RU2780448C1 - Ten-shaft building arch - Google Patents

Ten-shaft building arch Download PDF

Info

Publication number
RU2780448C1
RU2780448C1 RU2022104599A RU2022104599A RU2780448C1 RU 2780448 C1 RU2780448 C1 RU 2780448C1 RU 2022104599 A RU2022104599 A RU 2022104599A RU 2022104599 A RU2022104599 A RU 2022104599A RU 2780448 C1 RU2780448 C1 RU 2780448C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rods
rod
node
hinge
arch
Prior art date
Application number
RU2022104599A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Сергеевна Баклушина
Леонид Трофимович Дворников
Алина Евгеньевна Устименко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2780448C1 publication Critical patent/RU2780448C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to the field of construction, namely to rod arched structures. The building arch contains three-node support rods connected into hinge nodes by a three-node intermediate rod connected to a hinge by a vertical rod with intermediate rods, in turn connected to the support rods. The intermediate rods are three-node rods connected to additional rods, while the intermediate three-node rods are connected by additional arc rods in a hinge with the support rods and form four closed four-rod contours.
EFFECT: invention increases the bearing capacity of the arch.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, а именно к стержневым арочным конструкциям.The invention relates to the field of construction, namely to rod arched structures.

Известна восьмистержневая строительная арка, состоящая из стержней, связанных в шарнирные узлы, в которой дополнительные стержни выполнены трехузловыми дугообразными и соединены с опорными стержнями, а между собой - линейно-дуговым стержнем, при этом, опорные и дополнительные стержни связаны между собой трехузловыми промежуточными стержнями и в совокупности с линейно-дуговым стержнем образуют трехъярусную систему. (RU №2708433 МПК Е04В 1/32, опубл. 06.12.2019).An eight-rod building arch is known, consisting of rods connected into hinge nodes, in which additional rods are made three-node arcuate and connected to the support rods, and to each other by a linear-arc rod, while the support and additional rods are interconnected by three-node intermediate rods and together with a linear-arc rod form a three-tier system. (RU No. 2708433 IPC Е04В 1/32, publ. 06.12.2019).

Таким образом, наличие трех ярусов является недостатком арки, так как это ограничивает величину внешнего нагружения за счет увеличения веса самой конструкции.Thus, the presence of three tiers is a disadvantage of the arch, as this limits the amount of external loading due to an increase in the weight of the structure itself.

Известна также шестистержневая строительная арка, являющаяся наиболее близкой по технической сущности, состоящая из стержней, связанных в шарнирные узлы, в которой опорные стержни соединены между собой четырьмя дополнительными стержнями, образующими два внутренних замкнутых четырехстержневых контура, опирающихся на опорные стержни (RU №2682290 МПК Е04В 1/32, опубл. 18.03.2019).A six-rod building arch is also known, which is the closest in technical essence, consisting of rods connected into hinge nodes, in which the support rods are interconnected by four additional rods forming two internal closed four-rod contours based on the support rods (RU No. 2682290 IPC E04B 1/32, published 03/18/2019).

Недостатком такой арки является небольшое расстояние между опорами.The disadvantage of such an arch is the small distance between the supports.

Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в увеличении несущей способности арки при значительном увеличении расстояния между опорами.The technical problem solved by the invention is to increase the bearing capacity of the arch with a significant increase in the distance between the supports.

Существующая техническая проблема решается тем, что в известной строительной арке, содержащей трехузловые опорные стержни, связанные в шарнирные узлы трехузловым промежуточным стержнем, соединенным в шарнир вертикальным стержнем с промежуточными стержнями, в свою очередь соединенными с опорными стержнями, согласно изобретению, промежуточные стержни представляют собой трехузловые стержни, соединенные с дополнительными стержнями, при этом промежуточные трехузловые стержни соединены дополнительными дуговыми стержнями в шарнир с опорными стержнями и образуют четыре замкнутых четырехстержневых контура.The existing technical problem is solved by the fact that in a well-known building arch containing three-node support rods connected into hinge nodes by a three-node intermediate rod connected to a hinge by a vertical rod with intermediate rods, in turn connected to the support rods, according to the invention, the intermediate rods are three-node rods connected to additional rods, while intermediate three-node rods are connected by additional arc rods into a hinge with support rods and form four closed four-rod contours.

Увеличение несущей способности конструкции достигается введением в схему четырех внутренних замкнутых четырехстержневых контуров, которые образуют между собой жесткие стержневые системы, опирающиеся на внутренние по отношению ко всей арке стержни, повышают ее жесткость и не нарушают ее геометрическую неизменяемость и статическую определимость, что доказывается структурной формулой П.Л. Чебышева (Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Учебник для ВТУЗов, 4-е изд. - М.: Наука, 1988; с. 46, формула 2.8)An increase in the bearing capacity of the structure is achieved by introducing four internal closed four-rod contours into the scheme, which form rigid rod systems between themselves, based on rods internal to the entire arch, increase its rigidity and do not violate its geometric invariability and static determinability, which is proved by the structural formula P .L. Chebysheva (Artobolevsky I.I. Theory of mechanisms and machines. Textbook for higher education institutions, 4th ed. - M .: Nauka, 1988; p. 46, formula 2.8)

Figure 00000001
Figure 00000001

где W - степень подвижности системы, n - число стержней конструкции, р5 - количество шарниров.where W is the degree of mobility of the system, n is the number of rods of the structure, p 5 is the number of hinges.

В предлагаемой схеме имеется десять стержней n=10 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) и р5=15 (А, В, С, D, Е, F, G, I, N, Е, K, R, М, О, L), тогда по зависимости (1) получаем подвижность: W=3⋅10-2⋅15=0. Нулевая подвижность свидетельствует о геометрической неизменяемости и статической определимости конструкции.In the proposed scheme, there are ten rods n=10 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) and p 5 =15 (A, B, C, D, E, F, G, I, N, E, K, R, M, O, L), then according to dependence (1) we obtain mobility: W=3⋅10-2⋅15=0. Zero mobility indicates the geometric immutability and static definability of the structure.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где изображена десятистержневая арка.The present invention is illustrated in the drawing, which shows a ten-rod arch.

Предлагаемая десятистержневая строительная арка состоит из опорных стержней 1 и 2, выполненных трехузловыми, шарнирно соединенных с трехузловым промежуточным стержнем 3, соединенным в шарнир вертикальным стержнем 4 с промежуточными трехузловыми стержнями 5 и 6, которые соединены с дополнительными стержнями 7 и 8. Промежуточные стержни 5 и 6 соединены в шарнир дополнительными дуговыми стержнями 9 и 10 с опорными стержнями 1 и 2 и образуют четыре замкнутых четырехстержневых контура.The proposed ten-rod building arch consists of supporting rods 1 and 2, made three-node, hinged to a three-node intermediate rod 3, connected by a vertical rod 4 to intermediate three-node rods 5 and 6, which are connected to additional rods 7 and 8. Intermediate rods 5 and 6 are hinged by additional arc rods 9 and 10 with support rods 1 and 2 and form four closed four-rod contours.

Дополнительные дугообразные трехузловые стержни 9 и 10 в шарнирах В и F соединены с опорными стержнями 1 и 2. В свою очередь дополнительные стержни 9 и 10 имеют шарнирную связь с линейно-дуговым стержнем 3 в точках D и I. Вертикальное линейное звено 4, играющее роль дополнительной жесткости в конструкции, является центральным, соединяющим звенья 3, 5 и 6 в шарнирах G, P и О.Additional arc-shaped three-node rods 9 and 10 in hinges B and F are connected to support rods 1 and 2. In turn, additional rods 9 and 10 have a hinge connection with a linear-arc rod 3 at points D and I. Vertical linear link 4, which plays the role additional rigidity in the design, is the central one, connecting links 3, 5 and 6 in hinges G, P and O.

В совокупности система имеет четыре неизменяемых замкнутых контура (CNBE, образованного звеньями 1, 9, 5, 7; PEDG, звенья 9, 3, 4, 5; OGFK, звенья 3, 10, 6, 4; IMRK, звенья 10, 2, 8, 6).In total, the system has four unchanging closed loops (CNBE formed by links 1, 9, 5, 7; PEDG, links 9, 3, 4, 5; OGFK, links 3, 10, 6, 4; IMRK, links 10, 2, 8, 6).

Наличие в конструкции арки четырех внутренних неизменяемых замкнутых контуров, образующих между собой жесткие стержневые системы, опирающиеся на внутренние по отношению ко всей арке стержни, в значительной степени позволяет увеличить несущую способность конструкцииThe presence in the design of the arch of four internal unchanging closed contours, which form rigid rod systems between themselves, based on the rods internal to the entire arch, to a large extent allows to increase the bearing capacity of the structure

Claims (1)

Десятистержневая строительная арка, содержащая трехузловые опорные стержни, связанные в шарнирные узлы трехузловым промежуточным стержнем, соединенным в шарнир вертикальным стержнем с промежуточными стержнями, в свою очередь соединенными с опорными стержнями, отличающаяся тем, что промежуточные стержни представляют собой трехузловые стержни, соединенные с дополнительными стержнями, при этом промежуточные трехузловые стержни соединены дуговыми дополнительными стержнями в шарнир с опорными стержнями и образуют четыре замкнутых четырехстержневых контура.A ten-rod building arch containing three-node support rods connected into hinge nodes by a three-node intermediate rod connected to a hinge by a vertical rod with intermediate rods, in turn connected to the support rods, characterized in that the intermediate rods are three-node rods connected to additional rods, in this case, the intermediate three-node rods are connected by arc additional rods in a hinge with the support rods and form four closed four-rod contours.
RU2022104599A 2022-02-21 Ten-shaft building arch RU2780448C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2780448C1 true RU2780448C1 (en) 2022-09-23

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4373305A (en) * 1980-04-10 1983-02-15 Canadian Patents & Development Limited Arch forming structure
CN106945039A (en) * 2017-03-24 2017-07-14 广西大学 A kind of structure state metamorphic mechanisms of ten connecting rod of large space two
RU2682290C1 (en) * 2018-05-22 2019-03-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Six-bar construction arch
RU2708433C1 (en) * 2019-03-21 2019-12-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Eight-rod construction arch

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4373305A (en) * 1980-04-10 1983-02-15 Canadian Patents & Development Limited Arch forming structure
CN106945039A (en) * 2017-03-24 2017-07-14 广西大学 A kind of structure state metamorphic mechanisms of ten connecting rod of large space two
RU2682290C1 (en) * 2018-05-22 2019-03-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Six-bar construction arch
RU2708433C1 (en) * 2019-03-21 2019-12-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Eight-rod construction arch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2780448C1 (en) Ten-shaft building arch
Huang et al. Vibration characteristics of shallow suspension bridge with pre-tensioned cables
Bossio et al. Seismic behavior and shaking direction influence on adobe wall structures reinforced with geogrid
Stamenović Microtubules may harden or soften cells, depending of the extent of cell distension
Grigorian Biomimicry and theory of structures-design methodology transfer from trees to moment frames
DE602004009617D1 (en) FOLDABLE SHELF SET
RU2708433C1 (en) Eight-rod construction arch
Yuan et al. A novel method for determining the spatial responses of a cable-stayed bridge with four cable-planes
Totter et al. Strip model analysis for steel plate shear walls in earthquake resistant structures
Alforno et al. The structural effects of micro-geometry on masonry vaults
Averseng et al. Design, analysis and self stress setting of a lightweight deployable tensegrity modular structure
Rostami et al. Evaluation of new Hexagrid structural system in bionic high-rise buildings
GB1379296A (en) Expansion joint structure in bridges roadways or the like
Sophianopoulos et al. Static and dynamic responses of suspended arch bridges due to failure of cables
RU2618810C1 (en) Triangle lattice of rod structures with additional semi-racks and half-braces (y-shaped racks)
Allam Multiple support excitations of open-plane frames by a filtered white noise and soil–structure interaction
Meng et al. Extradosed and intradosed cable-stayed bridges with continuous cables: conceptual consideration
Rambabu et al. Response of an open-plane frame to multiple support horizontal seismic excitations with soil–structure interaction
Wang et al. Modal analysis of cable-tower system of twin-span suspension bridge
Barreto et al. Feasibility of using steel bracings for seismic retrofitting of RC school buildings
Elkady et al. Two-dimensional OpenSEES numerical models for archetype steel buildings with special moment frames
RU2015148154A (en) BEARING SPATIAL-ROD STRUCTURE STRUCTURE OF LARGE-SPAN STRUCTURE (OPTIONS)
US804744A (en) Bridge.
Di Gangi et al. Regeneration and Structural Strengthening of the Fortress of Arnara, Latium, Italy
Ferrari et al. Structural analysis of the Paderno d’Adda bridge (Italy, 1889)