RU225907U1 - Модуль сферический - Google Patents

Abstract

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 расширение функциональных возможностей модуля сферического, а также снижение трудоемкости и упрощение изготовления элементов за счет увеличения числа возможных вариантов стыковки модулей по плоским круговым основаниям сферических сегментов при создании пространственных многоблочных составных структур, а также уменьшения кривизны и габаритов сборных элементов. Данный технический результат достигается тем, что в модуле сферическом, состоящем из состыкованных по дугообразным кромкам сферических элементов - участков сферической поверхности, выполненных в виде одинаковых сферических сегментов и размещенных между ними одинаковых шестиугольных сферических отсеков, очерченных геодезическими и круговыми контурными кромками, одинаковые шестиугольные сферические отсеки состыкованы друг с другом по равным геодезическим кромкам с образованием ребер, соединяющих круговые основания близлежащих сферических сегментов; при этом каждый шестиугольный сферический отсек очерчен тремя геодезическими дугообразными кромками, которые чередуются с тремя круговыми кромками - одной центральной и двумя боковыми; причем полную сферическую оболочку модуля составляют четырнадцать сферических сегментов и двадцать четыре шестиугольных сферических отсека.

Description

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.

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).

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.

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).

Недостатком данного технического решения являются разнотипность и сложный раскрой составляющих оболочку четырехугольных полос, а, следовательно, значительная трудоемкость ее изготовления и монтажа.

Известна равноэлементная сферическая разбивка, где полную сферическую оболочку составляют 30 одинаковых остроугольных 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). Недостатком данного технического решения является большое количество сферических элементов, сходящихся в вершинах, а также значительные габариты элементов при большом диаметре сферической оболочки, а, следовательно, их большая кривизна, что в итоге обусловливает совокупную трудоемкость изготовления элементов и монтажа оболочки.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является модуль сферический, образованный элементами сферической оболочки, выполненными в виде одинаковых сферических сегментов и размещенных между ними одинаковых неправильных шестиугольных сферических отсеков, очерченных геодезическими и круговыми контурными кромками; при этом полную сферическую оболочку модуля составляют шесть одинаковых сферических сегментов и двадцать четыре неправильных шестиугольных сферических отсека (патент РФ №220552, Модуль сферический, МКИ Е04В 1/32, 7/10; 2023).

Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является ограниченное число вариантов присоединения сферических модулей друг к другу по плоским круговым основаниям сферических сегментов при создании пространственных многоблочных составных структур, а также большая кривизна и габариты составляющих элементов.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей модуля сферического, а также снижение трудоемкости и упрощение изготовления элементов.

Данная задача решается за счет того, что в модуле сферическом, состоящем из состыкованных по дугообразным кромкам сферических элементов - участков сферической поверхности, выполненных в виде одинаковых сферических сегментов и размещенных между ними одинаковых шестиугольных сферических отсеков, очерченных геодезическими и круговыми контурными кромками, одинаковые шестиугольные сферические отсеки состыкованы друг с другом по равным геодезическим кромкам с образованием ребер, попарно соединяющих круговые основания близлежащих сферических сегментов; при этом каждый шестиугольный сферический отсек очерчен тремя геодезическими дугообразными кромками, которые чередуются с тремя круговыми кромками - одной центральной и двумя боковыми; причем полную сферическую оболочку модуля составляют четырнадцать сферических сегментов и двадцать четыре шестиугольных сферических отсека.

В модуле сферическом шестиугольные сферические отсеки могут быть выполнены зеркально симметричными; при этом у каждого из шестиугольных сферических отсеков боковые круговые кромки выполнены равными.

В модуле сферическом у каждого из шестиугольных сферических отсеков центральная круговая кромка может составлять одну четвертую часть кругового основания примыкающего сферического сегмента, а каждая из равных боковых круговых кромок составляет одну шестую часть кругового основания соответствующего смежного сферического сегмента.

В модуле сферическом у каждого из шестиугольных сферических отсеков центральная круговая кромка может составлять одну третью часть кругового основания примыкающего сферического сегмента, а каждая из равных боковых круговых кромок составляет одну восьмую часть кругового основания соответствующего смежного сферического сегмента.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение функциональных возможностей модуля сферического, а также снижение трудоемкости и упрощение изготовления элементов за счет увеличения числа возможных вариантов стыковки модулей по плоским круговым основаниям сферических сегментов при создании пространственных многоблочных составных структур, а также уменьшения кривизны и габаритов сборных элементов.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На фиг. 1, 2 изображен общий вид модуля сферического с различной компоновкой составляющих сферических элементов и вынесенными шестиугольными сферическими отсеками.

Модуль сферический состоит из состыкованных по дугообразным кромкам сферических элементов - участков сферической поверхности, выполненных в виде одинаковых сферических сегментов 1 и размещенных между ними одинаковых шестиугольных сферических отсеков 2, очерченных геодезическими и круговыми контурными кромками. Одинаковые шестиугольные сферические отсеки 2 состыкованы друг с другом по равным геодезическим кромкам с образованием ребер 3, 4, попарно соединяющих круговые основания 5 близлежащих сферических сегментов 1; при этом каждый шестиугольный сферический отсек 2 очерчен тремя геодезическими дугообразными кромками, которые чередуются с тремя круговыми кромками - одной центральной кромкой 6 и двумя боковыми кромками 7, 8; причем полную сферическую оболочку модуля составляют четырнадцать сферических сегментов 1 и двадцать четыре шестиугольных сферических отсека 2.

В модуле сферическом шестиугольные сферические отсеки 2 могут быть выполнены зеркально симметричными; при этом у каждого из шестиугольных сферических отсеков 2 боковые круговые кромки 7 и 8 выполнены равными.

В модуле сферическом у каждого из шестиугольных сферических отсеков 2 центральная круговая кромка 6 составляет одну четвертую часть кругового основания 5 примыкающего сферического сегмента 1, а каждая из равных боковых круговых кромок 7 и 8 составляет одну шестую часть кругового основания 5 соответствующего смежного сферического сегмента 1.

В модуле сферическом у каждого из шестиугольных сферических отсеков 2 центральная круговая кромка 6 составляет одну третью часть кругового основания 5 примыкающего сферического сегмента 1, а каждая из равных боковых круговых кромок 7 и 8 составляет одну восьмую часть кругового основания 5 соответствующего смежного сферического сегмента 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 с последующим соединением их по контурным дугам сваркой.

Сферическая оболочка заявленного модуля выполнена с использованием большего числа сферических сегментов и большего совокупного числа всех составляющих элементов, что обусловливает преимущества перед прототипом:

- создается возможность получения большего числа вариабельных пространственных компоновок модулей по плоским круговым основаниям составляющих сферических сегментов, что расширяет функциональные возможности изделия;

- большее совокупное число составляющих сферическую оболочку элементов обусловливает их меньшие физические габариты и, соответственно, меньшую кривизну их поверхности, что снижает трудоемкость и упрощает технологию их изготовления и сборки составной сферической оболочки.

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.

Claims (4)

1. Модуль сферический, состоящий из состыкованных по дугообразным кромкам сферических элементов - участков сферической поверхности, выполненных в виде одинаковых сферических сегментов и размещенных между ними одинаковых шестиугольных сферических отсеков, очерченных геодезическими и круговыми контурными кромками, отличающийся тем, что одинаковые шестиугольные сферические отсеки состыкованы друг с другом по равным геодезическим кромкам с образованием ребер, попарно соединяющих круговые основания близлежащих сферических сегментов, при этом каждый шестиугольный сферический отсек очерчен тремя геодезическими дугообразными кромками, которые чередуются с тремя круговыми кромками - одной центральной и двумя боковыми, причем полную сферическую оболочку модуля составляют четырнадцать сферических сегментов и двадцать четыре шестиугольных сферических отсека.

2. Модуль сферический по п. 1, отличающийся тем, что шестиугольные сферические отсеки выполнены зеркально симметричными, при этом у каждого из шестиугольных сферических отсеков боковые круговые кромки выполнены равными.

3. Модуль сферический по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что у каждого из шестиугольных сферических отсеков центральная круговая кромка составляет одну четвертую часть кругового основания примыкающего сферического сегмента, а каждая из равных боковых круговых кромок составляет одну шестую часть кругового основания соответствующего смежного сферического сегмента.

4. Модуль сферический по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что у каждого из шестиугольных сферических отсеков центральная круговая кромка составляет одну третью часть кругового основания примыкающего сферического сегмента, а каждая из равных боковых круговых кромок составляет одну восьмую часть кругового основания соответствующего смежного сферического сегмента.