SU916724A1 - Здание с трансформируемым веерообразным покрытием 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к строительству и предназначено для использования в строительстве театров, киноконцертных и спортивных залов, плавательных бассейнов и т. п. зданий с раскрывающейся кровлей.

Известно сборно-разборное здание с трансформируемым секционным веерообразным покрытием, стены которого вместе с кровлей образуют подвижные секции, шарнирно закрепленные на вертикальных осях и имеющие по периферии опорные катки.

Узел опирания подвижной секции на вертикальную ось имеет одну степень свободы — возможность поворота в горизонтальной плоскости. Опорные катки подвижной секции установлены на земле или деревянном настиле. Узел опирания секции на землю имеет две степени свободы: возможность перемещения по окружности вокруг вертикальной оси и возможность поворота в вертикальной радиальной плоскости [1].

Вследствие недостаточной прочности конструкции использование этого здания в условиях стационарной эксплуатации при дополнительных нагрузках от силы ветра и колебаний температуры невозможно, так

2

как в этом случае потребуется значительное увеличение его материалоемкости.

Кроме того, при дополнительных нагрузках эксплуатация здания становится ненадежной вследствие возможного закли5 нивания подвижных секций в опорных узлах при увеличении их деформации. Это

объясняется тем, что конструкция подвижной секции, объединяющая стеновые и кровельные элементы, при недостаточном количестве степеней свободы в опорных узлах вызывает появление в ней больших изгибающих моментов, продольных усилий и соответствующих им деформаций.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре15 зультату является здание с секционным веерообразным покрытием, включающее круговую стену, кровельные секционные панели, шарнирно закрепленные на вертикальных осях и опирающиеся по периферии на кру₂₀ говые рельсы посредством опорных катков. Кровельные секционные панели вместе со стенками образуют подвижные секции, выполненные в виде рам, имеющих форму полупортала. Узел опирания подвижной секции на вертикальную ось имеет одну

3

степень свободы: возможность поворота в горизонтальной плоскости, а в вертикальной плоскости опорный узел защемлен. Узел опирания подвижной секции на круговой рельс имеет возможность перемещения вдоль кругового рельса и поворота в вертикальной радиальной плоскости, а возможность линейного перемещения в радиальном направлении отсутствует. Здание состоит из двух подвижных и двух неподвижных секций с центральным углом в плане 90° [2].

К недостаткам известного здания относятся большая материалоемкость вследствие наличия больших изгибающих моментов и продольных усилий в рамной конструкции подвижной секции, не имеющей достаточного количества степеней свободы в опорных узлах; недостаточная надежность эксплуатации здания вследствие возможности заклинивания подвижных секций в опорных узлах, не имеющих достаточного количества степеней свободы; малая площадь раскрываемой кровли, не превышающая половины площади здания, вследствие того, что количества подвижных и неподвижных секций равны между собой; невозможность увеличения пролета здания без резкого увеличения его материалоемкости на единицу площади здания вследствие резкого увеличения изгибающих моментов и продольных усилий в подвижных секциях рамной конструкции, не имеющих достаточного количества степеней свободы в опорных узлах; потребность в высокой мощности электропривода вследствие большой массы подвижных секций, большая трудоемкость и стоимость изготовления и монтажа элементов здания (подвижных секций, вертикальных осей, рельсовых путей) вследствие жестких допусков на их размеры и взаимное расположение, так как в рамной конструкции подвижной секции, не имеющей достаточного количества степеней свободы в опорных узлах, даже небольшое отклонение от номинальных размеров или перекос вызывают дополнительные внутренние напряжения.

Цель изобретения — снижение материалоемкости покрытия и повышение надежности его эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в здании с трансформируемым веерообразным покрытием, включающем наружную круговую стену, неподвижные секции покрытия и подвижные, шарнирно опертые одной стороной на вертикальные оси, а другой — на ходовую систему, размещенную по периметру круговой стены и состоящую из рельсов и опорных катков, ходовая система снабжена дополнительными рцдиально направленными катками, размещенными в зазорах между участками рельсов, при этом последние уложены на верхних торцовых участках наружной стены со

916724

взаимным смещением по высоте и с разными радиусами кривизны, а опорные катки жестко закреплены на подвижных секциях покрытия.

Крепление подвижных секций на вертикальных осях выполнено в виде шарниров по меньшей мере с двумя, степенями свободы.

На фиг. 1 показано предлагаемое здание, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — то же, вертикальный разрез; на фиг. 4 — шарнирное крепление секционной кровельной панели на вертикальной оси, разрез; на фиг. 5 — секционная кровельная панель в закрытом положении кровли, вид с торца.

Здание включает неподвижную круговую стену 1, подвижные секции 2 покрытия, закрепленные на вертикальных осях 3 с помощью шарниров 4 и опертые по периферии на ходовую систему из опорных катков 5, установленных на круговые рельсы 6. Круговые рельсы 6 установлены на ступенях 7 верхних торцов 8 круговой стены 1, выполнены с разными радиусами кривизны и взаимно смещены в плане. В местах расположения опорных катков 5 при закрытом положении кровли круговые рельсы 6 имеют разрывы, в которых установлены радиально направленные катки 9. В случаях, когда здание предназначено для продолжительной эксплуатации с раскрытой кровлей, разрывы круговых рельсов 6 с установленными в них радиально направленными катками 9 имеются также в местах расположения опорных катков 5 при раскрытом положении кровли.

Радиально направленные катки 9 обеспечивают возможность линейного перемещения периферийного опорного узла секционной кровельной панели 2 в радиальном направлении и этим исключают возможность появления продольных усилий.

Здание имеет для каждой секционной кровельной панели 2 автономные круговой рельс 6 и вертикальную ось 3, установленную в центре кривизны соответствующего ей кругового рельса 6. Здание имеет также неподвижные секции 10 покрытия.

Подвижные и неподвижные секции 2 и 10 имеют разные радиусы в плане и установлены на разных уровнях по высоте, причем неподвижная секция 10 имеет наименьший радиус и установлена на самом низком уровне, примыкающая к ней подвижная секция 2 имеет больший радиус и установлена выше и т. д.

Шарнир 4 выполнен в виде вертикально установленной втулки 11, охватывающей шейку 12 вертикальной оси 3 и опирающейся на подпятник 13. Втулка 11 снабжена двумя горизонтальными осями 14, на которые опираются втулки 15, прикрепленные к секционной кровельной панели 2. Шарнир 4 благодаря наличию в нем вертикальной

916724

6

втулки 11 и горизонтальных осей 14 обес, печивает секционной кровельной панели 2 две степени свободы: возможность поворота как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Шарнир 4 может быть быть снабжен подшипниками качения. Один из опорных катков 5 каждой подвижной секции 2 соединен с электромеханическим приводом 16. Опорные катки 5 могут быть

объединены ходовыми тележками.

Раскрытие кровли осуществляется путем поворота подвижных секций 2 вокруг соответствующих им вертикальных осей 3 в разные стороны от продольной оси здания. При полностью раскрытой кровле подвижные секции 2 располагаются над неподвижными секциями 10. При этом выполнение подвижных и неподвижных секций 2 и 10 с разными радиусами в плане и их расположение в разных уровнях по высоте, наличие автономных для подвижной секции 2 круговых рельсов 6, взаимно смещенных в плане, обеспечивают возможность перемещения секции 2 одна над другой. Расположение круговых рельсов 6 на ступенях 7 верхних торцов 8 круговой стены 1 со взаимным смещением по высоте компенсирует взаимное смещение по высоте подвижных секций 2.

При достижении подвижными секциями 2 положения кровли «Закрыто» опорные катки 5 устанавливаются на радиально направленные катки 9, что обеспечивает возможность линейного перемещения опорного узла секционной кровельной панели в радиальном направлении. Наличие двух степеней свободы в шарнире 4 с учетом описанных выше особенностей исключает возможность заклинивания подвижной секции 2 при ее перемещении.

Площадь раскрываемой кровли зависит от отношения количества подвижных секций к количеству неподвижных и растет с ростом этого отношения. При одинаковых угловых размерах всех секций коэффициент раскрытия кровли приближенно можно определить по формуле _р

Крк = р +ц ’

где р — количество подвижных секций;

η — количество неподвижных секций. Например, при шести подвижных и двух

неподвижных секциях

Крк = ~^2— ⁼ θ>75>

т. е. максимальное раскрытие кровли может составить 75%. Такое количество секций является рациональным.

Предлагаемая конструкция позволяет снизить материалоемкость секций покрытия и круговой стены за счет исключения больших изгибающих моментов и продольных усилий в них. Это возможно благодаря тому, что круговая стена здания отделена' от кровельных панелей и установлена неподвижно, круговые рельсы установлены с разрывами, в которых размещены радиально направленные катки, а шарнирное крепление подвижных секций на вертикальных осях выполнено с двумя степенями свободы.

Снижается материалоемкость вертикальных осей за счет исключения в них изгибающего момента и уменьшения сжимающего усилия, так как шарнирное крепление подвижных секций на вертикальных осях выполнено с двумя степенями свободы· и уменьшается вертикальная нагрузка от массы кровельной секционной панели. Снижается также материалоемкость фундаментов за счет уменьшения нагрузки от массы кровельных панелей, стены и вертикальных осей.

Повышается надежность эксплуатации здания за счет исключения возможности заклинивания подвижных секций в опорных узлах. Это возможно благодаря тому, что круговые рельсы установлены с разрывами, в которых размещены радиально направленные катки, а шарнирное крепление кровельных секционных панелей на вертикальных осях выполнено с двумя степенями свободы.

Увеличивается площадь раскрываемой кровли за счет увеличения количества кровельных секционных панелей. Уменьшается требуемая мощность электропривода за счет уменьшения массы секций покрытия.

Снижается трудоемкость и стоимость изготовления и монтажа здания за счет увеличения допускаемых отклонений на длину секций, радиус кривизны рельсов, их расположение по высоте и вертикальность осей за счет возможности линейного перемещения опоры секции в радиальном направлении и поворота секций в вертикальной плоскости, а также за счет снижения материалоемкости здания.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Здание с трансформируемым веерообразным покрытием, включающее наружную круговую стену, неподвижные секции покрытия и подвижные, шарнирно опертые одной стороной на вертикальные оси, а другой — на ходовую систему, размещенную по периметру круговой стены и состоящую из рельсов и опорных катков, отличающееся тем, что, с целью снижения материалоемкости покрытия и повышения надежности его эксплуатации, ходовая система снабжена дополнительными радиально направленными катками, размещенными в зазорах между участками рельсов, при этом последние уложены на верхних торцовых участках наружной стены со взаимным смещением по высоте и с разными радиусами кривизны, а опорные катки жестко

   916724

   8

   закреплены на подвижных секциях покрытия.
2. 2. Здание по π. 1, отличающееся тем, что крепление подвижных секций на вертикальных осях выполнено в виде шарниров по меньшей мере с двумя степенями свободы.