SK501442018U1 - Adaptívna lanová kupola Levyho typu s akčnými prvkami - Google Patents
Adaptívna lanová kupola Levyho typu s akčnými prvkami Download PDFInfo
- Publication number
- SK501442018U1 SK501442018U1 SK501442018U SK501442018U SK501442018U1 SK 501442018 U1 SK501442018 U1 SK 501442018U1 SK 501442018 U SK501442018 U SK 501442018U SK 501442018 U SK501442018 U SK 501442018U SK 501442018 U1 SK501442018 U1 SK 501442018U1
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- ropes
- rope
- actuators
- elements
- forces
- Prior art date
Links
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
Adaptívna lanová kupola Levyho typu s akčnými prvkami, bez alebo s vrcholovým prstencom, pozostáva z ťahom namáhaných hrebeňových lán (1), diagonálnych lán (2), lanových prstencov (3) a vertikálne situovaných tlačených prútov (4), ktoré sú vytvorené ako akčné prvky (4). Sústava je ukotvená do podperného obrysového podsystému (5). Vnesením začiatočných predpínacích síl do lanových konštrukčných prvkov sa dosiahne požadovaný geometrický tvar sústavy, jej napätosť, tuhosť a stabilita. Každý prvok sústavy je permanentne monitorovaný prostredníctvom snímačov (6) síl a riadiacej elektroniky (7), ktoré zaznamenávajú aktuálne hodnoty veličín v reálnom čase. Tieto sa vyhodnotia prostredníctvom počítačového systému (8). V prípade, že sily v lanách a prútoch stúpnu nad alebo klesnú pod požadovanú úroveň zadefinovaných kritérií spoľahlivosti, počítačový systém (8) stanoví také veľkosti a smery pohybov akčných prvkov (4) (skrátenie alebo predĺženie, prostredníctvom zariadenia (9) na ovládanie pohybov akčných prvkov), aby sa dosiahlo také prerozdelenie síl v sústave, ktoré zaistí splnenie stanovených podmienok spoľahlivosti.
Description
Oblasť techniky
Technické riešenie možno zaradiť do oblasti nosných konštrukcií inžinierskeho staviteľstva.
Doterajší stav techniky
Predpäté lanové kupoly Levyho typu predstavujú moderné progresívne nosné systémy umožňujúce tvorbu architektonicky atraktívnych priestorových nosných strešných konštrukcií nad kruhovým alebo oválnym pôdorysom, bez alebo s vrcholovým prstencom, vyznačujúcich sa nízkou hmotnosťou, subtílnym vzhľadom a vysokou efektívnosťou.
Hlavné nosné konštrukčné prvky lanovej kupoly Levyho typu tvoria priestorovo usporiadané ťahomnamáhané hrebeňové a diagonálne laná, ktoré sú vzájomne prepojené tlačenými, vertikálne situovanými, prútovými prvkami, pričom dolné pásy sú nahradené lanovými prstencami. Zavedením predpätia do lanových konštrukčných prvkov kupoly sa dosiahne požadovaná stabilita a tuhosť sústavy. Na rozdiel od kupoly Geigerovho typu, ktorá má hrebeňové a diagonálne laná v pôdorysnom priemete priamo vedené do stredu kupoly, lanová kupola Levyho typu má usporiadanie hrebeňových a diagonálnych lán vzájomne vystriedané prostredníctvom prepojenia k nasledujúcim susedným tlačeným prútovým prvkom Princíp vedenia hlavného segmentu do stredu kupoly sa zachováva.
Predpäté lanové kupoly Levyho typu sa používajú na zastrešenia objektov a priestorov s veľkým rozpätím, akými sú športové haly, spoločenské pavilóny a pod., kde sa môže vyskytovať veľký počet ľudí. Preto nároky na spoľahlivosť uvedených objektov sú vyššie ako v iných prípadoch.
V súčasnosti používané predpäté lanové kupoly Levyho typu neobsahujú akčné prvky. Nevýhod ou uvedeného konštrukčného systému je, že nedokáže v reálnom čase prispôsobovať svoju napätosť a geometriu meniacim sa aktuálnym mimoriadnym zaťažovacím účinkom a vplyvom prostredia (účinky mimoriadneho zaťaženia akými sú sneh, vietor, zemetrasenie, výbuch, oheň (teplota), náraz vozidla a pod.), ani eliminovať straty predpätia vyvolané relaxáciou a dotvarovaním lanových konštrukčných prvkov. Tieto faktory môžu spôsobiť prekročenie limitných kritérií medzných stavov únosnosti a používateľnosti, a tým zapríčiniť poruchu, resp. stratu spoľahlivosti sústavy. Tieto konštrukcie nie sú vybavené akčnými prvkami a takými monitorovacími, kontrolnými a riadiacimi zariadeniami, ktoré dokážu reagovať na mimoriadne účinky zaťaženia a na pokles tuhosti, a tým zaistiť požadovanú mieru spoľahlivosti sústavy.
Súčasné trendy v navrhovaní nosných systémov v stavebníctve smerujú k aplikácii adaptívnych nosných sústav, ktoré umožnia dosiahnuť trvalú spoľahlivosť, bezpečnosť a funkčnú spôsobilosť počas návrhovej životnosti konštrukcie.
Podstata technického riešenia
Uvedené nedostatky rieši Adaptívna lanová kupola Levyho typu s akčnými prvkami, ktorej podstata spočíva v tom, že tlakom namáhané, vertikálne situované, prútové prvky sústavy sú vytvorené ako akčné prvky, ktoré sa môžu skracovať a predlžovať, a tým prispôsobovať napäťový stav a geometrický tvar konštrukcie aktuálnej zmene statického a dynamického zaťaženia a aktuálnym podmienkam prostredia.
Popísaný adaptívny nosný systém aktívne monitoruje veľkosti vnútorných síl a deformácií, vyhodnocuje ich, a prostredníctvom riadiacich príkazov v tvare zodpovedajúcich pohybov jednotlivých akčných prvkov udržiava požadovanú mieru spoľahlivosti sústavy s priamou väzbou na kritérium zodpovedajúceho medzného stavu.
Adaptívny lanový nosný systém takto dosiahne zmenou svojich vlastností splnenie podmienok spoľahlivosti, to znamená, že nedôjde k prekročeniu stanovených kritérií medzných stavov únosnosti a používateľnosti. Tento nosný systém obsahuje akčné prvky, snímače (na snímanie sily, deformácie, polohy, rýchlosti, zrýchlenia, kmitavého pohybu a podobne, a to prostredníctvom silomerov, tenzometrov, magnetických mikrodrôtov, priehybomerov, rýchlomerov, akcelerometrov a ďalších meracích prístrojov napríklad na báze videoextenzometrie), riadiace hardvérové a programové vybavenie na analýzu aktuálneho stavu konštrukcie, posúdenie jej spoľahlivosti a riadenie pohybov. Snímače zaznamenávajú sily v lanových a prútových prvkoch, ktoré sú kontinuálne monitorované a vyhodnocované pri každej zmene vonkajšieho zaťaženia, resp. podmienok prostredia. V prípade prekročenia stanovených kritérií sa uskutočnia definované posuny akčných prvkov, skrátenie alebo predĺženie, čím sa konštrukcia stáva poddajnejšou alebo tuhšou v závislosti od požadovaných vlastností.
S K 50144-2018 U1
Prehľad obrázkov na výkresoch
Na výkresoch sú znázornené schémy Adaptívnej lanovej kupoly Levyho typu s akčnými prvkami, ktorých počet závisí od rozpätia sústavy, pričom Obr. 1 znázorňuje axonometrickú schému adaptívnej lanovej kupoly s riadiacou elektronikou, počítačovým systémom s monitorovacím, kontrolným, výpočtovým a riadiacim softvérovým vybavením a zariadením na ovládanie pohybov akčných prvkov, Obr. 2 znázorňuje bočný pohľad na adaptívnu lanovú kupolu a Obr. 3 znázorňuje pôdorys.
Príklady uskutočnenia
Adaptívna lanová kupola Levyho typu s akčnými prvkami, s vrcholovým prstencom, znázornená na výkresoch, pozostáva z hrebeňových lán 1, diagonálnych lán 2, lanových prstencov 3 a zvislých prútov vytvorených ako akčné prvky 4. Kupola je prostredníctvom okrajových hrebeňových lán 1 a diagonálnych lán 2 ukotvená do podperného obrysového podsystému 5. Súčasťou lanových konštrukčných prvkov pozostávajúcich z hrebeňových lán 1, diagonálnych lán 2 a lanových prstencov 3 sú snímače 6 síl (silomery), ktoré snímajú aktuálne hodnoty veľkosti osových síl. Všetky prvky sústavy sú v miestach uzlov kĺbovo spojené. Vnesením začiatočných predpínacích síl do lanových prvkov (postupným napínaním diagonálnych lán 2 od vonkajšieho okraja smerom dovnútra) sa dosiahne požadovaný geometrický tvar konštrukcie, jej napätosť, tuhosť a stabilita. Základnou podmienkou spoľahlivosti systému je existencia zadefinovaných ťahových síl v lanových prvkoch, teda požadovaná úroveň jeho predpätia. Pri výraznom poklese ťahových síl, alebo pri ich úplnom vymiznutí (totálne ochabnutie lanových prvkov sústavy) sa sústava mení na tvarovo nestabilný kinematický mechanizmus, ktorý nie je schopný prenášať zaťaženie a plniť požadovanú funkciu.
Pri pôsobení vonkajšieho zaťaženia vo vertikálnom Zv a horizontálnom smere Zh (obr. 1b), sa sústava pretvorí a dôjde k prerozdeleniu síl v jej prvkoch. Snímače 6 síl zmerajú aktuálne hodnoty osových síl v lanových konštrukčných prvkoch sústavy a tieto sa prostredníctvom riadiacej elektroniky 7 zaznamenajú a vyhodnotia prostredníctvom počítačového systému 8 s monitorovacím, kontrolným, výpočtovým a riadiacim softvérovým vybavením. V prípade, že sily v lanách stúpnu nad alebo klesnú pod požadovanú úroveň zadefinovaných kritérií spoľahlivosti, vyplývajúcich z podmienok medzných stavov únosnosti a používateľnosti, riadiaci softvér stanoví také veľkosti a smery pohybov akčných prvkov 4 (skrátenie alebo predĺženie, prostredníctvom zariadenia 9 na ovládanie pohybov akčných prvkov), aby sa dosiahlo také prerozdelenie síl v lanových konštrukčných prvkoch pozostávajúcich z hrebeňových lán 1, diagonálnych lán 2 a lanových prstencov 3 sústavy, ktoré zaistí splnenie stanovených podmienok spoľahlivosti.
Sústava je kontinuálne monitorovaná a akékoľvek zmeny síl v konštrukčných prvkoch sú ihneď zaznamenávané a v reálnom čase vyhodnocované. Pri každej zmene veľkosti a smeru pôsobiaceho zaťaženia Zv a Zh sa celý proces opakuje.
Priemyselná 'využiteľnosť
Technické riešenie je možné využiť v prípadoch, kedy je potrebné aplikovať adaptívny nosný konštrukčný systém s vysokou mierou spoľahlivosti a bezpečnosti. Svoje uplatnenie môže nájsť pri strešných konštrukciách s veľkým rozpätím, pri ktorých je požadovaná ľahkosť a súčasne aj vysoká spoľahlivosť a bezpečnosť.
Adaptívne predpäté lanové kupoly Levyho typu možno použiť na zastrešenia objektov a priestorov s veľkým rozpätím, akými sú športové haly, spoločenské pavilóny a pod., ktorých odolnosť voči statickým a dynamickým účinkom zaťaženia je dôležitá z hľadiska dôsledkov spojených s ich zrútením, teda pri ktorých možno predpokladať veľmi veľké sociálne, ekonomické a environmentálne dôsledky. Preto nároky na spoľahlivosť uvedených objektov sú vyššie ako v iných prípadoch.
Počet a rozmery ťahom namáhaných lán a tlačených akčných prvkov je možné prispôsobiť požadovanému rozpätiu a tvaru nosnej konštrukcie.
Claims (1)
- NÁROKY NA OCHRANUAdaptívna lanová kupola Levyho typu s akčnými prvkami tvorená lanovými konštrukčnými prvkami pozostávajúcimi z hrebeňových lán (1), diagonálnych lán (2) a lanových prstencov (3) vzájomne prepojených 5 vertikálne situovanými prútovými prvkami, kde hrebeňové laná (1) a diagonálne laná (2) sú ukotvené do podperného obrysového podsystému (5), vyznačujúca sa tým, že vertikálne situované prútové prvky sú vytvorené ako akčné prvky (4), ktoré sú sťahovateľné a rozťahovateľné na prispôsobenie napäťového stavu a geometrického tvaru sústavy aktuálnym podmienkam prostredia, pričom súčasťou lanových konštrukčných prvkov sú snímače (6) síl na meranie aktuálnych hodnôt osových síl v lanových konštrukč10 ných prvkoch, kde snímače (6) síl sú prepojené s riadiacou elektronikou (7) na zaznamenávanie hodnôt osových síl, ktorá je prepojená s počítačovým systémom (8) s monitorovacím, kontrolným, výpočtovým a riadiacim softvérovýmvybavením a ten je prepojený so zariadením (9) na ovládanie pohybov akčných prvkov.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK50144-2018U SK8743Y1 (sk) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Adaptívna lanová kupola Levyho typu s akčnými prvkami |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK50144-2018U SK8743Y1 (sk) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Adaptívna lanová kupola Levyho typu s akčnými prvkami |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK501442018U1 true SK501442018U1 (sk) | 2019-12-02 |
SK8743Y1 SK8743Y1 (sk) | 2020-05-04 |
Family
ID=68654894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK50144-2018U SK8743Y1 (sk) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Adaptívna lanová kupola Levyho typu s akčnými prvkami |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SK (1) | SK8743Y1 (sk) |
-
2018
- 2018-12-21 SK SK50144-2018U patent/SK8743Y1/sk unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SK8743Y1 (sk) | 2020-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2016118008A (ja) | 構造物の制振装置、それを用いた上部構造の残留変位を取り除く方法、ならびに橋梁の補強方法 | |
JP2008303573A (ja) | 耐震補強ケーブル | |
SK501442018U1 (sk) | Adaptívna lanová kupola Levyho typu s akčnými prvkami | |
SK501432018U1 (sk) | Adaptívna lanová kupola Kiewittovho typu s akčnými prvkami | |
SK501422018U1 (sk) | Adaptívna lanová kupola Geigerovho typu s akčnými prvkami | |
SK500782018A3 (sk) | Adaptívna lanová kupola Levyho typu s akčnými prvkami | |
SK500762018A3 (sk) | Adaptívna lanová kupola Geigerovho typu s akčnými prvkami | |
SK500772018A3 (sk) | Adaptívna lanová kupola Kiewittovho typu s akčnými prvkami | |
CN112813808A (zh) | 一种基于形状记忆合金碟簧-拉索系统的双防线限位支座 | |
SK288845B6 (sk) | Adaptívna tensegrity doska s akčnými prvkami vytvorená z modulov v tvare dvojitých ihlanov | |
SK501502018U1 (sk) | Adaptívny tensegrity oblúk s akčnými prvkami vytvorený z modulov v tvare dvojitých ihlanov | |
SK500842018A3 (sk) | Adaptívny tensegrity oblúk s akčnými prvkami vytvorený z modulov v tvare dvojitých ihlanov | |
SK501462018U1 (sk) | Adaptívna tensegrity doska s akčnými prvkami vytvorená z modulov v tvare dvojitých ihlanov | |
SK288846B6 (sk) | Adaptívna membránová konštrukcia v tvare hyperbolického paraboloidu so štyrmi akčnými prvkami | |
SK500822018A3 (sk) | Adaptívny tensegrity modul v tvare zrezaného ihlana so štyrmi akčnými prvkami | |
SK501452018U1 (sk) | Adaptívna membránová konštrukcia v tvare hyperbolického paraboloidu so štyrmi akčnými prvkami | |
SK501492018U1 (sk) | Adaptívny tensegrity nosník s akčnými prvkami vytvorený z modulov v tvare zrezaného ihlana | |
SK288844B6 (sk) | Adaptívna tensegrity doska s akčnými prvkami vytvorená z modulov v tvare zrezaného ihlana | |
SK500832018A3 (sk) | Adaptívny tensegrity nosník s akčnými prvkami vytvorený z modulov v tvare zrezaného ihlana | |
SK501472018U1 (sk) | Adaptívna tensegrity doska s akčnými prvkami vytvorená z modulov v tvare zrezaného ihlana | |
SK501482018U1 (sk) | Adaptívny tensegrity modul v tvare zrezaného ihlana so štyrmi akčnými prvkami | |
RU2780895C1 (ru) | Вантовое покрытие для сейсмически опасных районов | |
Platko et al. | Adaptive tensegrity module: Description of an adaptation process | |
Suzuki et al. | Overall stabilities of locally heated steel frames under fire | |
Nakazawa et al. | Earthquake resistance of cylindrical reticulated shells of diagonally intersecting member arrangement |