welding.

Claims

Structural slab, including quadrangular shells of double curvature, outlined by straight side edges and connected to each other along the edges to form opposite contour cellular belts, the middle sides of the cells of which are connected by internal normal ribs, and the shells are located in two continuous folded layers joined along the ribs, where the outer the contour edges of the shells of one of the layers form hexagonal cells of one contour belt, and the outer contour edges of the shells of the other layer form triangular cells of the opposite contour belt, with the vertices of each of the triangular cells of one of the contour belts located above the centers of three adjacent hexagonal cells of the opposite contour belt, while the centers of adjacent normal ribs are connected in pairs by diagonal middle ribs, which together form the middle belt of a slab of alternating triangular and hexagonal cells, and the centers of each diagonal middle rib are additionally are connected by internal ribs with both contour belts, characterized in that at the level of one of the folded layers, three pairs of mirror-symmetric shells of double curvature with straight edges are installed in each of the vertices of the connection of three ribs of adjacent hexagonal cells of the corresponding belt, and each three pairs are docked with the formation of a central normal rib emanating from their common vertex to the level of the middle belt of the slab, where the extreme vertex of the central normal rib is connected by three radial ribs to the centers of the nearby diagonal ribs of the middle belt of the slab, while all triangular cells of the middle belt of the slab are additionally subdivided into three quadrangular cells.