RU2109890C1

RU2109890C1 - Transformable covering of large-span building or structure

Info

Publication number: RU2109890C1
Application number: RU97106678A
Authority: RU
Inventors: Н.В. Канчели; М.И. Кельман; Ю.В. Цветков; А.В. Титов
Original assignee: Канчели Нодар Вахтангович
Priority date: 1997-05-05
Filing date: 1997-05-05
Publication date: 1998-04-27

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: this relates to transformable covering of large-span building or structure such as stadium. Covering has stationary part located above visitors' seats and transformable part located above play field. Covering of transformable part is made up of load-bearing trusses and light-transparent boards. With aim of reducing construction height of structure, trusses are transformed twice: initially in height when subdiagonal is raised upwards and is positioned inside upper girth of box cross-section, then truss is transported over stationary part of covering. This allows for reducing by 2-3 times of height of transformable part of covering. In this case, upper girth of truss is used in process of transformation as beam which takes own weight of truss. For fixing subdiagonal when extending downwards in working position utilized is vertical displacement of truss upper girth when it is subjected to action of external load. EFFECT: higher efficiency. 1 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве большепролетных трансформируемых покрытий зданий и сооружений, например стадионов. The invention relates to the construction and can be used in the construction of large-span transformable coatings of buildings and structures, such as stadiums.

Наиболее близким аналогом изобретения является трансформируемое покрытие стадиона с прямоугольным раскрытием (патент США N 4682449 1987). Недостатком этого решения является то, что трансформируемые панели увеличивают высоту стационарной части на их полную собственную строительную высоту. The closest analogue of the invention is a transformable cover of a stadium with a rectangular opening (US patent N 4682449 1987). The disadvantage of this solution is that the transformable panels increase the height of the stationary part by their full own building height.

Целью изобретения является существенное уменьшение строительной высоты трансформируемого покрытия. The aim of the invention is to significantly reduce the construction height of the transformable coating.

Достигается это тем, что в трансформируемом покрытии большепролетного здания или сооружения, имеющем неподвижную стационарную часть и подвижную часть, надвигаемую при раскрытии на стационарную, подвижная часть состоит из трансформируемых по высоте ферм и панелей, перемещающихся со стационарной части на фермы, причем каждая трансформируемая ферма состоит из верхнего пояса коробчатого профиля с размещенными внутри него направляющими рейками, шпренгеля, имеющего в местах перегиба шарниры, и стоек, один конец каждой из которых шарнирно прикреплен к шпренгелю, а противоположный конец стержнем зафиксирован в упоре, при этом при трансформации фермы концы шпренгеля скользят вдоль прорезей верхнего пояса, а стойки посредством прикрепленных к ним роликов перемещаются по направляющим рейкам и поворачиваются вокруг шарнира, причем при занятии шпренгелем нижнего положения угол между стойкой и направляющей рейкой равен 90^o, и между верхним концом стойки и упором образован зазор, который закрывается при приложении к покрытию внешней нагрузки. Для перемещения шпренгеля в рабочее положение под действием собственного веса величина наклона направляющей рейки к горизонту назначается большей или равной углу трения при движении ролика по направляющей рейке.This is achieved by the fact that in the transformable coating of a large-span building or structure having a fixed stationary part and a movable part, which is pushed upon opening to a stationary part, the mobile part consists of trusses transformed in height and panels moving from the stationary part to the trusses, each transformed truss consists of from the upper belt of the box-shaped profile with guide rails located inside it, a spreel having hinges in the places of inflection, and struts, one end of each of which is articulated is attached to the truss and the opposite end is fixed in the stop, while during the transformation of the truss the ends of the truss slide along the slots of the upper belt, and the racks by means of rollers attached to them move along the guide rails and rotate around the hinge, and when the truss is occupied with the lower position, the angle between the racks and a guide rail equal to 90 ^o , and between the upper end of the rack and the stop a gap is formed, which closes when an external load is applied to the coating. To move the sprengel to its working position under the influence of its own weight, the amount of inclination of the guide rail to the horizon is set to be greater than or equal to the angle of friction when the roller moves along the guide rail.

Описание изобретения сделано применительно к варианту раскрытия в виде прямоугольника с закругленными короткими сторонами. Другие возможные раскрытия могут рассматриваться как частные случаи. A description of the invention has been made with reference to a disclosure in the form of a rectangle with rounded short sides. Other possible disclosures may be considered as special cases.

На фиг. 1 изображен план трансформируемого покрытия сооружения в закрытом состоянии; на фиг. 2 - план покрытия в открытом состоянии; на фиг. 3 - разрез 1-1 на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез 2-2 на фиг. 2; на фиг. 5 - ферма в раскрытом (рабочем) состоянии, когда шпренгельная система опущена вниз; на фиг. 6 - ферма в закрытом состоянии, когда шпренгельная система находится внутри верхнего пояса; на фиг. 7 - разрез А-А на фиг. 5; на фиг. 8 - схема трансформации ферм покрытия. На фиг. 9а - рядовая панель покрытия в плане, на фиг. 9б - ее разрез Б-Б на фиг. 9а; на фиг. 10 - деталь "А" на фиг. 9б; на фиг. 11а, 11б, 11г - схема трансформации рядовых панелей покрытия; на фиг. 12 - аксонометрическая проекция торцевой панели и схема ее трансформации. In FIG. 1 shows a plan of the transformable coating of a structure in a closed state; in FIG. 2 - open plan coverage; in FIG. 3 is a section 1-1 in FIG. one; in FIG. 4 is a section 2-2 in FIG. 2; in FIG. 5 - farm in the open (working) state when the truss system is lowered down; in FIG. 6 - truss in a closed state when the truss system is inside the upper zone; in FIG. 7 is a section AA in FIG. 5; in FIG. 8 is a diagram of a transformation of coating farms. In FIG. 9a is a plan view of the cover panel in FIG. 9b - its section BB in FIG. 9a; in FIG. 10 - detail "A" in FIG. 9b; in FIG. 11a, 11b, 11g is a diagram of the transformation of ordinary coating panels; in FIG. 12 is a perspective view of the end panel and a diagram of its transformation.

Покрытие сооружения (фиг. 1, 2) состоит из стационарной части 1, опирающейся на расположенные по наружному периметру опорные конструкции 2, трансформируемых торцевых панелей 3 и рядовых панелей 4. Для перемещения трансформируемых частей покрытия имеются рельсовые направляющие 5, опирающиеся на внутренний опорный контур 6 стационарной части 1 покрытия. Рядовые панели 4 в закрытом состоянии покрытия опираются на фермы 7 (фиг. 3), а после трансформации располагаются на стационарной части 1 покрытия (фиг. 4). The coating of the structure (Fig. 1, 2) consists of a stationary part 1, resting on the supporting structures 2 located along the outer perimeter, transformable end panels 3 and ordinary panels 4. To move the transformable parts of the coating, there are rail guides 5, based on the internal supporting contour 6 stationary part 1 cover. The ordinary panels 4 in the closed state of the coating rest on the truss 7 (Fig. 3), and after transformation are located on the stationary part 1 of the coating (Fig. 4).

Ферма (фиг. 5, 6) состоит из верхнего пояса 8 (коробчатого профиля), шпренгеля 9 и стоек 10. В местах перегиба шпренгеля имеются шарниры 11, а его концы при трансформации скользят вдоль прорезей 12 в верхнем поясе 8. Стойка шпренгеля крепится к нему шарниром 13, а противоположным концом стержнем 14 фиксируется в упоре 15. Внутри коробчатого профиля верхнего пояса фермы имеются направляющие рейки 16, по которым перемещаются ролики 17, крепящиеся к стойке 10 (фиг. 7). Ферма имеет на своих концах ходовые тележки 18, которые перемещаются по рельсовым направляющим 5. Перемещение рядовых панелей 4 покрытия производится по направляющим 19, которые крепятся к верхнему поясу 8. Ферма имеет вращающиеся блоки 20, прикрепленные к верхнему поясу и к стойке (фиг. 5, 6), через которые проходит тяговый трос 21, приводимый в движение лебедкой 22. Неподвижный конец троса крепится к анкеру 23, установленному на шпренгеле 9. The farm (Fig. 5, 6) consists of an upper belt 8 (box-shaped profile), a truss 9 and racks 10. At the places where the truss is bent, there are hinges 11, and its ends slide along the slots 12 in the upper belt 8. During trimming, the truss rack is attached to hinge 13, and the opposite end of the rod 14 is fixed in the abutment 15. Inside the box-shaped profile of the upper belt of the farm there are guide rails 16 along which the rollers 17 are fastened to the rack 10 (Fig. 7). The farm has at its ends running trucks 18 that move along the rail guides 5. The movement of the row cover panels 4 is carried out along the guides 19 that are attached to the upper belt 8. The farm has rotating blocks 20 attached to the upper belt and to the rack (Fig. 5 , 6) through which the traction cable 21, driven by the winch 22, passes. The fixed end of the cable is attached to the anchor 23 mounted on the truss 9.

Механизм перемещения фермы в процессе трансформации (фиг. 8) состоит из лебедки 24 и анкерного шкива 25, которые закреплены на стационарной части покрытия. Лебедка и анкерный шкив соединены бесконечным (петлевым) тросом 26. Ходовая тележка 18 (фиг. 5) трансформируемой фермы 7 (фиг. 8) прикреплена к тросу зажимом 27 и может перемещаться по рельсовой направляющей 5. The mechanism for moving the farm during the transformation process (Fig. 8) consists of a winch 24 and an anchor pulley 25, which are fixed to the stationary part of the coating. The winch and the anchor pulley are connected by an endless (loop) cable 26. The running carriage 18 (Fig. 5) of the transformed truss 7 (Fig. 8) is attached to the cable by a clamp 27 and can be moved along the rail 5.

Рядовая панель покрытия (фиг. 9, 10) состоит из несущих ребер 28, балок 29, к которым крепится светопрозрачное ограждение 30. Плита имеет ходовые ролики 31 и шкивы 32, через которые пропускается тяговый трос 33 механизма трансформации (фиг. 10). Механизм трансформации рядовых панелей 4 (фиг. 11) включает лебедку 34, анкерный шкив 35 и бесконечный тяговый трос 36, который петлеобразно огибает шкивы 28 всех панелей. Лебедка и анкерный шкив закреплены на стационарной части 1 покрытия. Рядовые плиты 4 при трансформации перемещаются со стационарной части 1 на фермы 7, на которых закреплены фиксаторы 37. The ordinary cover panel (Fig. 9, 10) consists of bearing ribs 28, beams 29, to which a translucent fence 30 is attached. The plate has running rollers 31 and pulleys 32 through which the traction cable 33 of the transformation mechanism is passed (Fig. 10). The transformation mechanism of the ordinary panels 4 (Fig. 11) includes a winch 34, an anchor pulley 35 and an endless traction cable 36, which loops around the pulleys 28 of all panels. The winch and anchor pulley are fixed to the stationary part 1 of the cover. Ordinary plates 4 during transformation move from the stationary part 1 to the truss 7, on which the latches 37 are fixed.

Торцевая панель 3 (фиг. 2, 12) состоит из несущих ферм 38 и каркаса 39, к которому крепится светопрозрачное ограждение 26. Панель имеет ходовые тележки 40, которые перемещаются по рельсовым направляющим 5, и лебедку 41 с тяговым тросом 42. The end panel 3 (Fig. 2, 12) consists of load-bearing trusses 38 and a frame 39, to which a translucent fence 26 is attached. The panel has running trolleys 40 that move along the rail guides 5, and a winch 41 with a pull cable 42.

Таким образом, трансформируемая часть покрытия состоит из трех самостоятельных (отдельных) конструкций: ферм 7, рядовых панелей 4 и торцевых панелей 3. В раскрытом состоянии эти конструкции группируются на стационарной части 1 покрытия. Процесс закрытия начинается с выдвижения ферм 7 (фиг. 8). При включении лебедки 24 ферма 7, показанная на фиг. 8 пунктиром, перемещается в направлении стрелки и занимает рабочее положение. В этом положении шпренгельная система фермы находится в закрытом состоянии, показанном на фиг. 6. Аналогичным образом производится перемещение в рабочее положение всех остальных ферм и торцевых панелей 3. Затем производится выдвижение или трансформация шпренгелей ферм (фиг. 5, 6, 7) в следующем порядке. Вращением лебедки 22 в направлении стрелки на фиг. 6 тяговый трос 21 разматывается, и шпренгельная система под действием собственного веса опускается вниз. При этом ролик 17 стойки 10 перемещается по направляющей рейке 16, и стойка поворачивается вокруг шарнира 13. Величина угла наклона направляющей рейки 16 к горизонту назначается большей или равной углу трения при движении ролика 17 по направляющей рейке 16. При этом условии будет происходить перемещение шпренгеля 9 в рабочее положение под действием собственного веса. Когда шпренгель 9 займет нижнее положение, стойка 10 получит наклон α к вертикали, а угол β между стойкой 10 и направляющей рейкой 16 станет прямым. В этом положении между верхним концом стойки 10 и упором 15 имеется зазор Δ (фиг. 7). При загружении покрытия внешней нагрузкой Q (собственный вес панелей покрытия, снеговая нагрузка и т.п.) верхний пояс 8 фермы прогибается, зазор Δ закрывается, и шпренгельная система включается в работу. При этом на верхний конец стойки 10 действует составляющая N = Qtgα, приложенная к стержню 14. Величина этого усилия, зависящая от угла α, определяет надежность фиксации шпренгельной системы в процессе эксплуатации покрытия. Thus, the transformable part of the coating consists of three independent (separate) structures: trusses 7, ordinary panels 4 and end panels 3. In the opened state, these structures are grouped on the stationary part 1 of the coating. The closing process begins with the extension of the farms 7 (Fig. 8). When the winch 24 is turned on, the truss 7 shown in FIG. 8 by a dotted line, moves in the direction of the arrow and occupies the working position. In this position, the truss truss system is in the closed state shown in FIG. 6. In a similar way, all the other trusses and end panels are moved to the working position 3. Then the truss trusses are extended or transformed (Fig. 5, 6, 7) in the following order. By turning the winch 22 in the direction of the arrow in FIG. 6, the traction cable 21 is unwound, and the truss system is lowered under its own weight. In this case, the roller 17 of the rack 10 moves along the guide rail 16, and the rack rotates around the hinge 13. The angle of inclination of the guide rail 16 to the horizon is set to be greater than or equal to the angle of friction when the roller 17 moves along the guide rail 16. Under this condition, the spindle 9 will move in working position under the action of its own weight. When the truss 9 takes the lower position, the stand 10 will receive an inclination α to the vertical, and the angle β between the stand 10 and the guide rail 16 will become straight. In this position, there is a gap Δ between the upper end of the strut 10 and the stop 15 (Fig. 7). When loading the coating with an external load Q (dead weight of the coating panels, snow load, etc.), the upper truss belt 8 bends, the gap Δ closes, and the truss system is turned on. In this case, the component N = Qtgα applied to the rod 14 acts on the upper end of the strut 10. The value of this force, depending on the angle α, determines the reliability of fixing the truss system during operation of the coating.

Обратная трансформация шпренгельной системы производится при отсутствии внешней нагрузки Q. Направление вращения лебедки переключается на обратное, трос 21 поворачивает стойку 10 по часовой стрелке относительно шарнира 13, стержень 14 выходит из упора 15, и шпренгель 9 начинает подниматься. Свободный выход в этот момент стержня 14 из упора 15 обеспечивается имеющимся между ними зазором Δ. The reverse transformation of the truss system is carried out in the absence of an external load Q. The direction of rotation of the winch is reversed, the cable 21 rotates the strut 10 clockwise relative to the hinge 13, the rod 14 leaves the stop 15, and the truss 9 starts to rise. The free exit at this moment of the rod 14 from the stop 15 is provided by the gap Δ existing between them.

После перемещения ферм и торцевых элементов в их рабочие положения и выдвижения вниз шпренгельных систем ферм производится надвиг рядовых панелей 4 на фермы. На фиг. 11а показано стартовое состояние, когда рядовые панели сосредоточены на стационарной части 1 покрытия. При включении лебедки в направлении стрелки в тяговом тросе 36 возникает усилие, которое по мере прохождения троса через анкерный шкив 35 и шкивы 28 уменьшается вследствие трения в шкивах. Поэтому максимальное тяговое усилие будет действовать на нижнюю плиту, и весь пакет плит будет перемещаться на ферму 7 (фиг. 11б) до упора 37, установленного на ферме. Перемещение панелей 4 вдоль фермы происходит по направляющим 19 (фиг. 7). После перемещения первой панели до упора 37 максимальное тяговое усилие окажется приложенным к следующей по высоте панели, которая в свою очередь начнет перемещаться по ферме до следующего упора. Таким образом производится поочередное перемещение рядовых панелей на фермы покрытия (фиг. 11в, 11г). Обратная трансформация элементов на стационарную часть покрытия производится путем перемены направления вращения соответствующих лебедок. After moving the trusses and end elements to their working positions and pushing down the truss truss systems, the ordinary panels 4 are pushed onto the trusses. In FIG. 11 a shows the starting state when the row panels are concentrated on the stationary part 1 of the coating. When the winch is turned on in the direction of the arrow in the traction cable 36, a force arises which, as the cable passes through the anchor pulley 35 and the pulleys 28, decreases due to friction in the pulleys. Therefore, the maximum traction force will act on the bottom plate, and the entire package of plates will move to the truss 7 (Fig. 11b) to the stop 37 mounted on the truss. The movement of the panels 4 along the truss occurs along the guides 19 (Fig. 7). After moving the first panel to the stop 37, the maximum traction will be applied to the next highest panel, which in turn will begin to move along the truss to the next stop. In this way, the row panels are alternately moved to the coating trusses (Figs. 11c, 11d). The reverse transformation of the elements to the stationary part of the coating is carried out by changing the direction of rotation of the respective winches.

Claims

1. Transformable coating of a large-span building or structure, having a fixed stationary part and a movable part, pushed upon opening to a stationary one, characterized in that the movable part consists of trusses and panels that are transformed in height and are mixed from the stationary part to the trusses, and each transformable truss consists of from the upper belt of the box-shaped profile with guide rails located inside it, a spreel having hinges at the points of inflection, and racks, one end of each of which is pivotally attached to the truss, and the opposite end of the rod is fixed in the stop, while during the transformation of the truss the ends of the truss slide along the grooves of the upper belt, and the racks by means of rollers attached to them move along the guide rails and rotate around the hinge, and when the truss is occupied with the lower position, the angle between the rack and a guide rail is equal to 90 ^o and between the upper end of the rack and the stop a gap is formed, which closes when an external load is applied to the coating.

2. The coating according to claim 1, characterized in that to move the sprengel to its working position under the influence of its own weight, the angle of inclination of the guide rail to the horizon is set to be greater than or equal to the angle of friction when the roller moves along the guide rail.