SU50810A1 - Конструкци сводчатых, складчатых, сферических и тому подобных строительных оболочек - Google Patents

Description

За последнее врем  строительна  | практика обогатилась новыми типами конструкций, так называемыми обо- j лочками - сводчатыми, складчатыми и т. п., Еь полн емыми, как правило, из железобетона, но железобетонные оболочки имевэт следующие недостатки; большой собственный нес. ; (а поэтому ограничение пролетов); больша  стоимость за счет сложности производства работ (опалубка, конт н-; арматуры, бетонирование); недоста- } точна  поперечна  жесткость тонкой | плиты, в которой к тому же практи- I чески трудно расположить поперечную j арматуру.

ЭТА недостатки могут быть устранены ; при выполнении оболочек из металла в | том случае, если будет выбрана рациональна  конструкци  оболочек. Описываемым изобретением имеетс  в виду получить конструкцию, устран ющую недостатки известных оболочек.

Предложенна  конструкци  оболочек , в которой применены волнистые листы в качестве одного из основных несуцдих элементов, имеет ту отличительную особенность, что волнистые листы жестко соединены с продольными или с кольцевыми по сами, расположенными под пр мым или острым углом по отношению к направлению ложбин волнистым листов.

На чертеже фиг. 1 изображает схему извест1-юго покрыти  - сводчатой (цилиндрической) оболочки; фиг. 2-элемент оболочки с действующими на него силами; фиг. 3-элемент оболочки предложенной конструкции; фиг. 4-схему сводчатой (цилиндри . ческой) оболочки предложенной конструкции; фиг. 5 -элемент кровли; фиг. б-поперечный разрез складчатого покрыти  предложенной конструкции; фиг. 7-часть плана складчатого покрыти ; фиг. 8-схему куполообразной (сферической) оболочки предложенной конструкции; фиг. 9- элемент куполообразной оболочки; фиг. 10-схему оболочки дл  резервуара предложенной конструкции.

Как известно, элементы оболочки (фиг. 1) работают в двух направлени х: в направлении / -пролета оболочки и 4-пролета диафрагмы.

Практический метод расчета складок и оболочек устанавливает наличие следующих усилий, действующих на

лчалый элемент abed, вырезанный из конструкции (фиг. 2): TI и Т:,--нормальные усили  в площадках поперечного и продольного сечений; S-сдвигающие силы; Q-поперечные моменты; N-поперечные силы, сопутствующие поперечным моментам.

Усили  TI, 5 и G  вл ютс  основными , т. е. такими, по которым ведетс  подбор сечений. В железобетоне и дереве при малых и средних пролетах толщина оболочек получаетс  из расчета на прочность; така  плита одинаково хорошо работает как на нормальные усили  Т и силы сдвига S, так и на поперечные моменты G. Расчет на устойчивость не производитс , так как  вление потери устойчивости не имеет места. При больших пролетах как в железобетоне , так и в дереве рациональнее переходить на ребристые оболочки и складки. Ребра создают необходимую жесткость тонкой плиты.

Совсем иначе дело обстоит в металле . Из расчета на прочность может получитьс  оболочка из тонкого листового железа с поперечными ребрами , но при этом приобретет большое значение  вление местной потери устойчивости тонкой оболочки.

Из расчета на местную устойчивость приходитс  или утолщать оболочку или давать в ней дополнительные ребра (уголки жесткости и пр.). В результате это приводит к весьма нерациональной конструкции. В предложенной конструкции повышение устойчивости элементов оболочки достигаетс  применением волнистых листов / (фиг. 4), жестко св занных с продольнЬ)1ми по сами 2. Продольные по са раздел ют оболочку как бы на грани; если теперь вьфезать часть этой грани abed (фиг. 3), то она будет находитьс  под действием следующих усилий: TI-нормальные усили , воспринимаемые только продольными элементами (по сами) 2, так как волниста  стена оболочки неспособна воспринимать эти усили ; Т - нормальные усили , воспринимаемые волнистыми листами (стенками) 7; S-силы сдвига, воспринимаемые волнистой стенкой; О-поперечные моменты и Ы-поперечные силы от этих моментов , воспринимаемые также волнистой стенкой.

Не трудно видеть, что волниста  стенка, по сравнению с гладкой, более устойчива, хорошо может воспринимать силы Уо и S и отлично работать на поперечные моменты G и поперечные силы Л .

Изображенна  на .чертеже (фиг. 4) сводчата  (цилиндрическа ) оболочка состоит из следующих основных элементов: поперечные элементы-настил 7 из волнистого железа или штампованных складчатых плит; сжатые продольные элементы (по са) 2 и раст нутые бортовые элементы 3; торцевые диафрагмы 4. Могут быть также второстепенные диафрагмы 5 в пролете.

Поперечный элемент-настил 7  вл етс  и элементом кровли, на который может быть уложено утепление , например, в виде пенобетонных или тому подобных плит 6 (фиг. 5), и в то же врем  основным несущим элементом пространственной конструкции .

Дл  большей жесткости и лучшей св зи с настилом оболочки бортовые элементы 3 могут бытьобетонированы. Жесткость бортового элемента в горизонтальной плоскости может быть повышена постановкой кронштейнов, св занных с настилом.

Торцевые диафрагмы 4 могут быть запроектированы в виде сквозных ферм, как это показано на чертеже. Верхним по сом этой фермы служит легка  металлическа  обв зка, св занна  со сплошным настилок. Этот настил на некоторой ширине может рассматриватьс  как по с фермы диафрагмы. Второстепенные диафрагмы 5 могут иметь место при больших пролетах. При этом они значительно повышают поперечную жесткость оболочки и тем самым приближают ее работу к балке корытообразного сечени .

В результате проверенных изобретателем сравнений предлагаемых конструкций с известными металлическими плоскостными и с железобетонными оболочками вы снилось следующее:

1. Предлагаемые конструкции оболочек экономичнее по расходу металла

на 30-35% по сравнению с обычными плоскостными решени ми покрытий в металле.

2.В металлических складках и оболочках собственный вес конструкции, по сравнению с железобетонными, уменьшаетс  почти вое.

3.На металлическую оболочку расходуетс  железа больше, чем на железобетонную всего лишь на 30-40%.

4.Металлические оболочки будут дешевле железобетонных за счет отсутстви  опалубки и пр., а главное, за счет исключительной простоты и индустриальных способов производства работ.

5..Легкость конструкции и в то же врем  жесткость ее дают возможность перекрывать металлическими оболочками гораздо ббльшие пролеты, чем железобетонными.

6.Предлагаемыми металлическими конструкци ми легко может быть осуш ,ествлена наиболее рациональна  форма здани , удовлетвор юш,а  требовани м освещени  и аэрации.

Изображенное на чертеже (фиг. б и 7) складчатое покрытие состоит из сплошных и сквозных граней, взаимно св занных между собой. Сплошна  грань имеет продольные элементы (пр са) 2 из металлических уголков и волнистую стенку (настил) 7, жестко св занную посредством электросварки в местах примыкани  к по сам. Поверх граней укладываетс  требуемой толщины и качества утепление с гидроизол цией , например, пенобетонные или тому подобные плиты 6 (фиг. 5), покрытые слоем цемента 8 и рубероидом 9 на клебемассе. Складка опираетс  на металлические рамы 72, состо щие из прокатного железа- двутаврового и швеллерного.

Сквозные грани (фонарные фермы) 7  вл ютс  как бы св зующими элементами между верхними и нижними СПЛОШНЫМИ гран ми и рассчитаны на

силы, действующие в плоскости этих граней.

Монтаж предлагаемой конструкции может быть произведен в двух вариантах:

1.Заводским способом изготовл ютс  отдельно как сплошные, так и сквозные грани (элементы) покрыти ; затем на месте постройки эти элементы посредством монтажных болтов и сварки или заклепок соедин ютс  вместе (по лини м продольных элементов ) в целую конструкцию.

2.На заранее смонтированные диафрагмы (рамы) покрыти  укладываютс  продольные элементы (по са) конструкции, затем на эти продольные элементы укладываетс  волнистое железо и привариваетс  к ним.

Изображенна  на чертеже сферическа  (куполообразна ) оболочка (фиг. 8) состоит из волнистого настила 7, горизонтальных кольцевых по сов 10, жестко св занных с волнистым настилом , и опорного кольца 11.

Элемент сферической оболочки (фиг. 9) работает в услови х, аналогичных услови м элемента цилиндрической оболочки. Внизу купола даетс  более мощный настил, чем вверху.

Конструкци  резервуара (фиг. 10), подобно куполу, состоит из волнистых элементов (стенок) 7 и жестко с ними св занных кольцевых по сов 10.

Предмет изобретени .

Конструкци  сводчатых, складчатых сферических и тому подобных строительных оболочек с применением волнистых листов в качестве одного из основных несущих элементов, отличающа с  тем, что волнистые листы жестко соединены с продольными или с кольцевыми по сами, расположенными под пр мым или острым углом по отношению к направлению ложбин волнистых листов.

к авторскому свидетельству В. II. Горнова

№ 50810

сЬ и r.LJ

Е авторскому свидетельству В. Н. Горнова

2 50810