RU2437992C1 - Constructor of pre-fabricated demountable structures of shell type - Google Patents

Constructor of pre-fabricated demountable structures of shell type Download PDF

Info

Publication number
RU2437992C1
RU2437992C1 RU2010127024/03A RU2010127024A RU2437992C1 RU 2437992 C1 RU2437992 C1 RU 2437992C1 RU 2010127024/03 A RU2010127024/03 A RU 2010127024/03A RU 2010127024 A RU2010127024 A RU 2010127024A RU 2437992 C1 RU2437992 C1 RU 2437992C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elements
plane
ribs
bending
frame
Prior art date
Application number
RU2010127024/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Иванович Демин (RU)
Борис Иванович Демин
Original Assignee
Борис Иванович Демин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Борис Иванович Демин filed Critical Борис Иванович Демин
Priority to RU2010127024/03A priority Critical patent/RU2437992C1/en
Priority to PCT/RU2011/000047 priority patent/WO2012002836A1/en
Priority to EP11801206A priority patent/EP2511437A4/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2437992C1 publication Critical patent/RU2437992C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/32Arched structures; Vaulted structures; Folded structures
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/32Arched structures; Vaulted structures; Folded structures
    • E04B2001/3235Arched structures; Vaulted structures; Folded structures having a grid frame
    • E04B2001/3241Frame connection details
    • E04B2001/3247Nodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)

Abstract

FIELD: construction. ^ SUBSTANCE: constructor of pre-fabricated demountable structures of shell type comprises bearing elements (ribs) and connecting units (connectors), with the help of which unified modules of the frame are assembled in the form of spatial isosceles triangles, hypotenuses of which are single-type arched ribs, and cathetuses are made either rectangular or arched depending on the type of a developed module, at the same time the frame modules between themselves are connected by single-type elements (hypotenuses or cathetuses). Arched ribs are formed by circular arcs of radius R, besides, the central angles of arcs in axes of spatial triangle tops are related by the ratio of where is a central angle of an arched hypotenuse, - a central angle of an arched cathetus, besides, length of a rectangular cathetus in axes of spatial triangle tops makes connection units of frame ribs are made of elements of 9 types: a central double-plane element (with a bending angle equal to Ç/2) for connection of single-type cathetuses to each other, and also left and right double-plane (with a bending angle equal to Ç/4) and triple-plane (with bending angles equal to Ç/2 and 3Ç/4 accordingly and rotation of bending axes by the angle of /2) elements for connection of the arched hypotenuse with arched and rectilinear cathetuses, angles of bending and rotation of bending axes of connecting units are arranged so that the planes of longitudinal sections of cathetuses are perpendicular to each other, and the plane of the longitudinal section of the hypotenuse is either parallel to the line of crossing of planes of longitudinal sections of cathetuses (double-plane elements), or is turned relative to it by the angle /2 (triple-plane elements). ^ EFFECT: simplified assembly and disassembly, transportation and storage. ^ 5 cl, 19 dwg

Description

Заявляемое техническое решение "Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа" относится к области строительства, а именно ограждающих конструкций выставочных стендов, павильонов и других временных зданий и сооружений.The claimed technical solution "Constructor of prefabricated collapsible structures of the shell type" relates to the field of construction, namely the enclosing structures of exhibition stands, pavilions and other temporary buildings and structures.

Известно решение "Конструкция сборной многогранной строительной оболочки из плоских несущих панелей с соединительными вставками" по патенту RU N 2116409, E04G 7/24, 1998.The known solution "Design of a precast multifaceted building shell of flat bearing panels with connecting inserts" according to patent RU N 2116409, E04G 7/24, 1998.

Достоинством технического решения является создание бескаркасной оболочки купола выставочного павильона.The advantage of a technical solution is the creation of a frameless shell of the dome of the exhibition hall.

Однако конструкция позволяет возводить только купольные оболочки, составляющие элементы которых являются плоскими.However, the design allows you to build only dome shells, the constituent elements of which are flat.

Известно решение "Модульная каркасная система", состоящая из несущих элементов (стоек, ригелей, подкосов и других деталей) и соединительных узлов каркаса по патенту RU №2184823, E04G 7/24, 1998 г.The known solution "Modular frame system", consisting of load-bearing elements (struts, crossbars, struts and other parts) and connecting nodes of the frame according to patent RU No. 2184823, E04G 7/24, 1998

Достоинством конструкции является возможность построения пространственного каркаса оболочки.The advantage of the design is the ability to build a spatial shell frame.

Однако образуемый при этом каркас также состоит из плоских элементов, с помощью которых невозможно возводить выпукло-вогнутые оболочки сложной конфигурации.However, the framework formed in this case also consists of flat elements, with the help of which it is impossible to erect convex-concave shells of complex configuration.

Известно решение "Конструкция быстровозводимых сборно-разборных каркасов оболочек "INFINITY"" по свидетельству RU №40641, Е04С 7/24 от 11.02.2004, содержащая несущие элементы каркаса (унифицированные модули конструкции "INFINITY" выполнены в виде пространственных равнобедренных прямоугольных треугольников, гипотенузами которых являются однотипные дугообразные ребра, а катеты выполнены либо прямолинейными, либо дугообразными в зависимости от формы создаваемого модуля.The solution "Construction of prefabricated collapsible shell frames" INFINITY "is known according to certificate RU No. 40641, Е04С 7/24 of 02/11/2004, containing structural frame members (unified modules of the" INFINITY "design are made in the form of spatial isosceles right-angled triangles, the hypotenuses of which are arched ribs of the same type, and the legs are either straight or arched depending on the shape of the module being created.

Достоинством технического решения является создание каркасов оболочек в виде пространственных треугольников.The advantage of a technical solution is the creation of shell frames in the form of spatial triangles.

Однако конструкция описывает создание модулей конусообразных оболочек и оболочек переноса. Модули остальных типов оболочек, например сферические, могут быть созданы лишь приблизительно. Кроме того, конструкция была описана с точки зрения унификации ребер каркаса и не предполагала унификацию узловых элементов. Не были рассмотрены конструктивные и технологические вопросы заполнения каркасов.However, the design describes the creation of modules conical shells and transfer shells. Modules of other shell types, for example spherical, can only be created approximately. In addition, the design was described in terms of the unification of the edges of the frame and did not involve the unification of nodal elements. The design and technological issues of filling the frames were not considered.

Целью заявляемого технического решения является создание конструктора быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа из унифицированных несущих элементов, соединительных узлов (коннекторов), заполнении и системы внутренней динамической подсветки.The purpose of the proposed technical solution is to create a designer of prefabricated collapsible shell-type structures from unified load-bearing elements, connecting nodes (connectors), filling and internal dynamic lighting system.

Поставленная цель достигается следующим образом.The goal is achieved as follows.

Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа содержит несущие элементы (ребра) и соединительные узлы (коннекторы), с помощью которых собираются унифицированные модули каркаса в виде пространственных равнобедренных треугольников, гипотенузами которых являются однотипные дугообразные ребра, а катеты выполнены либо прямолинейными, либо дугообразными в зависимости от типа создаваемого модуля. Между собой модули каркаса соединяются по однотипным элементам (гипотенузам или катетам).The constructor of prefabricated collapsible structures of the shell type contains load-bearing elements (ribs) and connecting nodes (connectors), with the help of which unified frame modules are assembled in the form of spatial isosceles triangles, the hypotenuses of which are the same arched ribs, and the legs are either straight or arched in depending on the type of module being created. Between themselves, the modules of the frame are connected by the same type of elements (hypotenuses or legs).

При этомWherein

- дугообразные ребра образованы дугами окружности радиуса R, причем центральные углы дуг в осях вершин пространственных треугольников связаны следующим соотношением- arcuate edges are formed by arcs of a circle of radius R, and the central angles of the arcs in the axes of the vertices of the spatial triangles are connected by the following relation

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где α - центральный угол дугообразной гипотенузы,where α is the central angle of the arcuate hypotenuse,

β - центральный угол дугообразного катета;β is the central angle of the arcuate leg;

длина прямолинейного катета в осях вершин пространственных треугольников составляет

Figure 00000002
;the length of the straight leg in the axes of the vertices of the spatial triangles is
Figure 00000002
;

соединительные узлы ребер каркаса выполнены из элементов 9 типов: центрального двухплоскостного элемента (с углом гибки, равным π/2) для соединения однотипных катетов между собой, а также левых и правых двухплоскостных (с углом гибки, равным π/4) и трехплоскостных (с углами гибки, равными соответственно π/2 и 3π/4 и поворотом осей гибки на угол α/2) элементов для соединения дугообразной гипотенузы с дугообразными и прямолинейными катетами;the connecting nodes of the frame ribs are made of 9 types of elements: a central two-plane element (with a bending angle equal to π / 2) for connecting the same type legs with each other, as well as left and right two-plane (with a bending angle equal to π / 4) and three-plane (with bending angles equal to π / 2 and 3π / 4, respectively, and turning the bending axes by an angle α / 2) of the elements for connecting the arcuate hypotenuse with arcuate and rectilinear legs;

углы гибки и поворот осей гибки соединительных узлов выполнены таким образом, чтобы плоскости продольных сечений катетов были перпендикулярны друг другу, а плоскость продольного сечения гипотенузы была либо параллельна линии пересечения плоскостей продольных сечений катетов (двухплоскостные элементы), либо имела поворот относительно нее на угол α/2 (трехплоскостные элементы);the bending angles and rotation of the bending axes of the connecting nodes are made so that the plane of the longitudinal sections of the legs are perpendicular to each other, and the plane of the longitudinal section of the hypotenuse is either parallel to the line of intersection of the planes of the longitudinal sections of the legs (two-plane elements), or has an angle α / 2 (three-plane elements);

профиль несущих элементов каркаса (ребер) выполнен с торцевыми пазами для крепления соединительных узлов, продольными пазами для крепления заполнении треугольных модулей и элементов внутренней подсветки, а также отверстиями для наращивания каркаса путем болтового соединения между собой соседних треугольных модулей по однотипным ребрам;the profile of the supporting elements of the frame (ribs) is made with end grooves for fastening the connecting nodes, longitudinal grooves for fastening the filling of triangular modules and internal lighting elements, as well as holes for building the frame by bolting together adjacent triangular modules along the same ribs;

введены заполнения треугольных модулей каркаса, выполненные из растяжимой ткани с окантовкой по контуру гибкой лентой толщиной, соответствующей размеру продольных пазов профиля ребер для крепления заполнений;introduced the fillings of the triangular frame modules made of expandable fabric with a contour around the contour with a flexible tape of thickness corresponding to the size of the longitudinal grooves of the profile of the ribs for fixing the fillings;

введена система внутренней подсветки, выполненная из последовательно соединенных внутри пространственных треугольных модулей гибких светящихся лент с длиной, соответствующей длине ребер, закрепляемых с помощью магнитных лент, одна из которых закреплена в продольных пазах ребер, а вторая (ответная) приклеена к светящимся лентам;an internal illumination system was introduced, made of flexible luminous tapes connected in series inside the spatial triangular modules with a length corresponding to the length of the ribs fixed with magnetic tapes, one of which is fixed in the longitudinal grooves of the ribs, and the second (response) is glued to the luminous ribbons;

- соединительные узлы выполнены с отверстиями: для соединения с ребрами, прокладки кабеля и других коммутационных элементов, крепежа (подвеса) каркаса оболочки к внешним конструкциям, крепления оборудования, опор и (при необходимости) дополнительных конструктивных элементов жесткости (связей).- connecting nodes are made with holes: for connecting with ribs, laying cables and other switching elements, fasteners (suspensions) of the shell frame to external structures, fastening equipment, supports and (if necessary) additional structural stiffeners (ties).

На чертежах представлены:The drawings show:

Фиг.1 - сечение ребер E1, E2, Е3,Figure 1 - cross section of the ribs E1, E2, E3,

где h - высота сечения,where h is the height of the section

АВ - продольная плоскость сечения ребра,AB - the longitudinal plane of the cross section of the ribs,

1 - паз для крепления заполнений,1 - groove for fixing the fillings,

2 - паз для крепления коннекторов,2 - groove for mounting connectors,

3 - отверстие для резьбового крепления торцевых заглушек,3 - hole for threaded end caps,

4 - паз для крепления внутренней подсветки.4 - groove for mounting the internal lighting.

Фиг.2 - ребро E1 - продольное сечение дугообразной гипотенузы,Figure 2 - rib E1 is a longitudinal section of an arcuate hypotenuse,

где h - высота сечения,where h is the height of the section

R - радиус дуги окружности,R is the radius of the arc of a circle,

α - центральный угол дугообразной гипотенузы,α is the central angle of the arcuate hypotenuse,

1 - вершина пространственного треугольника,1 - the top of the spatial triangle,

2 - соединительные отверстия.2 - connecting holes.

Фиг.3 - ребро Е2 - продольное сечение дугообразного катета,Figure 3 - rib E2 is a longitudinal section of an arcuate leg,

где h - высота сечения,where h is the height of the section

R - радиус дуги окружности,R is the radius of the arc of a circle,

β - центральный угол дугообразного катетаβ is the central angle of the arcuate leg

1 - вершина пространственного треугольника,1 - the top of the spatial triangle,

2 - соединительные отверстия.2 - connecting holes.

Фиг.4 - ребро Е3 - продольное сечение прямолинейного катета,Figure 4 - rib E3 is a longitudinal section of a straight leg,

где h - высота сечения,where h is the height of the section

R - радиус дуги окружности,R is the radius of the arc of a circle,

1 - вершина пространственного треугольника,1 - the top of the spatial triangle,

2 - соединительные отверстия.2 - connecting holes.

Фиг.5 - болтовое соединение ребер.5 is a bolted connection of the ribs.

Фиг.6 - двухплоскостной центральный коннектор CD1,6 is a two-plane Central connector CD1,

где 1 - отверстие для соединения с ребром Е2 или Е3,where 1 is the hole for connection with the rib E2 or E3,

2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,2 - thread for fixing the connector in the profile,

3 - крепежное отверстие,3 - mounting hole,

4 - отверстие для прокладки кабеля,4 - hole for laying the cable,

АВ - ось гибки π/2.AB - bending axis π / 2.

Фиг.7 - двухплоскостной левый коннектор C1L,7 is a two-plane left connector C1L,

где 1 - отверстие для соединения с ребром Е3,where 1 is the hole for connection with the rib E3,

2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,2 - thread for fixing the connector in the profile,

3 - крепежное отверстие,3 - mounting hole,

4 - отверстие для прокладки кабеля,4 - hole for laying the cable,

5 - отверстие для соединения с ребром E1.5 - hole for connection with the rib E1.

АВ - ось гибки π/4.AB - bending axis π / 4.

Фиг.8 - двухплоскостной правый коннектор C1R,Fig - two-plane right connector C1R,

где 1 - отверстие для соединения с ребром Е3,where 1 is the hole for connection with the rib E3,

2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,2 - thread for fixing the connector in the profile,

3 - крепежное отверстие,3 - mounting hole,

4 - отверстие для прокладки кабеля,4 - hole for laying the cable,

5 - отверстие для соединения с ребром E1.5 - hole for connection with the rib E1.

АВ - ось гибки π/4.AB - bending axis π / 4.

Фиг.9 - трехплоскостной левый коннектор C2L,Fig.9 is a three-plane left connector C2L,

где 1 - отверстие для соединения с ребром Е3,where 1 is the hole for connection with the rib E3,

2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,2 - thread for fixing the connector in the profile,

3 - крепежное отверстие,3 - mounting hole,

4 - отверстие для прокладки кабеля,4 - hole for laying the cable,

5 - отверстие для соединения с ребром E1.5 - hole for connection with the rib E1.

АВ - ось гибки π/2,AB - bending axis π / 2,

АС - ось гибки 3π/4,AC - bending axis 3π / 4,

Поворот осей гибки на угол CAB=α/2.Rotation of the bending axes by the angle CAB = α / 2.

Фиг.10 - трехплоскостной правый коннектор C2R,Figure 10 - three-plane right connector C2R,

где 1 - отверстие для соединения с ребром Е3,where 1 is the hole for connection with the rib E3,

2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,2 - thread for fixing the connector in the profile,

3 - крепежное отверстие,3 - mounting hole,

4 - отверстие для прокладки кабеля,4 - hole for laying the cable,

5 - отверстие для соединения с ребром E1.5 - hole for connection with the rib E1.

АВ - ось гибки π/2,AB - bending axis π / 2,

АС - ось гибки 3π/4,AC - bending axis 3π / 4,

Поворот осей гибки на угол CAB=α/2.Rotation of the bending axes by the angle CAB = α / 2.

Фиг.11 - двухплоскостной левый коннектор C3L,11 is a two-plane left connector C3L,

где 1 - отверстие для соединения с ребром Е2,where 1 is the hole for connection with the rib E2,

2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,2 - thread for fixing the connector in the profile,

3 - крепежное отверстие,3 - mounting hole,

4 - отверстие для прокладки кабеля,4 - hole for laying the cable,

5 - отверстие для соединения с ребром E1.5 - hole for connection with the rib E1.

АВ - ось гибки π/4.AB - bending axis π / 4.

Фиг.12 - двухплоскостной правый коннектор C3R,Fig - two-plane right connector C3R,

где 1 - отверстие для соединения с ребром Е2,where 1 is the hole for connection with the rib E2,

2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,2 - thread for fixing the connector in the profile,

3 - крепежное отверстие,3 - mounting hole,

4 - отверстие для прокладки кабеля,4 - hole for laying the cable,

5 - отверстие для соединения с ребром E1.5 - hole for connection with the rib E1.

АВ - ось гибки π/4.AB - bending axis π / 4.

Фиг.13 - трехплоскостной левый коннектор C4L,Fig - three-plane left connector C4L,

где 1 - отверстие для соединения с ребром Е2,where 1 is the hole for connection with the rib E2,

2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,2 - thread for fixing the connector in the profile,

3 - крепежное отверстие,3 - mounting hole,

4 - отверстие для прокладки кабеля,4 - hole for laying the cable,

5 - отверстие для соединения с ребром E1.5 - hole for connection with the rib E1.

АВ - ось гибки π/2,AB - bending axis π / 2,

АС - ось гибки 3π/4,AC - bending axis 3π / 4,

Поворот осей гибки на угол CAB=α/2.Rotation of the bending axes by the angle CAB = α / 2.

Фиг.14 - трехплоскостной правый коннектор C4R,Fig - three-plane right connector C4R,

где 1 - отверстие для соединения с ребром Е2,where 1 is the hole for connection with the rib E2,

2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,2 - thread for fixing the connector in the profile,

3 - крепежное отверстие,3 - mounting hole,

4 - отверстие для прокладки кабеля,4 - hole for laying the cable,

5 - отверстие для соединения с ребром E1.5 - hole for connection with the rib E1.

АВ - ось гибки π/2,AB - bending axis π / 2,

АС - ось гибки 3π/4,AC - bending axis 3π / 4,

Поворот осей гибки на угол CAB=α/2.Rotation of the bending axes by the angle CAB = α / 2.

Фиг.15 - унифицированный треугольный модуль M1,Fig - unified triangular module M1,

где 1 - коннектор CD1,where 1 is the connector CD1,

2 - коннектор C1L,2 - connector C1L,

3 - коннектор C1R,3 - connector C1R,

4 - ребро Е3,4 - rib E3,

5 - ребро E1.5 - rib E1.

Фиг.16 - унифицированный треугольный модуль М2,Fig - a unified triangular module M2,

где 1 - коннектор CD1,where 1 is the connector CD1,

2- коннектор C2L,2- connector C2L,

3 - коннектор C2R,3 - connector C2R,

4 - ребро Е3,4 - rib E3,

5 - ребро E1.5 - rib E1.

Фиг.17 - унифицированный треугольный модуль М3,Fig - a unified triangular module M3,

где 1 - коннектор CD1,where 1 is the connector CD1,

2 - коннектор C3L,2 - connector C3L,

3 - коннектор C3R,3 - connector C3R,

4 - ребро Е2,4 - rib E2,

5 - ребро E1.5 - rib E1.

Фиг.18 - унифицированный треугольный модуль М4,Fig. 18 is a unified triangular module M4,

где 1 - коннектор CD1,where 1 is the connector CD1,

2 - коннектор C4L,2 - connector C4L,

3 - коннектор C4R,3 - connector C4R,

4 - ребро Е2,4 - rib E2,

5 - ребро E1.5 - rib E1.

Фиг.19 - пример сборки конструкции каркаса.Fig. 19 is an example of a frame structure assembly.

Сущность заключается в следующем.The essence is as follows.

Несущие элементы конструктора выполнены из однотипного профиля постоянного сечения (например, изображенного на Фиг.1) в виде ребер 3 типов: дугообразной гипотенузы Е1 (Фиг.2), дугообразного катета Е2 (Фиг.3) и прямолинейного катета Е3 (Фиг.4), из которых с помощью соединительных узлов собираются пространственные равнобедренные треугольные модули каркаса сооружений оболочечного типа. Дугообразные ребра Е1 и Е2 образованы дугами окружности одинакового радиуса R, причем центральные углы дуг, образующих ребра Е1 и Е2, в осях вершин пространственных треугольников связаны следующим соотношениемThe structural elements of the designer are made of the same profile of constant cross-section (for example, shown in Figure 1) in the form of ribs of 3 types: arcuate hypotenuse E1 (Figure 2), arcuate leg E2 (Figure 3) and straight leg E3 (Figure 4) from which, using connecting nodes, spatial isosceles triangular modules of the frame structure of shell-type structures are assembled. The arcuate edges E1 and E2 are formed by circular arcs of the same radius R, and the central angles of the arcs forming the edges E1 and E2 in the axes of the vertices of the spatial triangles are connected by the following relation

Figure 00000003
Figure 00000003

где α - центральный угол дугообразной гипотенузы,where α is the central angle of the arcuate hypotenuse,

β - центральный угол дугообразного катета.β is the central angle of the arcuate leg.

Длина прямолинейного катета Е3 в осях вершин пространственных треугольниковThe length of the straight leg E3 in the axes of the vertices of the spatial triangles

Figure 00000004
Figure 00000004

Таким образом, выбирая сечение ребер, значения радиуса R и центрального угла α дугообразной гипотенузы, с помощью соотношений (1)-(2) полностью задается геометрия всех несущих элементов конструктора. Рекомендуемые для практического применения в выставочном строительстве диапазоны R=2÷4 м, α=π/6÷π/3.Thus, choosing the cross section of the ribs, the values of the radius R and the central angle α of the arcuate hypotenuse, using the relations (1) - (2), the geometry of all the supporting elements of the constructor is completely specified. The ranges R = 2 ÷ 4 m, α = π / 6 ÷ π / 3, recommended for practical use in exhibition construction.

В профиле несущих элементов каркаса (ребер) предусмотрены торцевые пазы для крепления соединительных узлов (коннекторов), продольные пазы для крепления заполнении и внутренней подсветки (Фиг.1), а также отверстия для наращивания каркаса путем соединения однотипных ребер между собой (Фиг.5).In the profile of the supporting elements of the frame (ribs), there are end grooves for fastening the connecting nodes (connectors), longitudinal grooves for fastening the filling and internal illumination (Figure 1), as well as holes for building the frame by connecting the same type of ribs to each other (Figure 5) .

Соединительные узлы (коннекторы) каркаса выполнены из листового материала в виде двухплоскостных (одна гибка) и трехплоскостных (две гибки) элементов 9 типов: CD1 (Фиг.6) - двухплоскостной элемент с углом гибки π/2 для соединения однотипных катетов между собой (Е2 с Е2 и Е3 с Е3); C1L (Фиг.7), C1R (Фиг.8) - соответственно левый и правый двухплоскостные элементы с углом гибки π/4 для соединения гипотенузы Е1 с катетами Е3; C2L (Фиг.9), C2R (Фиг.10) - соответственно левый и правый трехплоскостные элементы с углами гибки соответственно π/2 и 3π/4 и поворотом осей гибки на угол α/2 для соединения гипотенузы Е1 с катетами Е3; C3L (Фиг.11), C3R (Фиг.12) - соответственно левый и правый двухплоскостные элементы с углом гибки π/4 для соединения гипотенузы Е1 с катетами Е2; C4L (Фиг.13), C4R (Фиг.14) - соответственно левый и правый трехплоскостные элементы с углами гибки соответственно π/2 и 3π/4 и поворотом осей гибки на угол α/2 для соединения гипотенузы Е1 с катетами Е2.The connecting nodes (connectors) of the frame are made of sheet material in the form of two-plane (one bending) and three-plane (two bending) elements of 9 types: CD1 (Figure 6) - a two-plane element with a bending angle π / 2 for connecting the same type legs with each other (E2 with E2 and E3 with E3); C1L (Fig.7), C1R (Fig.8) - respectively, the left and right two-plane elements with a bending angle π / 4 for connecting the hypotenuse E1 with E3 legs; C2L (Fig. 9), C2R (Fig. 10), respectively, the left and right three-plane elements with bending angles π / 2 and 3π / 4, respectively, and turning the bending axes at an angle α / 2 to connect the hypotenuse E1 with E3 legs; C3L (Fig. 11), C3R (Fig. 12), respectively, the left and right two-plane elements with a bending angle π / 4 for connecting the hypotenuse E1 with legs E2; C4L (Fig.13), C4R (Fig.14) - respectively, the left and right three-plane elements with bending angles π / 2 and 3π / 4, respectively, and turning the bending axes at an angle α / 2 to connect the hypotenuse E1 with legs E2.

Соединительные узлы (коннекторы) вставляются и закрепляются в торцевых пазах несущих элементов каркаса (ребер), образуя унифицированные пространственные равнобедренные треугольные модули каркаса 4 типов: M1 (Фиг.15) - конусообразный модуль, образованный ребрами Е1, Е3, Е3 и узлами CD1, C1L, C1R; М2 (Фиг.16) - конусообразный со смещенной вершиной модуль, образованный ребрами Е1, Е3, Е3 и узлами CD1, C2L, C2R; М3 (Фиг.17) - модуль оболочки переноса, образованный ребрами Е1, Е2, Е2 и узлами CD1, C3L, C3R; М4 (Фиг.18) - модуль сферической оболочки, образованный ребрами Е1, Е2, Е2 и узлами CD1, C4L, C4R. При этом в модулях M1 и М3 для соединения гипотенузы с катетами используются двухплоскостные элементы с углом гибки π/4, обеспечивающим параллельность продольной плоскости гипотенузы Е1 с линией пересечения продольных плоскостей катетов. В модулях М2 и М4 для соединения гипотенузы с катетами используются трехплоскостные элементы с углами гибки соответственно π/2 и 3π/4 и поворотом осей гибки, обеспечивающим наклон продольной плоскости гипотенузы Е1 относительно линии пересечения продольных плоскостей катетов, на половину центрального угла дуги гипотенузы Е1-α/2. В соединительных узлах предусмотрены следующие отверстия: для соединения с ребрами, для прокладки кабеля и других коммутационных элементов, крепежа подвеса каркаса оболочки к внешним конструкциям, крепления оборудования, опор и (при необходимости) дополнительных конструктивных элементов жесткости (связей). Такой минимальный набор унифицированных несущих элементов (ребер) 3 типов и унифицированных соединительных узлов (коннекторов) 9 типов является принципиальным для данного конструктора и позволяет создавать унифицированные пространственные равнобедренные треугольные модули каркаса 4 типов: конусообразный, конусообразный со смещенной вершиной, оболочки переноса и сферической оболочки.Connecting nodes (connectors) are inserted and fixed in the end grooves of the supporting elements of the frame (ribs), forming unified spatial isosceles triangular modules of the frame of 4 types: M1 (Fig. 15) - conical module formed by the ribs E1, E3, E3 and nodes CD1, C1L C1R; M2 (Fig. 16) is a cone-shaped module with a displaced apex formed by ribs E1, E3, E3 and nodes CD1, C2L, C2R; M3 (Fig. 17) is a transfer shell module formed by ribs E1, E2, E2 and nodes CD1, C3L, C3R; M4 (Fig. 18) - the module of the spherical shell formed by the ribs E1, E2, E2 and nodes CD1, C4L, C4R. At the same time, in the modules M1 and M3, two-plane elements with a bending angle π / 4 are used to connect the hypotenuse with the legs, providing parallelism to the longitudinal plane of the hypotenuse E1 with the line of intersection of the longitudinal planes of the legs. In modules M2 and M4, to connect the hypotenuse with the legs, three-plane elements with bending angles π / 2 and 3π / 4 and rotation of the bending axes are used, which provide an inclination of the longitudinal plane of the hypotenuse E1 relative to the line of intersection of the longitudinal planes of the legs, half the central angle of the arc of the hypotenuse E1- α / 2. The following holes are provided in the connecting nodes: for connecting to the ribs, for laying the cable and other switching elements, for fastening the suspension of the shell frame to external structures, for fastening equipment, supports and (if necessary) additional structural stiffeners (ties). Such a minimal set of unified load-bearing elements (ribs) of 3 types and unified connecting nodes (connectors) of 9 types is fundamental for this designer and allows you to create unified spatial isosceles triangular modules of a frame of 4 types: cone-shaped, cone-shaped with an offset apex, transfer shell and spherical shell.

Наращивание каркаса оболочки производится путем болтового соединения между собой соседних треугольных модулей по смежным элементам через отверстия в ребрах (Фиг.5). Многообразие форм каркасов оболочек достигается путем различных комбинаций модулей оболочек переноса М3, модулей сферических оболочек М4, конусообразных модулей M1 и конусообразных со смещенной вершиной модулей М2 между собой (Фиг.19).The shell frame is built up by bolting together adjacent triangular modules along adjacent elements through holes in the ribs (Figure 5). A variety of shapes of shell frames is achieved by various combinations of modules of transfer shells M3, modules of spherical shells M4, cone-shaped modules M1 and cone-shaped modules M2 with an offset tip (Fig. 19).

Заполнения пространственных модулей каркаса выполнены из растяжимой ткани в виде треугольника с окантовкой по контуру гибкой лентой (например, из силикона) толщиной, соответствующей размеру продольных пазов, предусмотренных в ребрах для крепления заполнении. Заполнения могут вставляться с одной или с обеих сторон ребер. Размеры заполнении могут быть универсальными для всех типов модулей М1-М4 за счет растяжимости ткани и окантовочной ленты. Заполнения могут быть выполнены из светорассеивающей ткани для обеспечения внутренней подсветки треугольных модулей либо из другой ткани, обеспечивающей необходимую растяжимость для закрепления в пазах ребер.The filling of the spatial modules of the frame is made of tensile fabric in the form of a triangle with a contour around the contour of a flexible tape (for example, silicone) with a thickness corresponding to the size of the longitudinal grooves provided in the ribs for fastening the filling. Fillings can be inserted on one or both sides of the ribs. The filling dimensions can be universal for all types of modules M1-M4 due to the extensibility of the fabric and the fringing tape. Fillings can be made of light-scattering fabric to provide internal illumination of the triangular modules or from another fabric providing the necessary extensibility for fixing in the grooves of the ribs.

Система внутренней динамической подсветки представляет собой последовательно соединенные внутри треугольных модулей М1-М4 светящиеся (например, светодиодные) ленты с длиной, соответствующей длине ребер, закрепляемые с помощью двух гибких полос (например, магнитных), одна из которых закреплена в продольных пазах ребер (Фиг.1), а вторая (ответная) приклеена к светящимся лентам. Параллельная коммутация светящихся лент отдельных треугольных модулей позволяет создавать программируемую динамическую подсветку для каждого треугольного модуля независимо от других, а также объединять отдельные треугольные модули в группы по типу подсветки.The system of internal dynamic illumination is a series of luminous (for example, LED) tapes connected in series inside the triangular modules M1-M4, with a length corresponding to the length of the ribs, fixed with two flexible strips (for example, magnetic), one of which is fixed in the longitudinal grooves of the ribs (Fig. .1), and the second (response) is glued to the luminous ribbons. Parallel switching of luminous ribbons of individual triangular modules allows you to create a programmable dynamic backlight for each triangular module independently of the others, as well as combine individual triangular modules into groups according to the type of backlight.

Используемые материалы для изготовления элементной базы конструктора быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа не является принципиальным. В качестве конструкционных материалов могут использоваться алюминиевые сплавы, металлы, композитные материалы, дерево.The materials used for the manufacture of the element base of the designer of prefabricated collapsible shell-type structures are not fundamental. As structural materials, aluminum alloys, metals, composite materials, wood can be used.

Предлагаемое техническое решение было реализовано в виде комплекта выставочного оборудования "Infinity-constructiv". Несущие элементы (ребра) конструктора были изготовлены из алюминия сечением, изображенным на Фиг.1, с параметрами R=3,5 м, α=π/4. Узловые элементы (коннекторы), изображенные на Фиг.6-14, были изготовлены из листовой стали. Заполнения каркаса были изготовлены в виде треугольников с универсальными для всех модулей размерами из светорассеивающей стрейч-ткани с силиконовой лентой по контуру. Система внутренней динамической подсветки была изготовлена в виде комплекта LED-RGB светодиодных лент на магнитных полосах, декодеров, блока питания, контроллера и компьютерного блока с программным обеспечением.The proposed technical solution was implemented in the form of a set of exhibition equipment "Infinity-constructiv". The bearing elements (ribs) of the designer were made of aluminum with the cross section shown in Fig. 1, with parameters R = 3.5 m, α = π / 4. Nodal elements (connectors), depicted in Fig.6-14, were made of sheet steel. The frame fillings were made in the form of triangles with sizes universal for all modules from light-diffusing stretch fabric with silicone tape along the contour. The system of internal dynamic illumination was made in the form of a set of LED-RGB LED strips on magnetic strips, decoders, a power supply, a controller and a computer unit with software.

Практическое использование комплекта выставочного оборудования "Infinity-constructiv" показало, что конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа удобен и прост для монтажа/демонтажа, эксплуатации, транспортировки и хранения, позволяет реализовывать сложнейшие архитектурно-дизайнерские и конструкторские разработки на современном инженерно-техническом уровне.Practical use of the Infinity-constructiv set of exhibition equipment has shown that the constructor of prefabricated collapsible structures of the shell type is convenient and easy to assemble / disassemble, operate, transport and store, and allows for the implementation of complex architectural design and engineering developments at a modern engineering level .

Claims (5)

1. Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа, содержащий несущие элементы (ребра) и соединительные узлы (коннекторы), с помощью которых собираются унифицированные модули каркаса в виде пространственных равнобедренных треугольников, гипотенузами которых являются однотипные дугообразные ребра, а катеты выполнены либо прямолинейными, либо дугообразными в зависимости от типа создаваемого модуля, при этом между собой модули каркаса соединяются по однотипным элементам (гипотенузам или катетам), отличающийся тем, что:
дугообразные ребра образованы дугами окружности радиуса R, причем центральные углы дуг в осях вершин пространственных треугольников связаны следующим соотношением
Figure 00000005

где α - центральный угол дугообразной гипотенузы;
β - центральный угол дугообразного катета;
длина прямолинейного катета в осях вершин пространственных треугольников составляет
Figure 00000006

соединительные узлы ребер каркаса выполнены из элементов 9-ти типов: центрального двухплоскостного элемента (с углом гибки равным π/2) для соединения однотипных катетов между собой, а также левых и правых двухплоскостных (с углом гибки равным π/4) и трехплоскостных (с углами гибки равными соответственно π/2 и 3π/4 и поворотом осей гибки на угол α/2) элементов для соединения дугообразной гипотенузы с дугообразными и прямолинейными катетами;
углы гибки и поворот осей гибки соединительных узлов выполнены таким образом, чтобы плоскости продольных сечений катетов были перпендикулярны друг другу, а плоскость продольного сечения гипотенузы была либо параллельна линии пересечения плоскостей продольных сечений катетов (двухплоскостные элементы), либо имела поворот относительно нее на угол α/2 (трехплоскостные элементы).
1. The designer of prefabricated collapsible structures of the shell type, containing load-bearing elements (ribs) and connecting nodes (connectors), with the help of which unified modules of the frame are assembled in the form of spatial isosceles triangles, the hypotenuses of which are the same arc-shaped ribs, and the legs are made either straight, or arched, depending on the type of module being created, while the frame modules are interconnected by the same type of elements (hypotenuses or legs), which distinguishes I order that:
the arcuate edges are formed by arcs of a circle of radius R, and the central angles of the arcs in the axes of the vertices of the spatial triangles are connected by the following relation
Figure 00000005

where α is the central angle of the arcuate hypotenuse;
β is the central angle of the arcuate leg;
the length of the straight leg in the axes of the vertices of the spatial triangles is
Figure 00000006

the connecting nodes of the frame ribs are made of 9 types of elements: a central two-plane element (with a bending angle equal to π / 2) for connecting the same type legs with each other, as well as left and right two-plane (with a bending angle equal to π / 4) and three-plane (with bending angles equal to π / 2 and 3π / 4, respectively, and turning the bending axes to an angle α / 2) of the elements for connecting the arcuate hypotenuse with arcuate and rectilinear legs;
the bending angles and rotation of the bending axes of the connecting nodes are made so that the plane of the longitudinal sections of the legs are perpendicular to each other, and the plane of the longitudinal section of the hypotenuse is either parallel to the line of intersection of the planes of the longitudinal sections of the legs (two-plane elements), or has an angle α / 2 (three-plane elements).
2. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что профиль несущих элементов каркаса (ребер) выполнен с торцевыми пазами для крепления соединительных узлов, продольными пазами для крепления заполнений треугольных модулей и элементов внутренней подсветки, а также отверстиями для наращивания каркаса путем болтового соединения между собой соседних треугольных модулей по однотипным ребрам.2. The designer according to claim 1, characterized in that the profile of the supporting elements of the frame (ribs) is made with end grooves for fastening the connecting nodes, longitudinal grooves for fastening the fillings of the triangular modules and internal lighting elements, as well as holes for building the frame by bolting between adjacent triangular modules along the same edges. 3. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что введены заполнения треугольных модулей каркаса, выполненные из растяжимой ткани с окантовкой по контуру гибкой лентой толщиной, соответствующей размеру продольных пазов профиля ребер для крепления заполнений.3. The designer according to claim 1, characterized in that the fillings of the triangular frame modules are introduced, made of tensile fabric with a contour around the contour with a flexible tape of thickness corresponding to the size of the longitudinal grooves of the profile of the ribs for fixing the fillings. 4. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что введена система внутренней подсветки, выполненная из последовательно соединенных внутри пространственных треугольных модулей гибких светящихся лент с длиной, соответствующей длине ребер, закрепляемых с помощью магнитных лент, одна из которых закреплена в продольных пазах ребер, а вторая (ответная) приклеена к светящимся лентам.4. The designer according to claim 1, characterized in that an internal illumination system is introduced, made of flexible luminous ribbons sequentially connected inside the spatial triangular modules with a length corresponding to the length of the ribs secured with magnetic ribbons, one of which is fixed in the longitudinal grooves of the ribs, and the second (response) is glued to the luminous ribbons. 5. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что соединительные узлы выполнены с отверстиями: для соединения с ребрами, прокладки кабеля и других коммутационных элементов, крепежа (подвеса) каркаса оболочки к внешним конструкциям, крепления оборудования, опор и (при необходимости) дополнительных конструктивных элементов жесткости (связей). 5. The designer according to claim 1, characterized in that the connecting nodes are made with holes: for connecting with ribs, laying cables and other switching elements, fasteners (suspensions) of the shell frame to external structures, fastening equipment, supports and (if necessary) additional structural elements of rigidity (ties).
RU2010127024/03A 2010-06-28 2010-06-28 Constructor of pre-fabricated demountable structures of shell type RU2437992C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010127024/03A RU2437992C1 (en) 2010-06-28 2010-06-28 Constructor of pre-fabricated demountable structures of shell type
PCT/RU2011/000047 WO2012002836A1 (en) 2010-06-28 2011-01-24 Constructor for rapidly erectable dismountable assembled shell-type structures
EP11801206A EP2511437A4 (en) 2010-06-28 2011-01-24 Constructor for rapidly erectable dismountable assembled shell-type structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010127024/03A RU2437992C1 (en) 2010-06-28 2010-06-28 Constructor of pre-fabricated demountable structures of shell type

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2437992C1 true RU2437992C1 (en) 2011-12-27

Family

ID=45402328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010127024/03A RU2437992C1 (en) 2010-06-28 2010-06-28 Constructor of pre-fabricated demountable structures of shell type

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2511437A4 (en)
RU (1) RU2437992C1 (en)
WO (1) WO2012002836A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014123883A1 (en) * 2013-02-05 2014-08-14 One-G, Llc Aircraft simulator
RU2573138C1 (en) * 2014-11-13 2016-01-20 Борис Иванович Демин Construction kit of quickly erectable collapsible structures in form of wave-shaped rotational shells
RU2573142C1 (en) * 2014-11-13 2016-01-20 Борис Иванович Демин Construction kit of quickly erectable collapsible frames of wave-shaped translational shells
RU2617657C1 (en) * 2016-01-14 2017-04-25 Борис Иванович Демин Constructor for prefabricated collapsible structures in form of spherical shells
RU2679165C1 (en) * 2017-11-01 2019-02-06 Степашкин Андрей Борисович Unified modules assembly and a finished structure from them construction method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111331317A (en) * 2020-01-17 2020-06-26 中国一冶集团有限公司 Method for manufacturing hemispherical dome-shaped and square-shaped connecting piece

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2918992A (en) * 1956-03-26 1959-12-29 John Z Gelsavage Building structure
GB1255636A (en) * 1968-11-25 1971-12-01 Wemyss George A Structural members for use in the construction of a spherical or part-spherical structure
RU2062842C1 (en) * 1993-11-02 1996-06-27 Юрий Алексеевич Веселев Prefabricated building shell
RU2116409C1 (en) * 1997-04-04 1998-07-27 Ростовский государственный строительный университет Sectional construction shell
RU40641U1 (en) * 2004-02-11 2004-09-20 Демин Борис Иванович CONSTRUCTION OF QUICKLY CONSTRUCTED Dismountable FRAMES OF THE "INFINITY" SHELLS

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014123883A1 (en) * 2013-02-05 2014-08-14 One-G, Llc Aircraft simulator
RU2573138C1 (en) * 2014-11-13 2016-01-20 Борис Иванович Демин Construction kit of quickly erectable collapsible structures in form of wave-shaped rotational shells
RU2573142C1 (en) * 2014-11-13 2016-01-20 Борис Иванович Демин Construction kit of quickly erectable collapsible frames of wave-shaped translational shells
RU2617657C1 (en) * 2016-01-14 2017-04-25 Борис Иванович Демин Constructor for prefabricated collapsible structures in form of spherical shells
RU2679165C1 (en) * 2017-11-01 2019-02-06 Степашкин Андрей Борисович Unified modules assembly and a finished structure from them construction method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012002836A1 (en) 2012-01-05
EP2511437A1 (en) 2012-10-17
EP2511437A4 (en) 2012-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2437992C1 (en) Constructor of pre-fabricated demountable structures of shell type
US7992353B2 (en) Space frame hub joint
CN104992729A (en) Similar-cubic-shaped telescopic variable structure
KR101032627B1 (en) Artificial climbing wall pannel, bracket for artificial climbing wall pannel and artificial climbing wall structure using thereof
ES2488790A1 (en) Modular adaptable housing architecture
AU2016211704A1 (en) Expandable panel
CN110552428B (en) Spiral stretch-draw overall structure
JP2016180203A (en) Dome-like structure using air film, and framework thereof
RU2083785C1 (en) Long-size load-bearing structure of upright-type in aerial power transmission line support
WO1996009447A1 (en) Modular space frame
JP2008088784A (en) Frame for prefabricated structure and connection fitting
RU2617657C1 (en) Constructor for prefabricated collapsible structures in form of spherical shells
RU2573138C1 (en) Construction kit of quickly erectable collapsible structures in form of wave-shaped rotational shells
JP4805719B2 (en) Domed building
RU2573142C1 (en) Construction kit of quickly erectable collapsible frames of wave-shaped translational shells
CN107316660B (en) Telescopic ball
CN205243035U (en) Can splice formula truss column connects
KR20160084205A (en) Structure assembly
CN202611061U (en) Rope-rod type extensible structure
KR20100118763A (en) Architectural structure 3d-model assembly set
JP2020165150A (en) Frame structure and vinyl house using the same
RU40641U1 (en) CONSTRUCTION OF QUICKLY CONSTRUCTED Dismountable FRAMES OF THE "INFINITY" SHELLS
JP2021021223A (en) Method for manufacturing tunnel-shaped building
WO2021111167A1 (en) Omnidirectional construction system and connectors
CN115240570B (en) LED ball-type display screen

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20121002