RU2463421C1 - Pneumatic building structure - Google Patents

Pneumatic building structure Download PDF

Info

Publication number
RU2463421C1
RU2463421C1 RU2011113902/03A RU2011113902A RU2463421C1 RU 2463421 C1 RU2463421 C1 RU 2463421C1 RU 2011113902/03 A RU2011113902/03 A RU 2011113902/03A RU 2011113902 A RU2011113902 A RU 2011113902A RU 2463421 C1 RU2463421 C1 RU 2463421C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pneumatic
elements
upper belt
tent
building
Prior art date
Application number
RU2011113902/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владимирович Чесноков (RU)
Андрей Владимирович Чесноков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ)
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 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ)
Priority to RU2011113902/03A priority Critical patent/RU2463421C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2463421C1 publication Critical patent/RU2463421C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Tents Or Canopies (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: pneumatic building structure comprises an upper belt, being a pneumatic panel in the form of a cylindrical or a dome-shaped surface. The pneumatic panel comprises a row of pneumatic arc elements arranged in parallel or radially. Pneumatic arc elements are made of a tight tent or film shell filled with gas under excessive pressure. Under the upper belt there is a tent or a film shell arranged as tightly connected with it along the perimetre. The shell under the upper belt forms a closed circuit containing gas under excessive pressure together with the upper belt.
EFFECT: reduced maximum thrust sent to support structures of a building, improved heat insulation, stability of coating shape and lower material intensity.
24 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве элемента покрытия зданий и сооружений различного назначения.The invention relates to the field of construction and can be used as an element of the coating of buildings and structures for various purposes.

Пневматические строительные конструкции состоят из мягких оболочек, наполненных газом, находящимся под избыточным давлением и являющимся основным рабочим телом.Pneumatic building structures consist of soft shells filled with gas, which is under excess pressure and is the main working fluid.

Существует два основных вида пневматических конструкций, используемых в строительстве: воздухоопорные и воздухонесомые [1].There are two main types of pneumatic structures used in construction: air-bearing and air-bearing [1].

Оболочка первых опирается на воздух, находящийся в замкнутом объеме [2, 3]. Они применяются как в качестве покрытий зданий в целом, так и в качестве отдельных элементов покрытия [4, 5, 6].The shell of the first relies on air in a closed volume [2, 3]. They are used both as coatings for buildings in general, and as individual coating elements [4, 5, 6].

Вместе с тем, их основные недостатки следующие:However, their main disadvantages are as follows:

- наличие распора, передаваемого на конструкции каркаса здания при отсутствии внешней полезной нагрузки. Распор уменьшается с ростом стрелки оболочки и достигает нуля (от внутреннего давления), когда высота оболочки равняется ½ пролета. В этом случае конструкция становится не экономичной из-за своих увеличенных габаритных размеров;- the presence of a spill transmitted to the building frame structure in the absence of an external payload. The spread decreases with increasing arrow of the shell and reaches zero (from internal pressure) when the height of the shell is equal to ½ span. In this case, the design becomes not economical due to its increased overall dimensions;

- не достаточные теплоизолирующие свойства;- not sufficient heat insulating properties;

- не достаточная стабильность поверхности оболочки (появление локальных вогнутостей и вмятин при неравномерных снеговых и ветровых воздействиях). Повышение стабильности достигается увеличением внутреннего давления, что ведет к росту распоров и напряжений в оболочке. Рост давления возможен лишь в узком диапазоне (несколько сотен паскалей) из-за больших радиусов кривизны поверхности и ограниченной прочности материалов.- insufficient stability of the shell surface (the appearance of local concavities and dents under uneven snow and wind influences). The increase in stability is achieved by increasing the internal pressure, which leads to an increase in pores and stresses in the shell. Pressure growth is possible only in a narrow range (several hundred pascals) due to the large radii of curvature of the surface and the limited strength of the materials.

Воздухонесомые конструкции представляют собой отдельные герметичные стержни или панели (последовательность стержней, соединенных по длине) прямолинейного или криволинейного очертания. Стержни или панели делаются из мягкой оболочки и заполняются воздухом при повышенном давлении [7, 8, 9, 10]. Решение [9] принято за ПРОТОТИП.Airborne structures are individual sealed rods or panels (a sequence of rods connected along the length) of a rectilinear or curved shape. The rods or panels are made of a soft shell and filled with air at elevated pressure [7, 8, 9, 10]. Decision [9] was taken as a PROTOTYPE.

Преимущества воздухонесомых конструкций перед воздухоопорными следующие:The advantages of air-bearing structures over air-bearing structures are as follows:

- отсутствие распора, передаваемого на каркас здания от внутреннего давления воздуха в оболочке;- the lack of pressure transmitted to the building frame from the internal air pressure in the shell;

- повышенная стабильность, т.к. малые радиусы кривизны поверхности позволяют применять большие давления (десятки килопаскалей);- increased stability, as small radii of surface curvature allow the use of large pressures (tens of kilopascals);

- способность воспринимать сжимающие усилия и изгибающие моменты.- the ability to perceive compressive forces and bending moments.

Существуют следующие принципиальные решения пневмопанельных конструкций: надувные стержни не зависимы и, объединяясь в панель, касаются друг друга по прямой или искривленной линии; стержни частично пересекаются между собой по длине, при этом поверхность, соединяющая линии пересечения оболочек, может решаться в виде диафрагм [9] либо связей [10].There are the following fundamental solutions for pneumatic-panel constructions: inflatable rods are independent and, when combined into a panel, touch each other in a straight or curved line; the rods partially intersect each other along the length, while the surface connecting the intersection lines of the shells can be solved in the form of diaphragms [9] or bonds [10].

Недостатки воздухонесомых конструкций следующие:The disadvantages of airborne structures are as follows:

- не достаточная теплоизоляция, возможность образования конденсата и наледи на поверхности, ориентированной внутрь помещения;- Insufficient thermal insulation, the possibility of condensation and frost on the surface oriented inside the room;

- малая несущая способность прямолинейных стержней или панелей (работающих по балочной схеме);- low bearing capacity of rectilinear rods or panels (working according to the beam scheme);

- возникновение распоров от внешних нагрузок, передаваемых на конструкции каркаса здания стержнями и панелями арочного очертания.- the occurrence of spores from external loads transmitted to the building frame structure by rods and panels of arched shape.

Известны решения комбинации воздухоопорных оболочек с поддерживающими жесткими стойками и высокопрочными тросами [11, 12]. Недостатки данных систем общие с недостатками обычных воздухоопорных оболочек: наличие распора, не достаточная теплоизоляция и ограниченная стабильность формы поверхности.Known solutions for the combination of air-support shells with supporting rigid struts and high-strength cables [11, 12]. The disadvantages of these systems are common with the disadvantages of conventional air-support shells: the presence of a spread, insufficient thermal insulation and limited stability of the surface shape.

Техническая задача изобретения - уменьшение максимального распора, передаваемого на опорные конструкции здания, повышение теплоизоляции и стабильности формы покрытия, снижение материалоемкости.The technical task of the invention is to reduce the maximum thrust transmitted to the supporting structures of the building, increase thermal insulation and stability of the coating shape, reduce material consumption.

Технический результат изобретения достигается применением пневматической строительной конструкции, верхний пояс которой является пневмопанелью в форме цилиндрической или куполообразной поверхности, состоящей из ряда пневмоарочных элементов, расположенных параллельно или радиально, выполненных из герметичной тентовой или пленочной оболочки, наполненной газом под избыточным давлением. Нижний пояс предлагаемой конструкции является тентовой или пленочной оболочкой, герметично соединенной с пневмопанелью по периметру и образующей вместе с ней замкнутый контур, содержащий газ под избыточным давлением.The technical result of the invention is achieved by the use of a pneumatic building structure, the upper belt of which is a pneumatic panel in the form of a cylindrical or dome-shaped surface, consisting of a number of pneumo-arch elements located parallel or radially, made of a sealed tent or film shell filled with gas under overpressure. The lower belt of the proposed design is an awning or film sheath, hermetically connected to the pneumatic panel around the perimeter and forming with it a closed loop containing gas under excess pressure.

Предлагаемое техническое решение описывается следующими графическими материалами.The proposed technical solution is described by the following graphic materials.

На фиг.1 приведен вид сверху на предлагаемую пневматическую строительную конструкцию (основной вариант).Figure 1 shows a top view of the proposed pneumatic building structure (main option).

На фиг.2 приведен разрез 1-1 по фиг.1.Figure 2 shows a section 1-1 of figure 1.

На фиг.3 приведен разрез 2-2 по фиг.1, вариант 1.Figure 3 shows a section 2-2 of figure 1, option 1.

На фиг.4 приведен разрез 2-2 по фиг.1, вариант 2.Figure 4 shows a section 2-2 of figure 1, option 2.

На фиг.5 приведен разрез 3-3 по фиг.1.Figure 5 shows a section 3-3 of figure 1.

На фиг.6 приведена принципиальная схема фрагмента нижней тентовой оболочки 2, применяемой для решения, показанного на фиг.1.In Fig.6 shows a schematic diagram of a fragment of the lower tent shell 2 used for the solution shown in Fig.1.

На фиг.6а приведена принципиальная схема фрагмента нижней тентовой оболочки 2а, применяемой для решений, показанных на фиг.8 и 12.On figa shows a schematic diagram of a fragment of the lower tent sheath 2a used for the solutions shown in Fig.8 and 12.

На фиг.6в приведена принципиальная схема фрагмента нижней тентовой оболочки 2в, применяемой для решений, показанных на фиг.7 и 13.On figv shows a schematic diagram of a fragment of the lower tent shell 2B used for the solutions shown in Fig.7 and 13.

На фиг.7 приведен вид сверху на предлагаемую пневматическую строительную конструкцию (второй вариант).Figure 7 shows a top view of the proposed pneumatic building structure (second option).

На фиг.8 приведен вид сверху на предлагаемую пневматическую строительную конструкцию (третий вариант).On Fig shows a top view of the proposed pneumatic building structure (third option).

На фиг.9 приведен разрез 4-4 (развертка) по фиг.8.In Fig.9 shows a section 4-4 (scan) in Fig.8.

На фиг.10 приведен разрез 5-5 по фиг.8.Figure 10 shows a section 5-5 of figure 8.

На фиг.11 приведен разрез 6-6 по фиг.7.In Fig.11 shows a section 6-6 of Fig.7.

На фиг.12 приведен вид сверху на часть предлагаемой пневматической строительной конструкции (четвертый вариант).On Fig shows a top view of part of the proposed pneumatic building structure (fourth option).

На фиг.13 приведен вид сверху на предлагаемую пневматическую строительную конструкцию (пятый вариант).On Fig shows a top view of the proposed pneumatic building structure (fifth option).

На фиг.14 приведено возможное расположение нижних поддерживающих тросов 7 для систем, приведенных на фиг.1, 7, 13.Fig. 14 shows a possible arrangement of the lower supporting cables 7 for the systems shown in Figs. 1, 7, 13.

На фиг.15 приведено возможное расположение нижних поддерживающих тросов 7 для систем, приведенных на фиг.8, 12.On Fig shows a possible location of the lower supporting cables 7 for the systems shown in Fig, 12.

На фиг.16 приведено возможное расположение нижних поддерживающих тросов 7 для систем, приведенных на фиг.8, 12.On Fig shows a possible location of the lower supporting cables 7 for the systems shown in Fig, 12.

На фиг.17 приведен узел опирания предлагаемых пневматических строительных конструкций, расположенных в соседних пролетах, на несущие конструкции каркаса здания.On Fig shows the site of support of the proposed pneumatic building structures located in adjacent spans on the supporting structure of the building frame.

На фиг.18 приведен узел опирания предлагаемой пневматической строительной конструкции, расположенной в крайнем пролете, на несущие конструкции каркаса здания.On Fig shows the site of support of the proposed pneumatic building structure located in the extreme span, on the supporting structure of the building frame.

На фиг.19-22 приведен разрез a-a по фиг.17 и 18. Различные варианты.On Fig.19-22 shows a section a-a of Fig.17 and 18. Various options.

На фиг.23 приведена сборка 24, устанавливаемая в опорных элементах 3 или 3a.In Fig.23 shows the Assembly 24, installed in the supporting elements 3 or 3a.

На фиг.24 приведена принципиальная схема комбинированной диафрагмы 32.On Fig is a schematic diagram of a combined diaphragm 32.

Предлагаемое техническое решение (фиг.1) состоит из ряда пневмоарочных элементов 1, образующих герметичную выпуклую вверх пневмопанель, содержащую замкнутый контур 5. Верхний и нижний пояса пневмопанели выполняются из тентовой или пленочной оболочки и соединяются между собой элементами 4 (фиг.2).The proposed technical solution (Fig. 1) consists of a number of pneumatic arch elements 1, forming a sealed convex upward air panel containing a closed loop 5. The upper and lower zones of the air panel are made of an awning or film shell and are interconnected by elements 4 (Fig. 2).

Элементы 4 могут решаться в виде диафрагм [9] либо системы тросов [10]. Система тросов не позволяет герметично отделить соседние пневмоарки друг от друга, что может привести к разгерметизации всей пневмопанели при разрыве оболочки одного из ее элементов. Таким образом, применение диафрагм [9], выполняемых из тентовых или пленочных материалов, более предпочтительно из соображений надежности.Elements 4 can be solved in the form of diaphragms [9] or a cable system [10]. The cable system does not allow hermetic separation of adjacent pneumatic arches from each other, which can lead to depressurization of the entire pneumatic panel when the shell of one of its elements ruptures. Thus, the use of diaphragms [9] made of tent or film materials is more preferable for reasons of reliability.

Конструкция пневмоарки и пневмопанели известна [7, 8, 9, 10] и не является предметом данного изобретения.The design of the pneumatic arch and pneumatic panel is known [7, 8, 9, 10] and is not the subject of this invention.

Под пневмопанелью располагается тентовая или пленочная оболочка 2, герметично соединенная с пневмопанелью по периметру и образующая с ней замкнутый контур 6.Under the pneumatic panel is an awning or film sheath 2, hermetically connected to the pneumatic panel around the perimeter and forming a closed loop 6 with it.

Оболочка 2 (фиг.6) состоит из следующих элементов: плоские фрагменты 9, 17 и основное полотнище 18, имеющее (в напряженном состоянии) положительную кривизну и которое должно изготовляться из ряда полос тента, свариваемых или склеиваемых друг с другом. Фрагмент 17 загибается по линии 20 для крепления оболочки (фиг.17, 18).The shell 2 (Fig.6) consists of the following elements: flat fragments 9, 17 and the main panel 18, having (in tension) positive curvature and which should be made of a number of stripes of awning, welded or glued to each other. Fragment 17 is bent along line 20 for attaching the shell (Fig.17, 18).

Замкнутые контуры 5 и 6 содержат газ (воздух, гелий или любой другой негорючий газ, подходящий по экономическим соображениям) под избыточным давлением. Давления газа в элементах 5 и 6 в общем случае различны и должны определяться расчетом.Closed circuits 5 and 6 contain gas (air, helium, or any other non-combustible gas suitable for economic reasons) under overpressure. The gas pressures in elements 5 and 6 are generally different and should be determined by calculation.

Для возможности увеличения давления в контуре 6 устанавливаются поддерживающие оболочку 2 тросы 7, уменьшающие радиусы кривизны области 18 оболочки 2 и снижающие напряжения в ней. Тросы 7 могут иметь как параллельное, так и более сложное взаимное расположение (фиг.14-16).To increase the pressure in the circuit 6, cables 7 supporting the shell 2 are installed, which reduce the radii of curvature of the region 18 of the shell 2 and reduce the stresses in it. The cables 7 can have both parallel and more complex mutual arrangement (Fig.14-16).

Пневмопанель может быть разделена на ряд участков или секторов, внутри которых элементы 1 сообщаются между собой, образуя единый замкнутый контур 5. В частных случаях, участок (сектор) может включать только одну пневмоарку (для большепролетных систем, эксплуатируемых на постоянной основе) либо все пневмоарки (для временных сооружений, имеющих незначительные размеры).The pneumatic panel can be divided into a number of sections or sectors, within which the elements 1 communicate with each other, forming a single closed loop 5. In special cases, a section (sector) can include only one pneumatic arch (for large-span systems operating on a permanent basis) or all pneumatic arch (for temporary structures with small dimensions).

Поверх пневмопанели, между отдельными элементами 1 могут устанавливаться фиксирующие тросы 8 (фиг.1, 2, 18). Элементы 8 должны быть снабжены натяжными приспособлениями (на фигурах не показаны), позволяющими включить их в работу при отсутствии избыточного давления в контуре 6.On top of the pneumatic panel, between the individual elements 1, fixing cables 8 can be installed (Figs. 1, 2, 18). Elements 8 must be equipped with tensioning devices (not shown in the figures), allowing them to be included in the work in the absence of excess pressure in circuit 6.

Пневмоарочные элементы 1 и 1e опираются на переходные элементы 3, которые представляют собой герметичную тентовую оболочку 22, наполненную газом под избыточным давлением (фиг.17, 18). Элементы 3 отделяются от элементов 1 и 1e диафрагмами 23, выполненными из тента, которые не позволят разгерметизироваться всей пневмопанели при нарушении целостности переходного элемента 3 или отдельных пневмоарок. По длине, с целью повышения надежности, элементы 3 следует разделить поперечными диафрагмами (на фигурах не показаны), шаг которых превышает поперечные размеры пневмоарок и которые герметично отделяют различные сектора элементов 3 друг от друга.Pneumatic arched elements 1 and 1e are based on transition elements 3, which are a sealed tent shell 22, filled with gas under excess pressure (Fig, 18). Elements 3 are separated from elements 1 and 1e by diaphragms 23 made of an awning, which will not allow the entire pneumatic panel to be depressurized in case of violation of the integrity of the transition element 3 or individual pneumatic arches. In length, in order to increase reliability, the elements 3 should be divided by transverse diaphragms (not shown in the figures), the step of which exceeds the transverse dimensions of the pneumatic arches and which hermetically separate the various sectors of the elements 3 from each other.

Элементы 3 могут опираться на несущие конструкции каркаса здания (стропильные фермы, опорные контуры по периметру и т.д.) различными способами, например следующим (фиг.17, 18).Elements 3 can rely on the supporting structures of the building frame (roof trusses, supporting contours along the perimeter, etc.) in various ways, for example, the following (Fig.17, 18).

В элементы 3 заводятся сборки 24, состоящие из двух продольных элементов 25 (труб малого диаметра или стержней) с приваренной пластиной 26 (как показано на фиг.23). Прижимная пластина 27 удерживается винтами 28. Пластина 27 должна быть снабжена приспособлениями для фиксации положения винтов 28 (возможна приварка винтов 28 к пластине 27). Фрагмент 17 элемента 2 заводится между собранным элементом 3 и опорным столиком 30, конструкция которого выходит за область данного изобретения. Элемент 17 оборачивается вокруг стержня или троса 29 по линии сгиба 20 (фиг.6) (обычным способом, который не является предметом данного изобретения) и фиксируется к элементу 30 вместе с элементами 3 винтами 28. Необходимо обеспечить герметичность винтового соединения, конструкция которого выходит за область данного изобретения. Для восприятия продольных усилий в диафрагме 4 следует установить диафрагму (связь) 31, как показано на фиг.17, 18, которая фиксируется к пластине 26 прижимным элементом 27 и винтами 28. Диафрагма 31 может быть как отдельной (фиг.19, 20), так и быть продолжением диафрагмы 4 (фиг.21, 22), проходя насквозь диафрагму 23 (или заменяя ее). Во всех вариантах необходимо обеспечить герметичность (независимость объемов) контура 5 и элемента 3. Соединение диафрагм 4, 31 с диафрагмой 23 производится обычными способами и не является предметом данного изобретения. Диафрагмы 4, 31 и фрагмент диафрагмы 23 можно изготовить из цельного полотнища тента, как показано на фиг.24, составив комбинированный элемент 32. Между собой элементы 32 соединяются на сварке или прошивкой вдоль линий 33 (фиг.22).Assemblies 24, consisting of two longitudinal elements 25 (pipes of small diameter or rods) with a welded plate 26 (as shown in Fig. 23), are wound into elements 3. The pressure plate 27 is held by screws 28. The plate 27 must be equipped with devices for fixing the position of the screws 28 (welding of the screws 28 to the plate 27 is possible). A fragment 17 of the element 2 is wound between the assembled element 3 and the supporting table 30, the design of which is beyond the scope of this invention. The element 17 is wrapped around the rod or cable 29 along the bend line 20 (Fig.6) (in the usual way, which is not the subject of this invention) and is fixed to the element 30 together with the elements 3 by screws 28. It is necessary to ensure the tightness of the screw connection, the design of which is beyond scope of the invention. For the perception of longitudinal forces in the diaphragm 4, a diaphragm (connection) 31 should be installed, as shown in Figs. 17, 18, which is fixed to the plate 26 by the clamping element 27 and screws 28. The diaphragm 31 can be separate (Fig. 19, 20), so be a continuation of the diaphragm 4 (Fig.21, 22), passing through the diaphragm 23 (or replacing it). In all cases, it is necessary to ensure the tightness (volume independence) of the circuit 5 and element 3. The connection of the diaphragms 4, 31 with the diaphragm 23 is carried out by conventional methods and is not the subject of this invention. The diaphragms 4, 31 and the fragment of the diaphragm 23 can be made from a single canvas awning, as shown in Fig.24, making up a combined element 32. The elements 32 are connected together by welding or firmware along lines 33 (Fig.22).

При устройстве покрытия на двух соседних участках (фиг.17) следует установить водосточный желоб 34 из тентового материала. Желоб приваривается к ранее установленным и соединенным элементам 1 и 3, наполненным газом под начальным избыточным давлением. Желоб 34 фиксируется продольным тросом 35 (на фиг. проецируется в точку), защищенным от влаги карманом из тента 36. Все соединения элементов 34, 35 и 36 стандартные и не являются предметом данного изобретения.When the device is coated in two adjacent sections (Fig. 17), a gutter 34 made of awning material should be installed. The gutter is welded to the previously installed and connected elements 1 and 3, filled with gas under the initial overpressure. The groove 34 is fixed by a longitudinal cable 35 (projected into a point in Fig.), Protected from moisture by a tent pocket 36. All connections of elements 34, 35 and 36 are standard and are not the subject of this invention.

Предлагаемое техническое решение может использоваться в качестве покрытия зданий на прямоугольном или круглом планах.The proposed technical solution can be used as a coating of buildings on a rectangular or circular plans.

Покрытие на прямоугольном плане (фиг.1) примыкает к продольным осям здания (фиг.3, 4, 5) при помощи направляющих 10, неподвижно закрепляемых за опоры 21 (например, верхние пояса стропильных ферм). Области 9 элементов 2 заворачиваются и герметично закрепляются за крайние пневмоарки 1e и торцы элементов 3.The coating on a rectangular plan (Fig. 1) is adjacent to the longitudinal axes of the building (Figs. 3, 4, 5) by means of guides 10, which are fixedly fixed to the supports 21 (for example, the upper belts of the truss trusses). The regions 9 of the elements 2 are wrapped and hermetically fixed to the extreme pneumoarches 1e and the ends of the elements 3.

При помощи оттяжек 11 (фиг.3) элемент 9 фиксируется за направляющие 10 следующим образом: оттяжки 11 закрепляются одним концом за тентовую оболочку 2, а вторым соединяются между собой в точках 12 (на сварке, шнуровке, на клею или другим известным способом), охватывая направляющую 10.Using the guy wires 11 (Fig. 3), the element 9 is fixed to the guides 10 as follows: the guy wires 11 are fixed at one end to the tent cover 2, and the second are connected to each other at points 12 (by welding, lacing, glue or other known method), covering guide 10.

Второй вариант фиксации элемента 9 к направляющей 10 (фиг.4) - применение высокопрочных связей 13, закрепляемых одним концом за тентовую оболочку 2, а другим - за продольный трос 14, помещенный в карман из тента 15. Высокопрочная связь охватывает направляющую 10 и элемент 9, снижая напряжения в последнем.The second option for fixing the element 9 to the guide 10 (figure 4) is the use of high-strength ties 13, fastened at one end to the tent cover 2, and the other to the longitudinal cable 14, placed in the pocket of the tent 15. High-strength connection covers the guide 10 and element 9 reducing stress in the latter.

В обоих вариантах производится установка герметизирующих фартуков 16 из тентового или пленочного материала в углах покрытия (фиг.1, 5).In both cases, the installation of the sealing aprons 16 of the awning or film material in the corners of the coating (figure 1, 5).

Покрытие на прямоугольном плане (фиг.7, 11) примыкает к продольным осям здания через опорный элемент 3, на который опираются поперечные пневмополуарки 1т и 1ет, состоящие (аналогично элементам 1) из верхнего и нижнего поясов, объединенных диафрагмами 4т, и содержащие газ под избыточным давлением в объеме 5т. Элементы 1т и 1ет опираются также на крайние пневмоарки 1е. В углах здания, где высота покрытия не позволяет разместить полуарки, устраиваются т.н. «пневмоподушки» 37, состоящие из верхнего 38 и нижнего 39 поясов и содержащие газ под избыточным давлением в объеме 40. Пневмоподушки опираются на элементы 1е, 1ет, 3.The coating on a rectangular plan (Figs. 7, 11) is adjacent to the longitudinal axes of the building through the supporting element 3, on which the transverse pneumatic half-tunes 1t and 1et are supported, consisting (similar to elements 1) of the upper and lower zones connected by 4t diaphragms and containing gas under overpressure in the amount of 5t. Elements 1t and 1et also rely on extreme pneumatic arches 1e. In the corners of the building, where the coating height does not allow placing half arches, so-called "Air bags" 37, consisting of upper 38 and lower 39 belts and containing gas under excess pressure in a volume of 40. Air bags are based on elements 1e, 1et, 3.

Покрытие на прямоугольном плане (фиг.13) состоит из пневмопанели, включающей ряд пневмоарочных элементов 41, расположенных параллельно диагоналям здания, и «пневмоподушек» 42. В соответствии с [13] диагональное расположение несущих элементов, передающих распор на опорный контур, ведет к снижению моментов в опорном контуре. Пневмоарочные элементы 41 и «пневмоподушки» 42 аналогичны по конструкции пневмоаркам 1 и «пневмоподушкам» 37, соответственно, описанным выше. В углах покрытия следует установить герметизирующие фартуки 16.The coating on a rectangular plan (Fig. 13) consists of a pneumatic panel, including a number of pneumatic arch elements 41 located parallel to the diagonals of the building, and “air cushions” 42. In accordance with [13], the diagonal arrangement of the bearing elements transmitting the spacer to the support contour leads to a decrease moments in the reference circuit. The pneumatic arched elements 41 and the "air bags" 42 are similar in design to the air arches 1 and "air bags" 37, respectively, described above. Sealing aprons 16 should be installed in the corners of the coating.

Покрытие на круглом плане (фиг.8, 9, 10) примыкает к опорному контуру 47 через опорный элемент 3a, на который опираются пневмополуарки 1а, состоящие (аналогично элементам 1) из верхнего и нижнего поясов, объединенных диафрагмами 4а, и содержащие газ под избыточным давлением в объеме 5а. В середине пролета пневмополуарки опираются на пневмобаллон 43 в виде тора. Центральная часть пролета занята «пневмоподушкой» 44, состоящей из верхнего 45 и нижнего 46 поясов, выполненных из тента и герметично соединенных с тором 43. Возможно применение жесткой конструкции фонаря с заполнением из светопрозрачного материала (например, стекла) вместо элементов 43 и 44 (на фиг. не показано).The coating on a circular plan (Figs. 8, 9, 10) is adjacent to the support contour 47 through the support element 3a, on which the pneumatic half 1a are supported, consisting (similar to elements 1) of the upper and lower zones joined by diaphragms 4a and containing excess gas pressure in the volume of 5a. In the middle of the span, the pneumatic half-bearings rest on the pneumatic balloon 43 in the form of a torus. The central part of the span is occupied by a “pneumopillow” 44, consisting of an upper 45 and a lower 46 belts made of an awning and hermetically connected to the torus 43. It is possible to use a rigid lamp design with filling from translucent material (eg glass) instead of elements 43 and 44 (on Fig. not shown).

Для выравнивания расстояния между диафрагмами, отделяющими пневмополуарки друг от друга, в направлении от опорного контура покрытия 47 к центру здания, следует применять решение, представленное на фиг.12. Отличие заключается в том, что пневмопанель покрытия состоит из отдельных секторов 48, состоящих из верхней 49 и нижней 50 тентовых оболочек, объединенных дополнительными диафрагмами 52, не доходящими до центрального элемента 43. Между собой сектора 48 объединяются при помощи основных диафрагм 51.To equalize the distance between the diaphragms separating the pneumatic half from each other, in the direction from the reference contour of the coating 47 to the center of the building, the solution shown in Fig. 12 should be applied. The difference is that the pneumatic coating panel consists of separate sectors 48, consisting of the upper 49 and the lower 50 tent covers, joined by additional diaphragms 52, not reaching the central element 43. The sectors 48 are joined together by means of the main diaphragms 51.

К преимуществам технического решения, предлагаемого в данном изобретении, относятся следующие:The advantages of the technical solution proposed in this invention include the following:

- уменьшение распора. При действии внешних нагрузок (например, снега) распор Нв в верхней пневмопанели, состоящей из элементов 1, снижается и становится отрицательным, т.е. направленным наружу пролета. Это возникает из-за того, что элементы 1 и пневмопанель в целом способны воспринимать сжимающие усилия, в отличие от верхних поясов обычных воздухоопорных систем (например, т.н. «воздушных подушек»), работающих только на растяжение. Распор Нв, суммируясь с положительным распором в нижней оболочке 2, направленным внутрь пролета, приводит к меньшим суммарным значениям, по сравнению с воздухоопорными системами, в которых обе оболочки оказывают положительный распор, а также по сравнению с воздухонесомыми системами, отрицательный распор которых ничем не компенсируется;- reduction of spread. Under the action of external loads (for example, snow), the strut Нв in the upper pneumatic panel, consisting of elements 1, decreases and becomes negative, i.e. outward span. This is due to the fact that the elements 1 and the pneumatic panel as a whole are capable of absorbing compressive forces, in contrast to the upper belts of conventional air support systems (for example, the so-called “air cushions”), which operate only in tension. The HB spacer, combined with the positive spacing in the lower shell 2, directed inward of the span, leads to lower total values compared to air-bearing systems in which both shells have a positive spreader, as well as compared to air-bearing systems, the negative spacing of which is not compensated in any way ;

- газ, содержащийся в контуре 6 под избыточным давлением, оказывает поддерживающий эффект на пневмопанели, состоящие из элементов 1, что снижает их деформативность и позволяет воспринимать более значительные нагрузки без выключения из работы;- the gas contained in the circuit 6 under excess pressure, has a supporting effect on the pneumatic panels, consisting of elements 1, which reduces their deformability and allows you to accept more significant loads without shutting down;

- конструкция, обладая двумя воздушными камерами, имеет повышенные теплоизоляционные характеристики;- the design, having two air chambers, has improved thermal insulation characteristics;

- прогибы верхнего пояса предлагаемой системы, достигающие максимальных значений от неравномерных и несимметричных внешних нагрузок, допускается не ограничивать из эстетико-психологических требований (п.10.4 СНиП 2.01.07-85*), т.к. верхний пояс скрыт от обзора нижним поясом, деформации которого всегда равномерны (из-за равенства давления воздуха во всех точках);- deflections of the upper belt of the proposed system, reaching maximum values from uneven and asymmetric external loads, are allowed not to be limited from aesthetic and psychological requirements (Clause 10.4 of SNiP 2.01.07-85 *), because the upper belt is hidden from view by the lower belt, the deformations of which are always uniform (due to the equality of air pressure at all points);

- сокращается расход материалов, т.к. система не требует применения внутренних распорок и жесткого центрального барабана, а сечение опорного контура 47 уменьшается из-за снижения величины распора.- reduced material consumption, because the system does not require the use of internal struts and a rigid central drum, and the cross-section of the support loop 47 is reduced due to a decrease in the thrust.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Ермолов В.В. Пневматические строительные конструкции / В.В.Ермолов, У.У.Бэрд, Э.Бубнер и др.; Под ред. В.В.Ермолова. - М.: Стройиздат, 1983. - 439 с., ил.1. Ermolov V.V. Pneumatic building structures / V.V. Ermolov, W.U. Byrd, E. Bubner and others; Ed. V.V. Ermolova. - M.: Stroyizdat, 1983 .-- 439 p., Ill.

2. Ермолов В.В. Пневматические конструкции воздухоопорного типа / В.В.Ермолов, А.С.Воблый, А.И.Маньшавин и др.; Под ред. В.В.Ермолова. - М.: Стройиздат, 1973. - 288 с., ил.2. Ermolov V.V. Pneumatic structures of air support type / V.V. Ermolov, A.S. Wobly, A.I. Manshavin and others; Ed. V.V. Ermolova. - M.: Stroyizdat, 1973.- 288 p., Ill.

3. Отто Ф. Пневматические строительные конструкции. Конструирование и расчет сооружений из тросов, сеток и мембран / Ф.Отто, Р.Тростель; Пер. с нем. А.А.Гогешвили. - М.: Издательство литературы по строительству, 1967. - 320 с., ил.3. Otto F. Pneumatic building structures. Design and calculation of structures from cables, grids and membranes / F. Otto, R. Trostel; Per. with him. A.A. Gogeshvili. - M .: Publishing house of literature on construction, 1967. - 320 p., Ill.

4. Пат. 5027564 США, E04H 15/64, E04B 1/32, E04H 15/32, E04H 15/20, E04B 001/345. Building construction with a chamber which can be acted upon by a fluid medium / R.Lechner (ФРГ), 02.07.1991. Заяв. 04.05.1989.4. Pat. 5027564 USA, E04H 15/64, E04B 1/32, E04H 15/32, E04H 15/20, E04B 001/345. Building construction with a chamber which can be acted upon by a fluid medium / R. Lechner (Germany), 02.07.1991. Application 05/04/1989.

5. Пат. 4878322 США, A01G 9/14, E04H 15/20, E04B 001/345. Insulating plastic film structures and method / G.Ikeda (США), W.B.Walker (США), 04.11.1989. Заяв. 05.08.1988.5. Pat. 4878322 USA, A01G 9/14, E04H 15/20, E04B 001/345. Insulating plastic film structures and method / G. Ikeda (USA), W.B. Walker (USA), 04/04/1989. Application 08/05/1988.

6. Пат. 4114325 США, E04H 15/20, E04B 001/34. Inflatable structure / A.Hochstein (ФРГ), 19.09.1978. Заяв. 27.07.1977.6. Pat. 4114325 USA, E04H 15/20, E04B 001/34. Inflatable structure / A.Hochstein (Germany), 09/19/1978. Application 07/27/1977.

7. Пат. 511472 США, E04H 15/20. Tubular structure filled with gaseous fluid / J.A.Sumovski (Россия), 26.12.1893. Заяв. 17.10.1892.7. Pat. 511472 United States, E04H 15/20. Tubular structure filled with gaseous fluid / J.A. Sumovski (Russia), 12/26/1893. Application 10/17/1892.

8. A.c. 548691. Российская Федерация, E04B 1/345. Пневматическая арка / А.А.Охотников, В.В.Ермолов, Г.Л.Червяков, Ю.Г.Анцыгин, Г.Н.Пакушин, Н.А.Мухаметшин (СССР). - Заяв. 22.09.1975. Опубл. 28.02.1977.8. A.c. 548691. Russian Federation, E04B 1/345. Pneumatic arch / A.A. Okhotnikov, V.V. Ermolov, G.L. Chervyakov, Yu.G. Antsigin, G.N. Pakushin, N.A. Mukhametshin (USSR). - Application. 09/22/1975. Publ. 02/28/1977.

9. Пат. 3247627 США, E04H 15/20. Dual wall air inflated structure / W.W.Bird (США), 26.04.1966. Заяв. 25.09.1962 (Прототип).9. Pat. 3247627 USA, E04H 15/20. Dual wall air inflated structure / W.W. Bird (USA), 04/26/1966. Application 09/25/1962 (Prototype).

10. Пат. 4676032 США, E04H 15/20, E04B 001/34. Inflatable wall structure / P.Jutras (Канада), 30.06.1987. Заяв. 28.10.1983.10. Pat. 4676032 USA, E04H 15/20, E04B 001/34. Inflatable wall structure / P.Jutras (Canada), 06.30.1987. Application 10/28/1983.

11. Пат. 6282842 США, E04H 15/20, E04H 003/10. Inflatable roof support systems / R.R.Simens (США), 04.11.2001. Заяв. 19.04.1999.11. Pat. 6282842 USA, E04H 15/20, E04H 003/10. Inflatable roof support systems / R.R.Simens (USA), 04/04/2001. Application 04/19/1999.

12. A.c. 435334, Российская Федерация, E04B 1/345, E04B 7/14. Пневматическое покрытие зданий и сооружений / А.А.Гогешвили, Л.П.Чекалёв (СССР). - Заяв. 01.02.1972. Опубл. 28.04.1975.12. A.c. 435334, Russian Federation, E04B 1/345, E04B 7/14. Pneumatic coating of buildings and structures / A.A. Gogeshvili, L.P. Chekalev (USSR). - Application. 02/01/1972. Publ. 04/28/1975.

13. Пат. 3835599 США, E04H 15/22, E04H 15/20, E04B 001/345. Roof construction / D.H.Geiger (США), 17.09.1974. Заяв. 10.01.1973.13. Pat. 3835599 USA, E04H 15/22, E04H 15/20, E04B 001/345. Roof construction / D.H. Geiger (USA), 09.17.1974. Application 01/10/1973.

Claims (1)

Пневматическая строительная конструкция, верхний пояс которой является пневмопанелью в форме цилиндрической или куполообразной поверхности, состоящей из ряда пневмоарочных элементов, расположенных параллельно или радиально, выполненных из герметичной тентовой или пленочной оболочки, наполненной газом под избыточным давлением, отличающаяся тем, что под верхним поясом располагается тентовая или пленочная оболочка, герметично соединенная с ним по периметру и образующая вместе с верхним поясом замкнутый контур, содержащий газ под избыточным давлением. Pneumatic building structure, the upper belt of which is a pneumatic panel in the form of a cylindrical or dome-shaped surface, consisting of a number of pneumo-arch elements arranged parallel or radially, made of a sealed tent or film shell filled with gas under excessive pressure, characterized in that the tent belt is located under the upper belt or a film sheath, tightly connected with it around the perimeter and forming together with the upper belt a closed loop containing gas under the huts accurate pressure.
RU2011113902/03A 2011-04-08 2011-04-08 Pneumatic building structure RU2463421C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011113902/03A RU2463421C1 (en) 2011-04-08 2011-04-08 Pneumatic building structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011113902/03A RU2463421C1 (en) 2011-04-08 2011-04-08 Pneumatic building structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2463421C1 true RU2463421C1 (en) 2012-10-10

Family

ID=47079563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011113902/03A RU2463421C1 (en) 2011-04-08 2011-04-08 Pneumatic building structure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2463421C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653902C1 (en) * 2017-04-11 2018-05-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет "(ЮЗГУ) Thermal insulating inflated dome

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3247627A (en) * 1965-04-26 1966-04-26 Birdair Structures Dual wall air inflated structure
CH609409A5 (en) * 1976-02-20 1979-02-28 Bubble System Ag Inflatable and load-bearing structure for the construction of buildings
RU2276715C2 (en) * 2004-08-02 2006-05-20 Георгий Петрович Жуков Pneumatic structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3247627A (en) * 1965-04-26 1966-04-26 Birdair Structures Dual wall air inflated structure
CH609409A5 (en) * 1976-02-20 1979-02-28 Bubble System Ag Inflatable and load-bearing structure for the construction of buildings
RU2276715C2 (en) * 2004-08-02 2006-05-20 Георгий Петрович Жуков Pneumatic structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653902C1 (en) * 2017-04-11 2018-05-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет "(ЮЗГУ) Thermal insulating inflated dome

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120131857A1 (en) Inflatable Enclosure
RU2076191C1 (en) Transformed inflatable vault
ES2555222T3 (en) Folding lattice beam, truss and construction that includes such a beam
US5027564A (en) Building construction with a chamber which can be acted upon by a fluid medium
EP0209213A2 (en) Saddle-shaped cable dome system for large span lightweight roof structures
EP0494053A1 (en) Construction in the form of a shed or hangar with a pneumatic supporting structure
US7836636B2 (en) Pneumatic structural element
RU2463421C1 (en) Pneumatic building structure
US20100266796A1 (en) Pneumatic Structural Element, and Roof Produced Therefrom
US10974160B2 (en) Inflatable beam and use of this inflatable beam
US4271641A (en) Tension structure
RU149996U1 (en) PNEUMATIC FRAME TENT FOR EXTREME OPERATION
CN105248193A (en) Air column enclosure device for suspension and tensioning installation and manufacturing method
JP3805456B2 (en) Arch structure and roof
RU2315843C2 (en) Structure with diaphragm covering
WO1996025572A2 (en) Inflatable roof support systems
US20210102373A1 (en) Gas-bearing multi-layer membrane building structure
JP2502168B2 (en) Building
RU2713114C1 (en) Two-dome greenhouse
WO1998049403A2 (en) Building structures fabricated from stressed-skin panels
CN214246110U (en) Double-layer cable net inflatable structure
JPH08260605A (en) Large-span floor structure system
JPH01207577A (en) Hanger type suspension film structural body
RU87194U1 (en) LARGE-SPAN COVERING OF A CONSTRUCTION STRUCTURE
RU2207298C1 (en) Airship case structure

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130409