WO2012002836A1 - Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа - Google Patents

Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа Download PDF

Info

Publication number
WO2012002836A1
WO2012002836A1 PCT/RU2011/000047 RU2011000047W WO2012002836A1 WO 2012002836 A1 WO2012002836 A1 WO 2012002836A1 RU 2011000047 W RU2011000047 W RU 2011000047W WO 2012002836 A1 WO2012002836 A1 WO 2012002836A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ribs
elements
modules
plane
legs
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000047
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Борис Иванович ДЕМИН
Original Assignee
Demin Boris Ivanovich
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 Demin Boris Ivanovich filed Critical Demin Boris Ivanovich
Priority to EP11801206A priority Critical patent/EP2511437A4/en
Publication of WO2012002836A1 publication Critical patent/WO2012002836A1/ru

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/32—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/32—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures
    • E04B2001/3235—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures having a grid frame
    • E04B2001/3241—Frame connection details
    • E04B2001/3247—Nodes

Definitions

  • the claimed technical solution The designer of prefabricated collapsible structures of the shell type relates to the field of construction, namely,
  • the advantage of a technical solution is the creation of a frameless shell of the dome of the exhibition hall.
  • the advantage of the design is the ability to build a spatial shell frame.
  • the framework formed in this case also consists of flat elements, with the help of which it is impossible to erect convex-concave shells of complex configuration.
  • the advantage of a technical solution is the creation of shell frames in the form of spatial triangles.
  • the design describes the creation of modules conical shells and transfer shells. Modules of other shell types, for example, spherical, can only be created approximately.
  • the design was described in terms of the unification of the edges of the frame and did not involve the unification of nodal elements. The design and technological issues of filling the frames were not considered.
  • the purpose of the proposed technical solution is to create a designer of prefabricated collapsible shell-type structures from standardized load-bearing elements, connecting nodes (connectors), fillings and an internal dynamic lighting system.
  • the designer of prefabricated collapsible shell-type structures contains load-bearing elements (ribs) and connecting nodes (connectors), with the help of which unified frame modules are assembled in the form of spatial isosceles triangles, the hypotenuses of which are of the same type
  • arcuate ribs, and legs are made either rectilinear or arcuate depending on the type of module being created. Between themselves, the modules of the frame are connected by the same type of elements (hypotenuses or legs), while:
  • the arcuate edges are formed by arcs of a circle of radius R, and the central angles of the arcs in the axes of the vertices of the spatial triangles are connected as follows
  • ⁇ is the central angle of the arcuate leg
  • - connecting nodes of the frame ribs are made of 9 types of elements: a central two-plane element (with a bending angle equal to ⁇ / 2) for connecting the same type legs together, as well as left and right two-plane (with a bending angle equal to ⁇ / 4) and three-plane (with bending angles equal to ⁇ / 2 and 3 ⁇ / 4, respectively, and turning the bending axes by a / 2 angle) elements for connecting an arcuate hypotenuse with arcuate and rectilinear legs;
  • a central two-plane element with a bending angle equal to ⁇ / 2
  • left and right two-plane with a bending angle equal to ⁇ / 4
  • three-plane with bending angles equal to ⁇ / 2 and 3 ⁇ / 4, respectively, and turning the bending axes by a / 2 angle
  • the bending angles and rotation of the bending axes of the connecting nodes are made so that the plane of the longitudinal sections of the legs are perpendicular to each other, and the plane of the longitudinal section of the hypotenuse is either parallel to the line of intersection of the planes of the longitudinal sections of the legs (two-plane elements), or has a rotation relative to it by an angle a / 2 (three-plane elements).
  • the profile of the supporting frame elements is made with end grooves for fastening the connecting nodes, longitudinal grooves for fastening the fillings of the triangular modules and internal lighting elements, as well as holes for building the frame by bolting together adjacent triangular modules along the same ribs.
  • an internal illumination system made of flexible luminous tapes connected in series with spatial triangular modules in series with a length corresponding to the length of the ribs fixed with magnetic tapes, one of
  • - connecting nodes are made with holes: for connecting with ribs, laying cables and other switching elements, fasteners (suspension) of the shell frame to external structures, fastening equipment, supports and (if necessary)
  • FIG. 1 section of ribs E1, E2, EZ, where
  • R is the radius of the arc of a circle
  • a is the central angle of the arcuate hypotenuse
  • FIG. 3 rib E2 - longitudinal section of the arcuate leg, where h is the height of the section,
  • R is the radius of the arc of a circle
  • ⁇ is the central angle of the arcuate leg
  • FIG. 4 - rib EZ is a longitudinal section of a straight leg, where h is the height of the section,
  • R is the radius of the arc of a circle
  • FIG. 5 bolted connection of the ribs.
  • FIG. 6 two-plane central connector CD1,
  • FIG. 7 two-plane left connector C1L, where
  • FIG. 8 is a two-plane right connector C1R, where
  • FIG. 9 three-plane left connector C2L, where
  • FIG. 10 three-plane right connector C2R, where
  • FIG. 11 is a two-plane left connector C3L, where
  • FIG. 12 is a two-plane right connector C3R, where
  • FIG. 13 three-plane left connector C4L, where 1 is the hole for connection with the rib E2,
  • FIG. 14 three-plane right connector C4R, where 1 is the hole for connection with the rib E2,
  • FIG. 15 - unified triangular module Ml where 1 - connector CD 1,
  • FIG. 16 - unified triangular module M2 where 1 is the connector CD 1,
  • FIG. 17 - a unified triangular module MOH, where
  • FIG. 18 is a unified triangular module M4, where
  • FIG. 19 is an example of a frame structure assembly.
  • the structural elements of the constructor are made of the same profile of constant cross-section (for example, shown in Fig. 1) in the form of ribs of 3 types: arcuate hypotenuse E1 (Fig. 2), arcuate leg E2 (Fig. 3) and straight leg EZ (Fig. 4) from which, using connecting nodes, spatial isosceles triangular modules of the frame structure of shell-type structures are assembled.
  • Arcuate edges E1 and E2 are formed by circular arcs of the same radius R, and the central angles of the arcs forming the edges E1 and E2 in the axes of the vertices
  • ⁇ is the central angle of the arcuate leg.
  • the connecting nodes (connectors) of the frame are made of sheet material in the form
  • CD1 (Fig. 6) - a two-plane element with a bending angle ⁇ / 2 for connecting the same legs with each other (E2 with E2 and EZ with EZ); C1L (Fig. 7), C1R (Fig. 8) - respectively, the left and right two-plane elements with a bending angle ⁇ 4 for connecting the hypotenuse E1 with legs EZ; C2L (Fig. 9), C2R (Fig. 10) - respectively, left and right
  • Connecting nodes are inserted and fixed in the end grooves of the supporting elements of the frame (ribs), forming unified spatial isosceles triangular modules of the frame of 4 types: Ml (Fig. 15) - conical module formed by the ribs E1, EZ, EZ and CD1 nodes , C1L, C1R; M2 (Fig. 16) -
  • two-plane elements with an angle are used to connect the hypotenuse with the legs.
  • modules M2 and M4 for connecting the hypotenuse to the legs, three-plane elements with bending angles of L / 2 and Zl / 4 and rotation of the bending axes are used, which ensure the inclination of the longitudinal plane of the hypotenuse E1 relative to the line of intersection of the longitudinal planes
  • the following holes are provided: for connecting with ribs, for laying cables and other switching elements, for fixing the shell frame to external structures, for fastening equipment, supports and (if necessary) additional structural stiffeners (ties).
  • the shell frame is built up by bolting together adjacent triangular modules along adjacent elements through holes in the ribs (Fig. 5).
  • the variety of shell skeleton shapes is achieved by various combinations of MZ transfer shell modules, M4 spherical shell modules, cone-shaped
  • the filling of the spatial modules of the frame is made of tensile fabric in the form of a triangle with a contour around the contour of a flexible tape (for example, silicone) with a thickness corresponding to the size of the longitudinal grooves provided in the ribs for
  • Fillings can be inserted on one or both sides of the ribs.
  • the dimensions of the fillings can be universal for all types of modules M1-M4 due to the extensibility of the fabric and the fringing tape.
  • Fillings can be made of light-scattering fabric to provide internal illumination of triangular modules or from another fabric providing the necessary extensibility for fixing in
  • the system of internal dynamic illumination is a series of luminous (for example, light-emitting diode) tapes connected in series inside the triangular modules M1-M4, with a length corresponding to the length of the ribs, fixed using two flexible strips (for example, magnetic), one of which is fixed in the longitudinal grooves of the ribs 285 (Fig. 1), and the second (response) is glued to the luminous ribbons.
  • Parallel switching of luminous ribbons of individual triangular modules allows you to create programmable dynamic lighting for each triangular module independently of the others, as well as combine individual triangular modules into groups according to the type of backlight. Used materials for the manufacture of the element base of the designer
  • the frame fillings were made in the form of triangles with sizes universal for all modules from light-diffusing stretch fabric with silicone tape along the contour.
  • the internal dynamic 300 backlight system was made in the form of a set of LED-RGB LED strips on magnetic strips, decoders, a power supply, a controller, and a computer unit with software.
  • shell-type structures are convenient and simple for installation / dismantling, operation, transportation and storage, and it allows implementing the most complex architectural design and engineering developments at the modern engineering level.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)

Abstract

Изобретение относится к ограждающим конструкциям выставочных стендов, павильонов и других временных зданий и сооружений. Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа содержит несущие элементы (ребра) и соединительные узлы (коннекторы), с помощью которых собираются унифицированные модули каркаса в виде пространственных равнобедренных треугольников, гипотенузами которых являются однотипные дугообразные ребра. Катеты треугольников выполнены прямолинейными либо дугообразными в зависимости от типа создаваемого модуля. Между собой модули каркаса соединяются по однотипньш элементам (гипотенузам или катетам). Несущие элементы конструктора состоят из ребер 3-х типов: дугообразной гипотенузы, дугообразного катета и прямолинейного катета, из которых с помощью соединительных узлов собираются пространственные равнобедренные треугольные модули каркаса. В комплект конструктора входят унифицированные соединительные узлы 9-ти типов. Наращивание каркаса сооружения производится путем болтового соединения между собой треугольных модулей по смежным элементам через отверстия в ребрах.

Description

Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений
оболочечного типа
Заявляемое техническое решение Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа относится к области строительства, а именно,
ограждающих конструкций выставочных стендов, павильонов и других временных зданий и сооружений.
Известно решение Конструкция сборной многогранной строительной оболочки из плоских несущих панелей с соединительными вставками по патенту N 2116409, E04G7/24, RU, 1998.
Достоинством технического решения является создание бескаркасной оболочки купола выставочного павильона.
Однако конструкция позволяет возводить только купольные оболочки, составляющие элементы которых являются плоскими.
Известно решение Модульная каркасная система, состоящая из несущих
элементов (стоек, ригелей, подкосов и других деталей) и соединительных узлов каркаса по патенту Nb 2184823, E04G 7/24, RU, 1998г.
Достоинством конструкции является возможность построения пространственного каркаса оболочки.
Однако образуемый при этом каркас также состоит из плоских элементов, с помощью которых невозможно возводить выпукло-вогнутые оболочки сложной конфигурации.
Известно решение Конструкция быстровозводимых сборно-разборных каркасов оболочек "INFINITY" по свидетельству 40641, Е04С 7/24, RU, от 11.02. 2004, содержащая несущие элементы каркаса (унифицированные модули конструкции " INFINITY " выполнены в виде пространственных равнобедренных прямоугольных треугольников, гипотенузами которых являются однотипные дугообразные ребра, а катеты выполнены либо прямолинейными, либо дугообразными в зависимости от формы создаваемого модуля.
Достоинством технического решения является создание каркасов оболочек в виде пространственных треугольников.
Однако конструкция описьшает создание модулей конусообразных оболочек и оболочек переноса. Модули остальных типов оболочек, например, сферические, могут быть созданы лишь приблизительно. Кроме того, конструкция была описана с точки зрения унификации ребер каркаса и не предполагала унификацию узловых элементов. Не были рассмотрены конструктивные и технологические вопросы заполнения каркасов.
Целью заявляемого технического решения является создание конструктора быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа из унифицированных несущих элементов, соединительных узлов (коннекторов), заполнений и системы внутренней динамической подсветки.
Поставленная цель достигается следующим образом.
Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа содержит несущие элементы (ребра) и соединительные узлы (коннекторы), с помощью которых собираются унифицированные модули каркаса в виде пространственных равнобедренных треугольников, гипотенузами которых являются однотипные
дугообразные ребра, а катеты выполнены либо прямолинейными, либо дугообразными в зависимости от типа создаваемого модуля. Между собой модули каркаса соединяются по однотипным элементам (гипотенузам или катетам), при этом:
- дугообразные ребра образованы дугами окружности радиуса R, причем центральные углы дуг в осях вершин пространственных треугольников связаны следующим
соотношением p=arcsin( V2*sin(a/2)), где a - центральный угол дугообразной гипотенузы,
β - центральный угол дугообразного катета;
- длина прямолинейного катета в осях вершин пространственных треугольников составляет V2*R*sin(a/2);
- соединительные узлы ребер каркаса выполнены из элементов 9-ти типов: центрального двухплоскостного элемента (с углом гибки равным π/2) для соединения однотипных катетов между собой, а также левых и правых двухплоскостных (с углом гибки равным π/4) и трехплоскостных (с углами гибки равными соответственно π/2 и 3π/4 и поворотом осей гибки на угол а/2) элементов для соединения дугообразной гипотенузы с дугообразными и прямолинейными катетами;
- углы гибки и поворот осей гибки соединительных узлов выполнены таким образом, чтобы плоскости продольных сечений катетов были перпендикулярны друг другу, а плоскость продольного сечения гипотенузы была либо параллельна линии пересечения плоскостей продольных сечений катетов (двухплоскостные элементы), либо имела поворот относительно нее на угол а/2 (трехплоскостные элементы).
- профиль несущих элементов каркаса (ребер) выполнен с торцевыми пазами для крепления соединительных узлов, продольными пазами для крепления заполнений треугольных модулей и элементов внутренней подсветки, а также отверстиями для наращивания каркаса путем болтового соединения между собой соседних треугольных модулей по однотипным ребрам.
- введены заполнения треугольных модулей каркаса, выполненные из растяжимой ткани с окантовкой по контуру гибкой лентой толщиной, соответствующей размеру продольных пазов профиля ребер для крепления заполнений.
- введена система внутренней подсветки, выполненная из последовательно соединенных внутри пространственных треугольных модулей гибких светящихся лент с длиной, соответствующей длине ребер, закрепляемых с помощью магнитных лент, одна из
которых закреплена в продольных пазах ребер, а вторая (ответная) приклеена к светящимся лентам.
- соединительные узлы выполнены с отверстиями: для соединения с ребрами, прокладки кабеля и других коммутационных элементов, крепежа (подвеса) каркаса оболочки к внешним конструкциям, крепления оборудования, опор и (при необходимости)
дополнительных конструктивных элементов жесткости (связей).
На чертежах представлены:
Фиг. 1 - сечение ребер Е1, Е2, ЕЗ, где
h - высота сечения,
АВ - продольная плоскость сечения ребра,
1 - паз для крепления заполнений,
2 - паз для крепления коннекторов,
3 - отверстие для резьбового крепления торцевых заглушек, 4 - паз для крепления внутренней подсветки.
Фиг. 2 - ребро Е1 - продольное сечение дугообразной гипотенузы, где h - высота сечения,
R - радиус дуги окружности,
а - центральный угол дугообразной гипотенузы,
1 - вершина пространственного треугольника,
2 - соединительные отверстия.
Фиг. 3 - ребро Е2 - продольное сечение дугообразного катета, где h - высота сечения,
R - радиус дуги окружности,
β - центральный угол дугообразного катета
1 - вершина пространственного треугольника,
2 - соединительные отверстия.
Фиг. 4 - ребро ЕЗ - продольное сечение прямолинейного катета, где h - высота сечения,
R - радиус дуги окружности,
1 - вершина пространственного треугольника,
2 - соединительные отверстия.
Фиг. 5 - болтовое соединение ребер.
Фиг. 6 - двухплоскостной центральный коннектор CD1, где
1 - отверстие для соединения с ребром Е2 или ЕЗ,
2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,
3 - крепежное отверстие,
4 - отверстие для прокладки кабеля,
АВ - ось гибки π/2.
Фиг. 7 - двухплоскостной левый коннектор C1L, где
1 - отверстие для соединения с ребром ЕЗ,
2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,
3 - крепежное отверстие,
4 - отверстие для прокладки кабеля,
5 - отверстие для соединения с ребром Е1.
АВ - ось гибки π/4.
Фиг. 8 - двухплоскостной правый коннектор C1R, где
1 - отверстие для соединения с ребром ЕЗ, 2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,
3 - крепежное отверстие,
4 -отверстие для прокладки кабеля,
5 - отверстие для соединения с ребром Е1.
АВ - ось гибки π/4.
Фиг. 9 - трехплоскостной левый коннектор C2L, где
1 - отверстие для соединения с ребром ЕЗ,
2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,
3 - крепежное отверстие,
4 - отверстие для прокладки кабеля,
5 - отверстие для соединения с ребром Е1.
АВ - ось гибки π/2,
АС - ось гибки 3π/4,
Поворот осей гибки на угол CAB = α/2.
Фиг. 10 - трехплоскостной правый коннектор C2R, где
1 - отверстие для соединения с ребром ЕЗ,
2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,
3 - крепежное отверстие,
4 - отверстие для прокладки кабеля,
5 - отверстие для соединения с ребром Е1.
АВ - ось гибки π/2,
АС - ось гибки 3π/4,
Поворот осей гибки на угол CAB = α/2.
Фиг. 11 - двухплоскостной левый коннектор C3L, где
1 - отверстие для соединения с ребром Е2,
2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,
3 - крепежное отверстие,
4 - отверстие для прокладки кабеля,
5 - отверстие для соединения с ребром Е1.
АВ - ось гибки π/4.
Фиг. 12 - двухплоскостной правый коннектор C3R, где
1 - отверстие для соединения с ребром Е2,
2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,
3 - крепежное отверстие, 4 -отверстие для прокладки кабеля,
5 - отверстие для соединения с ребром Е1.
АВ - ось гибки π/4.
Фиг. 13 - трехплоскостной левый коннектор C4L, где 1 - отверстие для соединения с ребром Е2,
2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,
3 - крепежное отверстие,
4 - отверстие для прокладки кабеля,
5 - отверстие для соединения с ребром Е1.
АВ - ось гибки л/2,
АС - ось гибки 3π/4,
Поворот осей гибки на угол CAB = α/2.
Фиг. 14 - трехплоскостной правый коннектор C4R, где 1 - отверстие для соединения с ребром Е2,
2 - резьба для фиксации коннектора в профиле,
3 - крепежное отверстие,
4 - отверстие для прокладки кабеля,
5 - отверстие для соединения с ребром Е1.
АВ - ось гибки π/2,
АС - ось гибки 3π/4,
Поворот осей гибки на угол CAB = α/2.
Фиг. 15 - унифицированный треугольный модуль Ml, где 1 - коннектор CD 1,
2 - коннектор С 1L,
3 - коннектор С 1R,
4 - ребро ЕЗ,
5 - ребро Е1.
Фиг. 16 - унифицированный треугольный модуль М2, где 1 - коннектор CD 1,
2 - коннектор C2L,
3 - коннектор C2R,
4 - ребро ЕЗ,
5 - ребро Е1. Фиг. 17 - унифицированный треугольный модуль МЗ, где
1 - коннектор CD 1,
2 - коннектор C3L,
3 - коннектор C3R,
4 - ребро Е2,
5 - ребро Е1.
Фиг. 18 - унифицированный треугольный модуль М4, где
1 - коннектор CD 1,
2 - коннектор C4L,
3 - коннектор C4R,
4 - ребро Е2,
5 - ребро Е1.
Фиг. 19 - пример сборки конструкции каркаса.
Сущность заключается в следующем.
Несущие элементы конструктора выполнены из однотипного профиля постоянного сечения (например, изображенного на Фиг. 1) в виде ребер 3-х типов: дугообразной гипотенузы Е1 (Фиг. 2), дугообразного катета Е2 (Фиг. 3) и прямолинейного катета ЕЗ (Фиг. 4), из которых с помощью соединительных узлов собираются пространственные равнобедренные треугольные модули каркаса сооружений оболочечного типа. Дугообразные ребра Е1 и Е2 образованы дугами окружности одинакового радиуса R, причем центральные углы дуг, образующих ребра Е1 и Е2, в осях вершин
пространственных треугольников связаны следующим соотношением p=arcsin( V2*sin(a/2)), (1) где а - центральный угол дугообразной гипотенузы,
β - центральный угол дугообразного катета.
Длина прямолинейного катета ЕЗ в осях вершин пространственных треугольников
L3 = V2*R*sin(a/2). (2)
Таким образом, выбирая сечение ребер, значения радиуса R и центрального угла a дугообразной гипотенузы, с помощью соотношений (1)-(2) полностью задается геометрия всех несущих элементов конструктора. Рекомендуемые для практического применения в выставочном строительстве диапазоны R = 2 4 м, α = Л 6 Л/3.
225 В профиле несущих элементов каркаса (ребер) предусмотрены: торцевые пазы для крепления соединительных узлов (коннекторов), продольные пазы для крепления заполнений и внутренней подсветки (Фиг.1), а также отверстия для наращивания каркаса путем соединения однотипных ребер между собой (Фиг. 5);
Соединительные узлы (коннекторы) каркаса выполнены из листового материала в виде
230 двухплоскостных (одна гибка) и трехплоскостных (две гибки) элементов 9-ти типов: CD1 (Фиг. 6) - двухплоскостной элемент с углом гибки π/2 для соединения однотипных катетов между собой (Е2 с Е2 и ЕЗ с ЕЗ); C1L (Фиг. 7), C1R (Фиг. 8) - соответственно левый и правый двухплоскостные элементы с углом гибки π 4 для соединения гипотенузы Е1 с катетами ЕЗ; C2L (Фиг. 9), C2R (Фиг. 10) - соответственно левый и правый
235 трехплоскостные элементы с углами гибки соответственно л/2 и Зл/4 и поворотом осей гибки на угол а/2 для соединения гипотенузы Е1 с катетами ЕЗ; C3L (Фиг. 11), C3R (Фиг. 12) - соответственно левый и правый двухплоскостные элементы с углом гибки л 4 для соединения гипотенузы Е1 с катетами Е2; C4L (Фиг. 13), C4R (Фиг. 14) - соответственно левый и правый трехплоскостные элементы с углами гибки соответственно л/2 и Зл/4 и
240 поворотом осей гибки на угол а/2 для соединения гипотенузы Е1 с катетами Е2.
Соединительные узлы (коннекторы) вставляются и закрепляются в торцевых пазах несущих элементов каркаса (ребер), образуя унифицированные пространственные равнобедренные треугольные модули каркаса 4-х типов: Ml (Фиг. 15)- конусообразный модуль, образованный ребрами Е1, ЕЗ, ЕЗ и узлами CD1, C1L, C1R; М2 (Фиг. 16)-
245 конусообразный со смещенной вершиной модуль, образованный ребрами Е1,ЕЗ,ЕЗ и узлами CD1,C2L, C2R; МЗ (Фиг. 17) - модуль оболочки переноса, образованный ребрами Е1,Е2,Е2 и узлами CD1, C3L, C3R; М4 (Фиг. 18) - модуль сферической оболочки, образованный ребрами Е1,Е2,Е2 и узлами CD1, C4L, C4R. При этом в модулях Ml и МЗ для соединения гипотенузы с катетами используются двухплоскостные элементы с углом
250 гибки π/4, обеспечивающим параллельность продольной плоскости гипотенузы Е1 с линией пересечения продольных плоскостей катетов. В модулях М2 и М4 для соединения гипотенузы с катетами используются трехплоскостные элементы с углами гибки соответственно л/2 и Зл/4 и поворотом осей гибки, обеспечивающим наклон продольной плоскости гипотенузы Е1 относительно линии пересечения продольных плоскостей
255 катетов, на половину центрального угла дуги гипотенузы Е1- а/2. В соединительных узла предусмотрены следующие отверстия: для соединения с ребрами, для прокладки кабеля и других коммутационных элементов, крепежа подвеса каркаса оболочки к внешним конструкциям, крепления оборудования, опор и (при необходимости) дополнительных конструктивных элементов жесткости (связей).
260 Такой минимальный набор унифицированных несущих элементов (ребер) 3-х типов и унифицированных соединительных узлов (коннекторов) 9-ти типов является принципиальным для данного конструктора и позволяет создавать унифицированные пространственные равнобедренные треугольные модули каркаса 4-х типов: конусообразный, конусообразный со смещенной вершиной, оболочки переноса и
265 сферической оболочки.
Наращивание каркаса оболочки производится путем болтового соединения между собой соседних треугольных модулей по смежным элементам через отверстия в ребрах (Фиг. 5). Многообразие форм каркасов оболочек достигается путем различных комбинаций модулей оболочек переноса МЗ, модулей сферических оболочек М4, конусообразных
270 модулей Ml и конусообразных со смещенной вершиной модулей М2 между собой (Фиг.
19).
Заполнения пространственных модулей каркаса выполнены из растяжимой ткани в виде треугольника с окантовкой по контуру гибкой лентой (например, из силикона) толщиной, соответствующей размеру продольных пазов, предусмотренных в ребрах для
275 крепления заполнений. Заполнения могут вставляться с одной или с обеих сторон ребер.
Размеры заполнений могут быть универсальными для всех типов модулей М1-М4 за счет растяжимости ткани и окантовочной ленты. Заполнения могут быть выполнены из светорассеивающей ткани для обеспечения внутренней подсветки треугольных модулей либо из другой ткани, обеспечивающей необходимую растяжимость для закрепления в
280 пазах ребер.
Система внутренней динамической подсветки представляет собой последовательно соединенные внутри треугольных модулей М1-М4 светящиеся (например, светодиодные) ленты с длиной, соответствующей длине ребер, закрепляемые, с помощью двух гибких полос (например, магнитных), одна из которых закреплена в продольных пазах ребер 285 (Фиг. 1), а вторая (ответная) приклеена к светящимся лентам. Параллельная коммутация светящихся лент отдельных треугольных модулей позволяет создавать программируемую динамическую подсветку для каждого треугольного модуля независимо от других, а также объединять отдельные треугольные модули в группы по типу подсветки. Используемые материалы для изготовления элементной базы конструктора
290 быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа не является
принципиальным. В качестве конструкционных материалов могут использоваться алюминиевые сплавы, металлы, композитные материалы, дерево.
Предлагаемое техническое решение было реализовано в виде комплекта выставочного оборудования "Infinity-constructiv". Несущие элементы (ребра)
295 конструктора были изготовлены из алюминия сечением, изображенным на Фиг. 1, с параметрами R=3,5 м, α = π/4. Узловые элементы (коннекторы), изображенные на Фиг. 6-
14, были изготовлены из листовой стали. Заполнения каркаса были изготовлены в виде треугольников с универсальными для всех модулей размерами из светорассеивающей стрейч-ткани с силиконовой лентой по контуру. Система внутренней динамической 300 подсветки была изготовлена в виде комплекта LED-RGB светодиодных лент на магнитных полосах, декодеров, блока питания, контроллера и компьютерного блока с программным обеспечением.
Практическое использование комплекта выставочного оборудования "Infinity- constructiv" показало, что конструктор быстровозводимых сборно-разборных
305 сооружений оболочечного типа удобен и прост для монтажа/демонтажа, эксплуатации, транспортировки и хранения, позволяет реализовывать сложнейшие архитектурно- дизайнерские и конструкторские разработки на современном инженерно-техническом уровне.

Claims

ФОРМУЛА
1. Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа, содержащий несущие элементы (ребра) и соединительные узлы (коннекторы), с помощью которых собираются унифицированные модули каркаса в виде пространственных равнобедренных треугольников, гипотенузами которых являются однотипные дугообразные ребра, а катеты выполнены либо прямолинейными, либо дугообразными в зависимости от типа создаваемого модуля, при этом между собой модули каркаса соединяются по однотипным элементам (гипотенузам или катетам), отличающийся тем, что:
- дугообразные ребра образованы дугами окружности радиуса R, причем центральные углы дуг в осях вершин пространственных треугольников связаны следующим соотношением p=arcsin( V2*sin(a/2)), где a - центральный угол дугообразной гипотенузы,
β - центральный угол дугообразного катета;
- длина прямолинейного катета в осях вершин пространственных треугольников составляет V2*R*sin(a/2);
- соединительные узлы ребер каркаса выполнены из элементов 9-ти типов: центрального двухплоскостного элемента (с углом гибки равным л/2) для соединения однотипных катетов между собой, а также левых и правых двухплоскостных (с углом
гибки равным π/4) и трехплоскостных (с углами гибки равными соответственно л/2 и Зл/4 и поворотом осей гибки на угол а/2) элементов для соединения дугообразной гипотенузы с дугообразными и прямолинейными катетами;
- углы гибки и поворот осей гибки соединительных узлов выполнены таким образом, чтобы плоскости продольных сечений катетов были перпендикулярны друг другу, а плоскость продольного сечения гипотенузы была либо параллельна линии пересечения плоскостей продольных сечений катетов (двухплоскостные элементы), либо имела поворот относительно нее на угол а/2 (трехплоскостные элементы).
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
2. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что профиль несущих элементов каркаса (ребер) выполнен с торцевыми пазами для крепления соединительных узлов,
продольными пазами для крепления заполнений треугольных модулей и элементов внутренней подсветки, а также отверстиями для наращивания каркаса путем болтового соединения между собой соседних треугольных модулей по однотипным ребрам.
3. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что введены заполнения треугольных модулей каркаса, выполненные из растяжимой ткани с окантовкой по контуру гибкой лентой толщиной, соответствующей размеру продольных пазов профиля ребер для крепления заполнений.
4. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что введена система внутренней подсветки, выполненная из последовательно соединенных внутри пространственных треугольных модулей гибких светящихся лент с длиной, соответствующей длине ребер,
закрепляемых с помощью магнитных лент, одна из которых закреплена в продольных пазах ребер, а вторая (ответная) приклеена к светящимся лентам.
5. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что соединительные узлы выполнены с отверстиями: для соединения с ребрами, прокладки кабеля и других коммутационных элементов, крепежа (подвеса) каркаса оболочки к внешним конструкциям, крепления оборудования, опор и (при необходимости) дополнительных конструктивных элементов жесткости (связей).
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/RU2011/000047 2010-06-28 2011-01-24 Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа WO2012002836A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11801206A EP2511437A4 (en) 2010-06-28 2011-01-24 DEVICE FOR BUILDING RAPID ASSEMBLY MOUNTING-DETACHABLE STRUCTURES

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010127024/03A RU2437992C1 (ru) 2010-06-28 2010-06-28 Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа
RU2010127024 2010-06-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012002836A1 true WO2012002836A1 (ru) 2012-01-05

Family

ID=45402328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000047 WO2012002836A1 (ru) 2010-06-28 2011-01-24 Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2511437A4 (ru)
RU (1) RU2437992C1 (ru)
WO (1) WO2012002836A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111331317A (zh) * 2020-01-17 2020-06-26 中国一冶集团有限公司 制作天圆地方连接件的方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150379884A1 (en) * 2013-02-05 2015-12-31 One-G, Llc Aircraft simulator
RU2573138C1 (ru) * 2014-11-13 2016-01-20 Борис Иванович Демин Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений в форме волнообразных оболочек вращения
RU2573142C1 (ru) * 2014-11-13 2016-01-20 Борис Иванович Демин Конструктор быстровозводимых сборно-разборных каркасов волнообразных оболочек переноса
RU2617657C1 (ru) * 2016-01-14 2017-04-25 Борис Иванович Демин Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений в форме сферических оболочек
RU2679165C1 (ru) * 2017-11-01 2019-02-06 Степашкин Андрей Борисович Сборка унифицированных модулей и способ создания из них готовой конструкции

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2918992A (en) * 1956-03-26 1959-12-29 John Z Gelsavage Building structure
RU2062842C1 (ru) * 1993-11-02 1996-06-27 Юрий Алексеевич Веселев Сборно-разборная строительная оболочка
RU2116409C1 (ru) * 1997-04-04 1998-07-27 Ростовский государственный строительный университет Сборно-разборная строительная оболочка
RU40641U1 (ru) * 2004-02-11 2004-09-20 Демин Борис Иванович Конструкция быстровозводимых сборно-разборных каркасов оболочек "infinity"

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1255636A (en) * 1968-11-25 1971-12-01 Wemyss George A Structural members for use in the construction of a spherical or part-spherical structure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2918992A (en) * 1956-03-26 1959-12-29 John Z Gelsavage Building structure
RU2062842C1 (ru) * 1993-11-02 1996-06-27 Юрий Алексеевич Веселев Сборно-разборная строительная оболочка
RU2116409C1 (ru) * 1997-04-04 1998-07-27 Ростовский государственный строительный университет Сборно-разборная строительная оболочка
RU40641U1 (ru) * 2004-02-11 2004-09-20 Демин Борис Иванович Конструкция быстровозводимых сборно-разборных каркасов оболочек "infinity"

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2511437A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111331317A (zh) * 2020-01-17 2020-06-26 中国一冶集团有限公司 制作天圆地方连接件的方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2511437A4 (en) 2012-12-05
EP2511437A1 (en) 2012-10-17
RU2437992C1 (ru) 2011-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012002836A1 (ru) Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений оболочечного типа
US7992353B2 (en) Space frame hub joint
CN102444204B (zh) 可延长跨度距离及降低顶棚高度的支撑梁结构体及其安装方法
KR20040020857A (ko) 이소 트러스 구조물
KR101032627B1 (ko) 인공 암벽 패널, 인공 암벽 패널용 브라켓 및 이를 이용한 인공 암벽 구조체
US4194327A (en) Modular reticular bearing structure for domed shelters
CA2838565C (en) A three dimensional upwardly convex frame and a method of constructing same
US3925941A (en) Modular curved surface space structures
US8429874B2 (en) Double-Y modular framing rhombicuboctahedron construction system
ES2488790A1 (es) Arquitectura de alojamiento adaptable modular.
JP4805719B2 (ja) ドーム状建築物
KR101747872B1 (ko) 구조물 조립체
RU2617657C1 (ru) Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений в форме сферических оболочек
RU2573138C1 (ru) Конструктор быстровозводимых сборно-разборных сооружений в форме волнообразных оболочек вращения
CN211065913U (zh) 一种展览用十字柱立柱承重装置
EP3862502B1 (en) Modular truss structure
RU2573142C1 (ru) Конструктор быстровозводимых сборно-разборных каркасов волнообразных оболочек переноса
JP2020165150A (ja) 骨組構造体及びそれを用いたビニルハウス
WO2021111167A1 (es) Sistema constructivo omnidireccional y conectores
TWM564623U (zh) LED and pyrotechnic erection structure based on building exterior wall
JP4936777B2 (ja) ドーム状建築物
KR20200016054A (ko) 조립식 부스
CN210978099U (zh) 一种可拆卸式屏风连接结构及可拆卸式屏风
CN216948746U (zh) 一种钢结构梁拼接固定结构
WO2023157528A1 (ja) 多重立体トラスシステム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11801206

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011801206

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE