WO2013058675A1 - Защитное сооружение с большепролетным светопрозрачным покрытием - Google Patents

Защитное сооружение с большепролетным светопрозрачным покрытием Download PDF

Info

Publication number
WO2013058675A1
WO2013058675A1 PCT/RU2012/000315 RU2012000315W WO2013058675A1 WO 2013058675 A1 WO2013058675 A1 WO 2013058675A1 RU 2012000315 W RU2012000315 W RU 2012000315W WO 2013058675 A1 WO2013058675 A1 WO 2013058675A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cable system
cable
span
cables
coating
Prior art date
Application number
PCT/RU2012/000315
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Сергей Павлович АЛЕКСЕЕВ
Павел Сергеевич АЛЕКСЕЕВ
Максим Сергеевич АЛЕКСЕЕВ
Владислав Максимович АЛЕКСЕЕВ
Original Assignee
Alekseev Sergey Pavlovich
Alekseev Pavel Sergeevich
Alekseev Maksim Sergeevich
Alekseev Vladislav Maksimovich
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 Alekseev Sergey Pavlovich, Alekseev Pavel Sergeevich, Alekseev Maksim Sergeevich, Alekseev Vladislav Maksimovich filed Critical Alekseev Sergey Pavlovich
Priority to EA201490818A priority Critical patent/EA201490818A1/ru
Publication of WO2013058675A1 publication Critical patent/WO2013058675A1/ru

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D11/00—Suspension or cable-stayed bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B7/00—Roofs; Roof construction with regard to insulation
    • E04B7/14—Suspended roofs

Definitions

  • the invention relates to the field of construction, namely to spatial wide-span translucent structures and can be used to create closed spaces to protect buildings and territories around them from adverse external influences. Also, the invention may be applicable in the construction of long-span cable and combined bridges.
  • the dome structure is a metal frame that contains hexagonal sections, “glazed” with a Foiltec multilayer film and which rests on a powerful reinforced concrete foundation. According to the project, the parameters of the dome over Houston are approximately: height - 450 m, diameter of the base - 1500 m, the total area of the protected area - 1, 3 square meters. km
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) find ways to solve the most complex issues related to ensuring the safety of the work (most of the construction and installation work must be performed on the central quarters of the city), while preserving the building under construction from hurricanes and other destructive weather events during the construction period, when the dome is especially vulnerable, etc. only the difficulties and disadvantages listed here, combined with the lack of guarantees of the reliability of the dome during its further operation, did not allow to implement the project to the present belt.
  • Another shortcoming of this project of protective structures is the fact that with the further possible replication of the object it will be almost impossible to diversify the shape of the protective dome.
  • the spatial structure of the coating of the Minsk-Arena structure is made using advanced building technologies, modern materials, equipment and is considered to be large-span.
  • This coating is designed from double-belted trusses, made of high-strength cables in the form of a "bicycle wheel" and includes: a closed external reinforced concrete support contour, high-strength steel cables, jacks, central metal ring with a diameter of 12 m, metal pipe racks-spacers, metal ribbed plates
  • the clean span of cable-stayed roofing in Minsk is only 1,115 m and does not allow the use of a translucent coating due to the design features of the device of this coating from cable trusses, originally designed only for soft roofing on metal plates and therefore not possessing the necessary rigidity and stability to accommodate a translucent coating.Another disadvantage of such a coating design for covering large spans are limited
  • the term “cable system with a translucent coating” is used in this application.
  • the division of the cable cover design into individual cable systems is conditional.
  • the task to which the invention is directed is to create a spatial large-span structure with a significantly increased span and a translucent coating for protection: residential, office, sports, shopping and entertainment, educational, hotel, hospital and multifunctional complexes, other industrial and civil facilities, as well as territories adjacent to them, from unwanted environmental influences, and providing conditions for a long and comfortable stay th within the given structure.
  • the invention is intended to be used primarily in territories with an unstable or harsh climate.
  • the spatial span structure contains at least one cable system that is prestressed and overlaps at least one construction span; said cable system contains at least two cable belts, spacers installed between the cable system belts, and first elements configured to absorb tensile and / or compressive forces and installed between the cables in the belt of said cable system.
  • the proposed one has the following advantages: firstly, such a protective structure provides the ability to block spans of significant magnitude, including flights significantly more than 200 meters. Secondly, due to the fact that the cable systems contain at least two belts of high-strength cables that have spacer and tightening elements, as well as the calculated tension, the proposed design has the necessary strength, rigidity and stability sufficient to accommodate on it: a translucent coating consisting of frame structures and translucent elements or pavement placed in them; various additional equipment and systems, for example, solar panels, surveillance cameras, drainage and smoke exhaust systems, various lighting devices and other necessary and useful means for the life of people; as well as equipment and devices that ensure the operation and repair of translucent or pavement.
  • this design of the cable coating provides sufficient flexibility in giving the protective structure a wide variety of shapes and sizes. According to the authors, a correctly designed and executed cable structure of a protective structure is extremely reliable in operation, since it assumes the possibility of only partial destruction of the cable system associated with the accidental shutdown of a cable from work, which will not lead to the collapse of a translucent coating. Translucent coating due to its own special frame structures has sufficient rigidity
  • the design and overall dimensions of the proposed protective structure create the best conditions for the effective application of most of the currently known ideas and methods for energy conservation and ensuring the energy independence of the entire structure (even the use of such a protective structure over a complex of buildings by itself can provide a significant reduction in the total area of enclosing structures complex, and hence economic efficiency in the operation of the structure).
  • the construction of the structure which is a combination of connections and the relative position of the cable systems with supporting buildings, the increased stability of high-rise supporting buildings to possible damage from earthquakes is provided.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
  • the construction of the proposed protective structure provides for the creation of voluminous enclosed spaces isolated from the environment by translucent structures with the ability to maintain in their internal volume constant human-specified temperature, humidity and air purity, light, safety, etc. parameters.
  • the supports of said at least one cable system are at least two buildings or at least two foundations, or at least one foundation and at least one building or at least two parts of at least one foundation or at least one building.
  • the supports of said at least one cable system have different heights or the same height.
  • the difference in the height of the supports additionally provides the ability to cover spans of significant magnitude, including spans substantially more than 200 meters.
  • At least one support is a support contour.
  • At least between the two supports installed at least one supporting structure to support at least one corresponding cable system.
  • At least one cable system rests at both ends on one support loop.
  • At least a portion of the struts of the cable systems are through and have a variable and / or constant cross-section.
  • the translucent coating is selected from the group consisting of: double-glazed windows, a multilayer polymer tetrafluoroethylene film (e.g., ethylene tetrafluorochloroethylene (ETFE)), sheet honeycomb polycarbonate plastic, multilayer polyester fiberglass or their analogues and / or other translucent materials.
  • a coating other new translucent materials with improved properties can also be used.
  • At least one cable system is loaded by means of at least one cable pull-load.
  • the translucent coating is made with at least one area that does not transmit light.
  • At least one portion of the translucent coating is configured to automatically open and close it.
  • the coating comprises a roadway plate.
  • the cable coating of the proposed structure further comprises second elements (tensioned cables) configured to absorb tensile forces and installed between at least two cables of different zones of the corresponding cable system or cable systems.
  • second elements tensioned cables
  • At least one support is a building, the upper floors of which are located above the cover, and at least one building and / or at least one cable system also have facilities for the operation, repair and safety of the structure located above the cover.
  • an expansion strut for extending cables which is through, has a constant and / or variable cross section and contains rods longitudinally spaced relative to the strut, connected to each other by means of trims or gratings and transverse diaphragms.
  • the proposed spacer rack contains at its ends a device for securing this rack between the strutted cables.
  • transverse diaphragms are installed at a distance of 1-3 meters from each other in the longitudinal direction of the strut.
  • the rods used to form the barrel of the strut are made of metal rolling profiles or of profiles suitable for the properties of composite materials.
  • the invention also provides a cable system comprising at least two cable belts, struts mounted obliquely and / or vertically between the cable system belts, and first elements adapted to receive tensile and / or compressive forces and installed between at least two cables of at least one belt of the corresponding cable system.
  • the proposed cable system further comprises second elements configured to receive tensile forces and installed between at least two cables of one or different zones of the corresponding cable system or cable systems.
  • At least a portion of the proposed cable system struts are continuous and have a constant or variable cross-section.
  • the proposed cable system is loaded by means of at least one cable pull-load.
  • the use of continuous spacing racks of constant and variable cross-section in large-span multi-belt cable systems allows: not only to reduce the total weight of cable systems, but, due to the possibility of a significant increase in the length of such racks, to reduce the number of cable system belts.
  • FIG. 1 shows a general view of the structure — the facade, corresponding to the first and second embodiments of the invention
  • FIG. 2 shows a construction plan at 0 (ground level) corresponding to the first embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a construction plan at 0 (ground level) in accordance with a second embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a section along line AA in FIG. 2, corresponding to a first embodiment of the invention
  • FIG. 4a shows a section along line AA in FIG. 2, corresponding to the third embodiment of the invention, in which the supports of the cable systems are the foundation and the building;
  • FIG. 5 shows a section along line BB in FIG. 3, corresponding to a second embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a four-belt cable system with a translucent coating in section along the line CC in FIG. 4 according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows a three-belt cable system with a translucent coating in section along the line D-D in FIG. 5 according to a second embodiment of the invention
  • FIG. Figure 8 shows a two-belt cable system with a translucent coating in section.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) in FIG. 9 shows a cable system with a complex profile of a translucent coating in the context;
  • figure 10 shows a General view of a protective structure made in the form of a quadrangular pyramid, corresponding to the fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 1 shows a top view of a protective structure made in the form of a quadrangular pyramid in accordance with a fourth embodiment of the invention
  • FIG. 12 shows a top view of a protective structure according to a fifth embodiment, made in the form of an indoor sports stadium, combined with a hotel and office center;
  • FIG. 13 shows a section along line AA in FIG. 12 indoor sports stadium combined with a high-rise hotel and office center;
  • FIG. 14 shows a general view of a strut of a cable system having a through structure and a variable cross section
  • FIG. 15 shows a section along line EE in FIG. 14 strut strut cable system having a through structure and variable cross-section;
  • FIG. 16 shows a general view of a cable bridge
  • FIG. 17 shows a section along the line KK in FIG. 16 span of the cable bridge span.
  • the translucent multibelt cable coating proposed in accordance with the present invention is wide-span, which is confirmed by preliminary calculations and tests of the constructed models, according to which the value of the covered net span can reach 700 m or more. It is proposed to use stand-alone buildings of different or equal heights or foundations or a combination of buildings and foundations as the main supports of cable systems. In addition, protruding parts of one building can be supports. To overlap the spans of the aforementioned value, it is preferable that one of the supporting buildings had an elevated part with a height of 0 - 10 m (for example, only underground floors and up to 3 floors), and the other was much higher, for example, 30 - 500 m (10 - 150 floors).
  • FIG. 1 shows the facade of the proposed structure, corresponding to both the first and second embodiments and illustrating together with FIG. 2, 3, 4, 5, that the first support 1, which is at least one supporting building, is made in the form of a support contour, which is the lowest in height of all the supports and can be deepened to ground level.
  • the supporting contour has a design due to which, in addition to its perception of vertical loads from a translucent coating, it also performs the function of buttresses for perceiving powerful horizontal forces from a system of tensioned cables.
  • the reference contour is at least one building or several buildings and / or foundations located adjacent to each other so that they form a closed loop.
  • FIG. 2 and 3 depict plans of the proposed structures at the ground level according to the first and second embodiments of the proposed structure, respectively.
  • the protective structure according to the first embodiment (Figs. 2, 4, 6) comprises a first support 1 in the form of an external support contour, a central support 2 in the form of a multi-story building and four-belt cable systems 4 with a translucent coating 1 1.
  • Each four-belt cable system 4 covers one the span between the first support 1 and the central support 2 and contains high-strength cables 5, for example, made of steel and / or carbon fibers, forming belts 6, spacers 7, the first elements in the form of stretch marks-spacers 8, jacks 9 (schematic about shown in Fig. 4, 5), guy-weights 10.
  • On the upper belt of the cable system 4 is placed
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) a translucent coating 1 1 containing translucent elements 12 and a frame structure 13.
  • the protective structure according to the second embodiment (Figs. 3, 5, 7) comprises a first support 1 in the form of an external support contour, a central support 2 and intermediate supports 3 in the form of multi-story buildings, three-belt cable systems 4 with a translucent coating 11.
  • Each three-belt cable system 4 overlaps two spans between the first support 1 and the central 2 and contains high-strength cables 5, for example, made of steel and / or carbon fibers, struts 7, the first elements in the form of stretch marks-spacers 8, jacks 9 (shown schematically 5), guy-weights 10, and on the upper belt of the cable system 4 there is a translucent coating 1 1 containing translucent elements 12 and a frame structure 13.
  • metal supporting structures 14 are used, for example, in the form of trusses (Fig. 3).
  • FIG. 4a shows a section along line AA in FIG. 2 according to a third embodiment of the invention.
  • the supports of the cable systems are the support foundation 15, the first support 1 in the form of a building 1 and the second support 2 in the form of a building.
  • the supporting foundation 15 includes piles 16 and the grill 17.
  • the grill 17 can be made of reinforced concrete or other suitable material and combines the heads of the piles into a single plate, and the ends of the cable systems 4 are attached to it by appropriate anchors. It will be apparent to those skilled in the art that the supporting foundations for cable systems may have other designs.
  • the protective structure has the shape of a quadrangular pyramid (Fig. 10) and can be used, for example, as a multifunctional corporate complex.
  • Fig. 10 quadrangular pyramid
  • the pyramidal shape of the proposed structure is possible in the first and second considered implementation options, but, having its own nuances, it may also have some additions to the options considered above.
  • the nuances are that the faces of the pyramid should be clearly visible, i.e. distinguishable on the structure, and also must have high stability and rigidity.
  • Figure 10 and figure 1 1 respectively show a General view and top view of a protective structure made in the form of a quadrangular pyramid, corresponding to the fourth embodiment of the invention.
  • the protective structure according to the fourth embodiment comprises a first support 1 in the form of an external support contour 1, comprising, for example, a multi-level car parking, warehouses, technical rooms, etc., a second support 2 in the form of a multi-story building located in the center of the pyramid; cable systems 4 with a translucent coating 11, as well as additional intermediate supports 3 in the form of buildings with a different number of floors, serving as supports for the edges 14 of the pyramid and for cable systems 4.
  • Intermediate supports 3 can, on each side of the pyramid, have the form of, for example, one building with unequal parts, the height of which decreases from the central support 2 to the support circuit 1, or can be separate stand-alone buildings, the height of which also decreases from the central support 2 to the support circuit 1.
  • the support circuit 1 on which all the cable systems of the pyramid 4 are supported, includes several buildings located in a certain way close to each other and forming a square in plan.
  • the proposed invention not only provides the possibility of placing under one common translucent coating a large multifunctional sports complex with football fields, pools, tennis courts, hotel, gym, household and other buildings and structures (Fig. 1), but also makes it possible to build a separate indoor sports stadium combined, for example, with a high-rise hotel (see Fig. 12, Fig. 13).
  • Fig and Fig shows a top view and section of a protective structure with a translucent coating made in the form of a separate indoor sports stadium, corresponding to the fifth embodiment of the invention.
  • a separate indoor sports stadium is a simplified and reduced version of the above-described first and second embodiments of the protective structure.
  • the same defensive structure can be built, and only as a football stadium.
  • the construction according to the fifth embodiment comprises the first support 1 in the form of a single building, combined with the first stands 18 of the sports stadium, which in this case, in addition to their intended purpose, perform the function of buttresses, counteracting the forces of the stretched cables of the translucent coating 4.
  • the second support 2 in the form high-rise supporting building combined with the second stands 19 of the sports stadium.
  • the buttresses of the high support 2 are not only the stands 19, but also the additional extensions 20 adjacent to the supporting building 2 adjacent to the building 2 from the outside of the stadium.
  • the multi-belt cable systems 4 covering the span between the supporting building 1 and the supporting building 2 are inclined due to the difference in the heights of the supporting buildings and are the basis for the placement of a translucent coating 1 1, made with full or partial ability to move apart or open.
  • the protective structure may also include annexes 20, which are the main buttresses of a high-rise supporting building 2 and designed to absorb horizontal forces from tensioned cable systems. Annexes 20
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) should preferably have a vertical, stepped or continuously inclined outer surface, increasing in cross section to the foundations of the extensions.
  • the need for construction and the parameters of the annexes 20 should be determined by a specialist in the design of a specific sports facility.
  • FIG. 16 and FIG. 17 a sixth embodiment of a structure using multi-belt cable systems in long-span bridge construction is proposed, where they can make some competition to suspension bridges.
  • the external difference of the cable bridge from the suspension bridges is that it does not require pylons and high supports, and the slab of the carriageway of the cable bridge is located on top of the cables supporting it.
  • the roadway is suspended on cables (cables) and is located below them.
  • Fig.16 and Fig.17 shows a General view of the cable long-span bridge and a section of the span structure of the cable bridge along the line KK.
  • the long-span cable bridge contains abutments (extreme bridge supports) in the form of supporting foundations 1, intermediate supports 3 and a span structure, which consists of a multi-belt cable system 4 and a plate of the carriageway 22.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
  • the multi-belt cable system 4 overlaps the main span of the bridge and rests on the supports 15 and 3, but does not end on the intermediate support 3, but continues to the support 15, on which the ends of the cables are fixed with anchor devices at ground level on the foundations that accept all horizontal forces from tensioned ropes.
  • the slab of the carriageway 22 of the cable bridge is a steel frame made of perpendicular intersecting transverse and longitudinal stiffeners, on top of which layers of pavement are laid out.
  • a spacer strut of an end-to-end structure for expanding cables in cable systems of long-span structures In FIG. 6, 7, 8, 9 schematically illustrate spacer drains 7. According to the invention, through spacers used in cable systems of long-span structures can have a constant or variable cross-section.
  • Fig and Fig depicts a General view of a through spacer strut of variable cross section and a section of this strut along the line EE.
  • the barrel of the through strut contains several rods 25 of rolled profiles (in the present embodiment, the rods 25 are pipes, but it is obvious to the specialist that the profiles of the rods may be different), which are interconnected by strips 26 (or gratings 26 ') into a single whole.
  • the straps 26 (or grids 26 ') significantly increase the rigidity of the barrel of the spacer as a whole, since thanks to them the rods work together, like a single section.
  • the rods 25 are additionally connected by transverse diaphragms 27, which it is advisable to put through certain distances (for example, from 1 to 3 m) along the length of the strut.
  • the strut at its ends has bases 28, (mounting devices, with
  • rigid struts 7, preferably of circular cross-section defined by the design of the length and structure, are installed using clamps strong-walled and / or through, while some of the racks can have a variable cross-section, and the first elements (extensions and / or spacers 8), which, working together, provide stabilization and the required shape of the translucent coating 1 1.
  • the translucent coating 1 1 due to own rigid frame structures 13, increases the rigidity of the cable structure and provides it with high resistance to the perception of external loads;
  • the cable systems 4 can be additionally loaded with the help of cable braces-irriguses 10 of a special design, as well as contain second elements 23 — tightening cables made with the possibility of perception of tensile forces and installed at least between two
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) cables of different belts of the respective cable systems or at least two cables of one belt.
  • a translucent coating 1 1 is installed on top of the struts 7, preferably on the upper belt of the cable systems 4 and contains double-glazed windows 12 mounted on special frame structures 13.
  • the translucent coating 1 1 may also contain other translucent elements 12, for example, Foiltec multilayer polymer film elements (ETFE), polycarbonate sheet honeycomb plastic and other translucent materials with various properties.
  • ETFE Foiltec multilayer polymer film elements
  • the cable systems 4 with a light-transparent coating 1 1 can absorb all the calculated loads.
  • the translucent coating 1 1 can be additionally equipped with various means of drainage, electric heating, light reflection, light refraction, photoelectric panels and other devices and systems necessary and useful for the consumer.
  • the proposed construction technology of the proposed structures allows you to design and build structures of an infinitely large variety of shapes and sizes.
  • design of protective structures located in different climatic zones when determining the size and shape of the protective structure, should take into account the calculated wind and snow loads corresponding to these climatic zones.
  • the dimensions and shape specified by the project for the entire protective structure provide: the dimensions and shape (in plan) of the external supporting contour of the structure (supports 1), the difference in the heights of the supporting structures (supports 1, 2 and 3), the number and size of overlapping spans, the number of belts 6 cable systems 4, the difference in thickness and tension force of the cables 5, the lengths of the struts 7, the profile of the translucent coating 1 1, additional guy-weights 10, various structures and systems protruding above the translucent coating,
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) devices, devices and mechanisms, as well as protruding above the translucent coating of the superstructure of the upper floors of supporting buildings, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Installation Of Indoor Wiring (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Fencing (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области строительства, а именно к пространственным пролетным сооружениям и может быть использовано при создании замкнутых пространств для защиты зданий и территорий вокруг них от неблагоприятных внешних воздействий. Также изобретение может быть применимо при строительстве большепролётных тросовых и комбинированных мостов. Пролетное сооружение имеет по меньшей мере один пролёт и содержит опоры с установленной на них пространственной большепролетной многопоясной тросовой конструкцией со светопрозрачным покрытием. Пространственная пролетная конструкция содержит по меньшей мере одну тросовую систему, которая предварительно напряжена и перекрывает по меньшей мере один пролет сооружения; тросовая система содержит по меньшей мере два пояса тросов, распорные стойки, установленные между поясами тросовой системы, и первые элементы, выполненные с возможностью восприятия растягивающих и/или сжимающих усилий и установленные между тросами в поясах указанной тросовой системы, а светопрозрачное покрытие размещено поверх тросовой системы.

Description

ЗАЩИТНОЕ СООРУЖЕНИЕ
С БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫМ СВЕТОПРОЗРАЧНЫМ ПОКРЫТИЕМ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области строительства, а именно к пространственным большепролетным светопрозрачным сооружениям и может быть использовано при создании замкнутых пространств для защиты зданий и территорий вокруг них от неблагоприятных внешних воздействий. Также изобретение может быть применимо при строительстве большепролётных тросовых и комбинированных мостов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Широко известен проект сооружения «Купол над Хьюстоном», имеющего подобное назначение
(http://www.youtube.com/watch?v=3nVqmRJmSZE&feature=related;
http://neferiournal. liveioumal.com/2515143.html).
Конструкция купола представляет собой металлический каркас, который содержитшестиугольные секции, "застекленные" многослойной пленкой Foiltec и который опирается на мощный железобетонный фундамент. Согласно проекту, параметры купола над Хьюстоном приблизительно составляют: высота - 450 м, диаметр основания - 1500 м, общая площадь защищаемой территории - 1 ,3 кв. км.
Основными недостатками сооружения согласно проекту «Купол над Хьюстоном» являются высокая сложность и крайне высокая стоимость возведения «Купола». Для строительства купола потребуется: разработка и освоение новых методов строительства, создание дополнительных производственных мощностей для поставки на стройку не производящихся сегодня в нужном количестве некоторых строительных материалов, изделий и оборудования, подготовка большого количества монтажников-высотников для сборки металлоконструкций сооружения, обеспечение высочайшей точности установки всех силовых элементов купола. Согласно проекту, опорный контур купола должен проходить через городские кварталы, а создание таких массивных опор внутри плотной городской застройки влечет за собой нарушение существующих коммуникаций и разрушение близлежащих к создающимся опорам зданий. Кроме того, строителям потребуется
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) найти способы решения сложнейших вопросов, связанных с обеспечением безопасности проводимых работ (большую часть строительно-монтажных работ необходимо выполнять над центральными кварталами города), с сохранением строящегося объекта от ураганов и других разрушительных погодных явлений в период строительства, когда купол особенно уязвим и др. Даже только перечисленные здесь сложности и недостатки, в сочетании с отсутствием гарантий надежности купола в период его дальнейшей эксплуатации, не позволили реализовать проект до настоящего времени. Еще одним некоторым недостатком данного проекта защитных сооружений можно назвать то, что при дальнейшем возможном тиражировании объекта будет почти невозможно разнообразить форму защитного купола.
Ближайшим аналогом предложенного изобретения в техническом отношении является вантовое покрытие арены многопрофильного культурно-спортивного комплекса„Минск- Арена", строительство которого было завершено в декабре 2009 года (источник: http://ais.bv/iournal/2242 - журнал «Архитектура и строительство» N°l l (210) за 2009 г.; http://ais.by/story/3512 Вантовое покрытие многофункциональной спортивно-зрелищной арены).
Пространственная конструкция покрытия сооружения „Минск-Арена" выполнена с использованием передовых строительных технологий, современных материалов, оборудования и считается большепролетной. Это покрытие запроектировано из двухпоясных ферм, выполнено из высокопрочных тросов в виде "велосипедного колеса" и включает в себя: замкнутый наружный железобетонный опорный контур, высокопрочные стальные тросы, домкраты, центральное металлическое кольцо диаметром 12 м, металлические трубные стойки -распоры, металлические ребристые плиты покрытия с утеплителем и рулонным водоизоляционным ковром. При этом чистый пролет вантового покрытия в Минске равен всего 1 15 м и не дает возможности применения светопрозрачного покрытия по причине конструктивных особенностей устройства данного покрытия из тросовых ферм, изначально рассчитанного только на мягкую кровлю по металлическим плитам и поэтому не обладающего необходимой жесткостью и устойчивостью для размещения светопрозрачного покрытия. Еще одним недостатком такой конструкции покрытия для перекрытия больших пролетов являются ограниченные
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) возможности по разнообразию форм и размеров перекрываемого пространства. Поэтому попытки дальнейшего существенного увеличения перекрываемого пролета без изменения технических решений приведут к возникновению у проектировщиков ограничений, связанных с недопустимым увеличением прогиба Байтового покрытия, причем даже незначительное увеличение длины пролета существенно увеличивает стоимость строительства.
Мировой опыт применения тросовых систем для перекрытия больших пролетов достаточно обширен и описан в многочисленных учебниках, например, в следующих: Дёмина А. В., «Здания с большепролетными покрытиями», Учеб. пособие, Тамбов, 2003г (http://www.tstu.ru/educatiori/elib/pdf/2003/demina.pdf) и Зверев А.Н., «Большепролетные конструкции покрытий общественных и промышленных зданий», СПб ГАСУ, 1998 г (http://dwg.ru/dnl/3908), где раскрыты области и варианты применения тросовых систем для создания перекрытий больших пролетов. Но известные сегодня в строительстве и рассмотренные в этих источниках технические решения не позволяют создать защитное сооружение, обеспечивающее перекрытие пролетов более 200 метров, и обладающее другими преимуществами предлагаемого сооружения.
Для лучшего объяснения технических особенностей данного изобретения в этой заявке использован термин - тросовая система со светопрозрачным покрытием. Деление конструкции тросового покрытия на отдельные тросовые системы условно.
Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании пространственного большепролетного сооружения с существенно увеличенным пролётом и светопрозрачным покрытием для защиты: жилых, офисных, спортивных, торгово-развлекательных, образовательных, гостиничных, больничных и полифункциональных комплексов, других промышленных и гражданских объектов, а также территорий к ним примыкающих, от нежелательных воздействий окружающей среды, и обеспечения условий для долговременного и комфортного пребывания людей в пределах данного сооружения. Изобретение предполагается использовать, в первую очередь, на территориях с нестабильным или суровым климатом.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Поставленная задача решена благодаря тому, что в пролетном сооружении, имеющем по меньшей мере один пролёт и содержащем опоры с установленной на них пространственной пролетной конструкцией с покрытием, пространственная пролетная конструкция содержит по меньшей мере одну тросовую систему, которая предварительно напряжена и перекрывает по меньшей мере один пролет сооружения; указанная тросовая система содержит как минимум два пояса тросов, распорные стойки, установленные между поясами тросовой системы, и первые элементы, выполненные с возможностью восприятия растягивающих и/или сжимающих усилий и установленные между тросами в поясах указанной тросовой системы.
По сравнению с известными сооружениями предложенное обладает следующими преимуществами: во-первых, такое выполнение защитного сооружения обеспечивает возможность перекрывать пролёты значительных величин, в том числе пролеты существенно больше 200 метров. Во-вторых, благодаря тому, что тросовые системы содержат не менее двух поясов высокопрочных тросов, которые имеют распорные и стягивающие элементы, а также расчетное натяжение, предлагаемая конструкция обладает необходимой прочностью, жесткостью и устойчивостью, достаточными для размещения на ней: светопрозрачного покрытия состоящего из рамных конструкций и размещенных в них светопрозрачных элементов или дорожного покрытия; различного дополнительного оборудования и систем, например, солнечных батарей, видеокамер наблюдения, систем водоотведения и дымоудаления, различных осветительных приборов и прочих необходимых и полезных для жизнедеятельности людей средств; а так же оборудования и устройств, обеспечивающих эксплуатацию и ремонт светопрозрачного или дорожного покрытия Кроме этого, такая конструкция тросового покрытия обеспечивает достаточную гибкость в придании защитному сооружению самых разнообразных форм и размеров. По мнению авторов, правильно рассчитанная и выполненная тросовая конструкция защитного сооружения чрезвычайно надежна в эксплуатации, так как предполагает возможность лишь частичного разрушения тросовой системы связанного со случайным выключением из работы какого-либо троса, что не приведёт к обрушению светопрозрачного покрытия. Светопрозрачное покрытие за счет собственных специальных рамных конструкций имеет достаточную жесткость
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) для сопротивления возможному в этом случае прогибу и разрушению. А ремонт тросовой системы производится легко и быстро заменой поврежденного троса, поскольку доступ к любому участку тросовой системы и светопрозрачного покрытия предусмотрен и обеспечивается посредством опорных конструкций покрытия и самой системой тросов.
Кроме того, стоимость возведения данного защитного сооружения сравнительно невысока, благодаря тому, что в качестве опор светопрозрачного покрытия используются не специально построенные опорные конструкции, а основные здания комплекса.
Изучение потребительского и строительного рынков показало, что сегодня в мире существует определенный неудовлетворённый спрос на подобные сооружения, и кроме этого имеется всё необходимое для полноценной реализации данного изобретения. В частности, уже в настоящее время известно несколько крупных международных производственно-строительных компаний, обладающих всем основным оборудованием, технологиями, материалами и необходимыми инженерно- техническими специалистами для строительства предложенного типа сооружений. Еще одно преимущество изобретения заключается в том, что в предложенном сооружении система тросов не будет подвержена коррозии и другим разрушениям в результате воздействия окружающей среды, поскольку вся тросовая конструкция находится внутри закрытого пространства защитного сооружения.
Кроме этого, конструкция и габаритные размеры предлагаемого защитного сооружения создают наилучшие условия для эффективного применения большинства известных в настоящее время идей и способов энергосбережения и обеспечения энергонезависимости всего сооружения (даже само по себе использование такого защитного сооружения над комплексом зданий может обеспечить существенное уменьшение суммарной площади ограждающих конструкций комплекса, а значит, и экономическую эффективность при эксплуатации сооружения). А в районах с сейсмической активностью, благодаря конструкции сооружения, представляющей собой совокупность связей и взаимное расположение тросовых систем с опорными зданиями, обеспечивается повышенная устойчивость высотных опорных зданий к возможным разрушениям от землетрясений.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Строительство предлагаемого защитного сооружения обеспечивает создание объемных замкнутых пространств изолированных от окружающей среды светопрозрачными конструкциями с возможностью поддержания в их внутреннем объеме постоянных комфортных для человека заданных параметров температуры, влажности и чистоты воздуха, освещенности, безопасности и др..
В настоящее время большепролетные конструкции используются, главным образом, на спортивных и промышленных объектах, а в жилищном строительстве не применяются. Предложенное изобретение целесообразно использовать в первую очередь именно в жилищном строительстве для улучшения защиты людей от негативных климатических явлений, ухудшающейся экологии, проявлений экстремизма и др.
Таким образом, согласно настоящему изобретению предложено по сравнению с известными аналогами относительно простое, недорогое и надежное техническое решение, обеспечивающее достижение поставленной задачи.
Предпочтительно, в предложенном сооружении поверх и/или на одном из поясов тросовой системы расположено покрытие.
Предпочтительно, в предложенном сооружении опорами указанной по меньшей мере одной тросовой системы являются по меньшей мере два здания или по меньшей мере два фундамента, или по меньшей мере один фундамент и по меньшей мере одно здание или по меньшей мере две части по меньшей мере одного фундамента или по меньшей мере одного здания.
Предпочтительно, в предложенном сооружении опоры указанной по меньшей мере одной тросовой системы имеют различную высоту или их высота одинаковая.
Разница в высоте опор дополнительно обеспечивает возможность перекрывать пролёты значительных величин, в том числе пролеты существенно больше 200 метров.
Предпочтительно, в предложенном сооружении по меньшей мере одна опора представляет собой опорный контур.
Предпочтительно, в предложенном сооружении по меньшей мере между двумя опорами установлена по меньшей мере одна несущая конструкция для обеспечения опоры по меньшей мере одной соответствующей тросовой системы.
Предпочтительно, в предложенном сооружении по меньшей мере одна тросовая система опирается обоими своими концами на один опорный контур.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Предпочтительно, в предложенном сооружении по меньшей мере часть распорных стоек тросовых систем являются сквозными и имеют переменное и/или постоянное сечение.
Предпочтительно, в предложенном сооружении светопрозрачное покрытие выбрано из группы, включающей: стеклопакеты, многослойную полимерную тетрафторэтиленовую пленку (например, этилен-тетрафторхлорэтилен (ETFE)), листовой сотовый поликарбонатный пластик, многослойный полиэфирный стеклопластик или их аналоги и/или другие светопрозрачные материалы. В качестве покрытия возможно применение и других новых светопрозрачных материалов с улучшенными свойствами.
Предпочтительно, в предложенном сооружении по меньшей мере одна тросовая система пригружена посредством по меньшей мере одной тросовой оттяжки-пригруза.
Предпочтительно, в предложенном сооружении светопрозрачное покрытие выполнено по меньшей мере с одним участком, не пропускающим свет.
Предпочтительно, в предложенном сооружении по меньшей мере один участок светопрозрачного покрытия выполнен с возможностью его автоматического открывания и закрывания.
Предпочтительно, в предложенном сооружении покрытие содержит плиту проезжей части.
Предпочтительно, тросовое покрытие предложенного сооружения дополнительно содержит вторые элементы (натянутые тросы), выполненные с возможностью восприятия растягивающих усилий и установленные по меньшей мере между двумя тросами различных поясов соответствующей тросовой системы или тросовых систем.
Предпочтительно, по меньшей одна опора является зданием, верхние этажи которого расположена выше покрытия, причём на указанных по меньшей мере одном здании и/или по меньшей мере одной тросовой системе также размещены средства для эксплуатации, ремонта и обеспечения безопасности сооружения, расположенные выше покрытия.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Согласно изобретению предложена также распорная стойка для распирания тросов, которая является сквозной, имеет постоянное и/или переменное поперечное сечение и содержит продольно расположенные относительно распорной стойки стержни, соединенные друг с другом посредством планок или решеток и поперечных диафрагм.
Предпочтительно, предложенная распорная стойка содержит на своих концах устройства для закрепления этой стойки между распираемыми ею тросами.
Предпочтительно, в предложенной распорной стойке поперечные диафрагмы установлены на расстоянии 1 -3 метра друг от друга в продольном направлении распорной стойки.
Предпочтительно, в предложенной распорной стойке стержни, используемые для формирования ствола стойки, выполнены из металлических прокатных профилей или из профилей подходящих по свойствам композиционных материалов. Согласно изобретению предложена также тросовая система, содержащая по меньшей мере два пояса тросов, распорные стойки, установленные наклонно и/или вертикально между поясами тросовой системы, и первые элементы, выполненные с возможностью восприятия растягивающих и/или сжимающих усилий и установленные по меньшей мере между двумя тросами по меньшей мере одного пояса соответствующей тросовой системы.
Предпочтительно, предложенная тросовая система дополнительно содержит вторые элементы, выполненные с возможностью восприятия ими растягивающих усилий и установленные по меньшей мере между двумя тросами одного или различных поясов соответствующей тросовой системы или тросовых систем.
Предпочтительно, по меньшей мере часть предложенной тросовой системы распорных стоек являются сквозными и имеют постоянное или переменное сечение.
Предпочтительно, предложенная тросовая система пригружена посредством по меньшей мере одной тросовой оттяжки-пригруза. Использование в большепролётных многопоясных тросовых системах сквозных распорных стоек постоянного и переменного сечений позволяет: не только уменьшить общий вес тросовых систем, но, за счёт возможности значительного увеличения длины таких стоек, уменьшить и количество поясов тросовых систем.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Кроме этого, при использовании сквозных распорных стоек в светопрозрачных покрытиях большепролётных сооружений очень важным преимуществом перед сплошностенными распорными стойками является снижение затенения сквозными стойками внутреннего пространства сооружения от внешнего источника света.
Преимуществом применения сквозных распорных стоек круглого поперечного сечения в тросовых системах, является возможность соблюдения в них условия равноустойчивости, так как меняющиеся направления изгибающих и крутящих моментов действующие на распорную стойку, в процессе работы тросовой системы, не приведут в этом случае к её разрушению.
ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан общий вид сооружения— фасад, соответствующий первому и второму вариантам выполнения изобретения;
на фиг. 2 показан план сооружения на отметке 0 (уровень земли), соответствующий первому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 3 показан план сооружения на отметке 0 (уровень земли), соответствующий второму варианту выполнения изобретения;
на фиг. 4 показан разрез по линии А-А на фиг. 2, соответствующий первому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 4а показан разрез по линии А-А на фиг. 2, соответствующий третьему варианту выполнения изобретения, в котором опорами тросовых систем являются фундамент и здание;
на фиг. 5 показан разрез по линии В-В на фиг. 3, соответствующий второму варианту выполнения изобретения;
на фиг. 6 показана четырехпоясная тросовая система со светопрозрачным покрытием в разрезе по линии С-С на фиг. 4 согласно первому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 7 показана трёхпоясная тросовая система со светопрозрачным покрытием в разрезе по линии D-D на фиг. 5 согласно второму варианту выполнения изобретения;
на фиг. 8 показана двухпоясная тросовая система со светопрозрачным покрытием в разрезе.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) на фиг. 9 показана тросовая система со сложным профилем светопрозрачного покрытия в разрезе;
на фиг.10 показан общий вид защитного сооружения выполненного в виде четырёхугольной пирамиды, соответствующего четвертому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 1 1 показан вид сверху защитного сооружения выполненного в виде четырёхугольной пирамиды, соответствующего четвертому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 12 показан вид сверху защитного сооружения, согласно пятому варианту реализации, выполненного в виде крытого спортивного стадиона, объединённого с гостинично-офисным центром;
на фиг. 13 показан разрез по линии А-А на фиг. 12 крытого спортивного стадиона объединённого с высотным гостинично-офисным центром;
на фиг. 14 показан общий вид распорной стойки тросовой системы, имеющей сквозную конструкцию и переменное поперечное сечение;
на фиг. 15 показан разрез по линии Е-Е на фиг. 14 распорной стойки тросовой системы, имеющей сквозную конструкцию и переменное сечение;
на фиг. 16 показан общий вид тросового большепролетного моста;
на фиг. 17 показан разрез по линии К-К на фиг. 16 пролётного строения тросового большепролетного моста.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СО ССЫЛКАМИ НА ЧЕРТЕЖИ
Предложенное согласно настоящему изобретению светопрозрачное многопоясное тросовое покрытие является большепролетным, что подтверждено предварительными расчетами и испытаниями построенных моделей, согласно которым величина перекрываемого чистого пролета может достигать 700 м и более. В качестве основных опор тросовых систем предлагается использовать отдельно стоящие здания различной или одинаковой высоты или фундаменты или комбинацию зданий и фундаментов. Кроме того, опорами могут быть выступающие части одного здания. Для перекрытия пролетов упомянутой величины предпочтительно, чтобы одно из опорных зданий имело надземную часть высотой 0 - Ю м (например, только подземные этажи и до 3-х этажей), а другое было значительно выше, например, 30 - 500 м (10 - 150 этажей).
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Причем максимальная разница в высотах опор в сочетании с оптимальным углом наклона многопоясного тросового покрытия может позволить перекрыть в случае особой необходимости пролеты и в 1000м.
На фиг. 1 изображен фасад предложенного сооружения, соответствующий и первому и второму вариантам выполнения и иллюстрирующий совместно с фиг. 2, 3, 4, 5, что первая опора 1, представляющая собой по меньшей мере одно опорное здание, выполнена в виде опорного контура, который является по высоте самым низким из всех опор и может быть заглублён до уровня земли. При этом опорный контур, имеет конструкцию, благодаря которой помимо восприятия им вертикальных нагрузок от светопрозрачного покрытия, он выполняет и функцию контрфорсов для восприятия мощных горизонтальных усилий от системы натянутых тросов.
Опорный контур представляет собой по меньшей мере одно здание или несколько зданий и/или фундаментов, расположенных вплотную друг к другу таким образом, что они составляют замкнутый контур.
На фиг. 4, 4а и 5 видно, что высота центральной опоры 2, представляющей собой центральное опорное здание, превышает высоту всех промежуточных опор 3, представляющих собой промежуточные опорные здания, высота которых в свою очередь превышает высоту опорного контура. Существуют и другие очевидные специалисту модификации предложенного сооружения, в котором высота опорных зданий соответственно увеличивается в направлении к центру сооружения.
На фиг. 2 и 3 изображены планы предложенных сооружений на отметке уровня земли согласно первому и второму вариантам выполнения предложенного сооружения соответственно.
Защитное сооружение согласно первому варианту выполнения (фиг. 2, 4, 6) содержит первую опору 1 в виде наружного опорного контура, центральную опору 2 в виде многоэтажного здания и четырехпоясные тросовые системы 4 со светопрозрачным покрытием 1 1. Каждая четырехпоясная тросовая система 4 перекрывает один пролет между первой опорой 1 и центральной опорой 2 и содержит высокопрочные тросы 5, например, выполненные из стали и/или углеродных волокон, образующие пояса 6, распорные стойки 7, первые элементы в виде растяжек-распоров 8, домкраты 9 (схематично изображены на фиг. 4, 5), оттяжки-пригрузы 10. На верхнем поясе тросовой системы 4 размещено
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) светопрозрачное покрытие 1 1, содержащее светопрозрачные элементы 12 и рамную конструкцию 13.
Защитное сооружение согласно второму варианту выполнения (фиг. 3, 5, 7) содержит первую опору 1 в виде наружного опорного контура, центральную опору 2 и промежуточные опоры 3 в виде многоэтажных зданий, трёхпоясные тросовые системы 4 со светопрозрачным покрытием 11. Каждая трёхпоясная тросовая система 4 перекрывает два пролета между первой опорой 1 и центральной 2 и содержит высокопрочные тросы 5, например, выполненные из стали и/или углеродных волокон, распорные стойки 7, первые элементы в виде растяжек-распоров 8, домкраты 9 (схематично изображены на фиг.5), оттяжки-пригрузы 10, а на верхнем поясе тросовой системы 4 размещено светопрозрачное покрытие 1 1 , содержащее светопрозрачные элементы 12 и рамную конструкцию 13. В разрывах промежуточного опорного контура, содержащего промежуточные опоры 3, представляющие собой промежуточные опорные здания, с целью обеспечения промежуточной опоры для тросовых систем 4 применяются металлические несущие конструкции 14, например, в виде ферм (фиг. 3).
Кроме предложенных вариантов выполнения защитных сооружений возможны и некоторые другие.
На фиг. 4а показан разрез по линии А-А на фиг. 2, соответствующий третьему варианту выполнения изобретения. В третьем варианте выполнения изобретения опорами тросовых систем являются опорный фундамент 15, первая опора 1 в виде здания 1 и вторая опора 2 в виде здания. Изображенный на фиг. 4а опорный фундамент 15 включает сваи 16 и ростверк 17. Ростверк 17 может быть выполнен из железобетона или другого подходящего материала и объединяет оголовки свай в единую плиту, а концы тросовых систем 4 крепятся к нему посредством соответствующих анкеров. Специалисту очевидно, что опорные фундаменты для тросовых систем могут иметь и другие конструкции. Очевидно, что для выбора подходящей конструкции опорного фундамента необходимо произвести расчет фундамента с учетом того, что опорные фундаменты предназначены не только для восприятия вертикальных нагрузок от светопрозрачного покрытия, но и для выполнения роли контрофорсов для восприятия мощных горизонтальных усилий от напряженной тросовой системы. Так же возможно в качестве опорных конструкций для тросовых систем использование скального грунта, на котором концы тросов
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) крепятся так же, как и на опорных фундаментах, согласно принятой практике и произведенных расчетов.
Интересен для реализации еще один, вариант выполнения, а именно четвертый вариант, в котором защитное сооружение имеет вид четырёхугольной пирамиды (фиг.10) и может использоваться, например, в качестве полифункционального корпоративного комплекса. Специалисту очевидно, что пирамидальный вид предлагаемого сооружения возможен в первом и втором рассмотренных вариантах реализации, но, имея свои нюансы, может также иметь некоторые дополнения по отношению к рассмотренным выше вариантам. Нюансы заключаются в том, что грани пирамиды должны быть четко видны, т.е. различимы на сооружении, а также должны иметь высокую устойчивость и жесткость.
На фиг.10 и фиг.1 1 показаны соответственно общий вид и вид сверху защитного сооружения выполненного в виде четырёхугольной пирамиды, соответствующего четвертому варианту выполнения изобретения. Защитное сооружение согласно четвертому варианту выполнения содержит первую опору 1 в виде наружного опорного контура 1 , содержащего, например, многоуровневую автомобильную парковку, склады, технические помещения и др., вторую опору 2 в виде многоэтажного здания, расположенного в центре пирамиды; тросовые системы 4 со светопрозрачным покрытием 11 , а также дополнительные промежуточные опоры 3 в виде зданий с различным количеством этажей, служащие опорами для ребер 14 пирамиды и для тросовых систем 4.
Промежуточные опоры 3 могут по каждой грани пирамиды иметь вид, например, одного здания с разновысокими частями, высота которых уменьшается от центральной опоры 2 к опорному контуру 1, либо могут представлять собой отдельно стоящие разновысокие здания, высота которых также уменьшается от центральной опоры 2 к опорному контуру 1.
С целью обеспечения опоры для тросовых систем 4 по оси граней пирамиды и вне пределов центральной опоры 2 использованы металлические несущие конструкции 14, например, в виде мощных металлических балок. В четвертом варианте выполнения, как и в первом, опорный контур 1 , на который опираются все тросовые системы 4 пирамиды, включает несколько зданий, расположенных определенным образом вплотную друг к другу и образующих в плане квадрат.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Также, предложенное изобретение не только обеспечивает возможность размещения под одним общим светопрозрачным покрытием большого многофункционального спортивного комплекса с футбольными полями, бассейнами, теннисными кортами, гостиничными, тренажерными, бытовыми и др зданиями и сооружениями (фиг. 1 ), но и даёт возможность строительства отдельного крытого спортивного стадиона объединённого , например, с высотной гостиницей (см. фиг. 12, фиг. 13).
На фиг.12 и фиг.13 показаны вид сверху и разрез защитного сооружения со светопрозрачным покрытием выполненного в виде отдельного крытого спортивного стадиона, соответствующего пятому варианту выполнения изобретения.
Отдельный крытый спортивный стадион является упрощенным и уменьшенным вариантом вышеописанных первого и второго вариантов выполнения защитного сооружения. Это же защитное сооружение может быть построено, и лишь только как футбольный стадион.
Сооружение согласно пятому варианту выполнения содержит первую опору 1 в виде одного здания, совмещенного с первыми трибунами 18 спортивного стадиона, которые в этом случае, дополнительно к своему прямому назначению, выполняют функцию контрфорсов, противодействуя силам натянутых тросов светопрозрачного покрытия 4. Вторая опора 2 в виде высотного опорного здания совмещена со вторыми трибунами 19 спортивного стадиона. Контрфорсами высокой опоры 2 выступают не только трибуны 19, но и связанные с опорным зданием 2 дополнительные пристройки 20 примыкающие к зданию 2 с наружной стороны стадиона. Многопоясные тросовые системы 4 перекрывающие пролет между опорным зданием 1 и опорным зданием 2 наклонены за счет разницы высот опорных зданий и являются основанием для размещения светопрозрачного покрытия 1 1 , выполненного с полной или частичной возможностью раздвигаться или откраваться. Между опорными зданиями 1 и 2, по контуру наружных стен стадиона, расположены самонесущие конструкции 21, которые делают контур наружных стен замкнутым. В качестве конструкций 21 могут быть использованы как отдельные здания, так и самые разнообразные самонесущие светопрозрачные фасады. Защитное сооружение также может включать в себя пристройки 20, являющиеся основными контрфорсами высотного опорного здания 2 и предназначенные для восприятия горизонтальных усилий от натянутых тросовых систем. Пристройки 20
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) должны иметь предпочтительно вертикальную, ступенчатую или непрерывно наклонную наружную поверхность, увеличивающуюся в сечении к фундаментам пристроек. Необходимость строительства и параметры пристроек 20 должны быть определены специалистом при проектировании конкретного спортивного сооружения.
Согласно изобретению предложен шестой вариант выполнения сооружения с применением многопоясных тросовых систем в большепролётном мостостроении (фиг.16 и фиг.17), где они могут составить определённую конкуренцию висячим мостам.
Внешнее отличие тросового моста от висячих мостов заключается в том, что ему не требуются пилоны и высокие опоры, а плита проезжей части тросового моста располагается поверх поддерживающих её тросов. В висячих и вантовых мостах дорожное полотно подвешено на тросах (вантах) и располагается ниже их.
Преимуществами таких мостов (назовем их тросовыми мостами) является лёгкость конструкции, возможность перекрывать большие пролёты протяженностью до 2000 метров и более, относительная, в сравнении с другими конструкциями большепролётных мостов, простота и экономичность строительства.
Экономичность строительства тросовых мостов достигается отсутствием в их конструкции высоких опор и пилонов , которые по затратам труда и материалов составляют 50-60 общих затрат на все сооружение. А хорошая гибкость тросовой системы позволят обеспечить высокую живучесть тросовых мостов при самых сильных землетрясениях и ураганах.
Недостатком тросовых мостов можно назвать то, что их строительство имеет некоторые ограничения. Так по предварительным расчетам, данные конструкции мостов применимы лишь там, где глубина перекрываемого пространства составляет не менее десятой части длины пролёта.
На фиг.16 и фиг.17 показаны общий вид тросового большепролётного моста и разрез пролётного строения тросового моста по линии К-К. Тросовый большепролётный мост содержит устои (крайние опоры моста) в виде опорных фундаментов 1 , промежуточные опоры 3 и пролётное строение, которое состоит из многопоясной тросовой системы 4 и плиты проезжей части 22.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Многопоясная тросовая система 4 перекрывает главный пролёт моста и опирается на опоры 15 и 3, но не заканчивается на промежуточной опоре 3, а продолжается до опоры 15, на которой концы тросов закрепляются при помощи анкерных устройств на уровне земли на фундаментах воспринимающих все горизонтальные усилия от натянутых тросов.
Для специалиста очевидно, что плита проезжей части 22 тросового моста представляет собой стальную раму из перпендикулярно пересекающихся поперечных и продольных ребер жесткости, поверх которой выкладываются слои дорожные одежды.
Пролётное строение главного пролёта тросового моста обязательно должно быть пригружено оттяжками-пригрузами 10 на расчетные усилия для получения необходимой устойчивости при восприятии тросовой системой всех постоянных и переменных нагрузок. Согласно настоящему изобретению предложена распорная стойка сквозной конструкции для распора тросов в тросовых системах большепролётных сооружений. На фиг. 6, 7, 8, 9 схематично изображены распорные стоки 7. Согласно изобретению сквозные распорные стойки, применяемые в тросовых системах большепролётных сооружений, могут иметь постоянное или переменное поперечное сечение.
На фиг.14 и фиг.15 изображены общий вид сквозной распорной стойки переменного поперечного сечения и разрез этой стойки по линии Е-Е.
На чертежах видно, что ствол сквозной распорной стойки содержит несколько стержней 25 прокатных профилей (в рассматриваемом варианте стержни 25 являются трубами, но для специалиста очевидно, что профили стержней могут быть и другими), которые соединяются между собой планками 26 (или решетками 26') в единое целое. Планки 26 (или решётки 26') значительно увеличивают жесткость ствола распорной стойки в целом, так как благодаря им стержни работают слитно, подобно единому сечению. Чтобы сохранить неизменяемость контура поперечного сечения сквозной распорной стойки, стержни 25 дополнительно соединяются поперечными диафрагмами 27, которые целесообразно ставить через определённые расстояния ( например, от 1 до 3 м) по длине распорной стойки.
Распорная стойка на своих концах имеет базы 28 , (крепёжные устройства, с
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) помощью которых стойка соединяется со специальными хомутами,
устанавливаемыми заранее на тросах распираемой тросовой системы в местах крепления стойки). Специалисту очевидно, что конструкции многопоясньгх тросовых систем предлагаемые для перекрытия больших пролётов могут быть самыми различными и существенно отличаться от указанных на фиг. 6, 7, 8, 9.
Согласно изложенным предпочтительным вариантам выполнения, не являющимися ограничивающими, т.к. возможны другие варианты, с целью обеспечения необходимой устойчивости и жесткости тросовых систем 4 и описанных изобретением покрытий 11 (22) в целом, предусмотрено следующее:
1 ) . на каждом тросе 5 всех поясов 6 тросовой конструкции установлено по два анкерных устройства (на одном конце троса нерегулируемое, а на другом - регулируемое), где посредством домкратов 9 во всех тросах 5 всех поясов 6 тросовых систем 4 созданы предварительные напряжения. При этом обеспечена равномерность напряжений в каждом тросе 5 путем натяжения тросов на специальные упоры (на чертежах не показаны), которые могут быть расположены как на опорном контуре сооружения, так и на других опорных конструкциях;
2) между предварительно напряженными тросами 5 смежных поясов 6 тросовых систем 4 при помощи хомутов установлены жесткие распорные стойки 7, предпочтительно круглого поперечного сечения, определенной проектом длины и конструкции, т.е. силошностенные и/или сквозные, при этом часть стоек может иметь переменное сечение, и первые элементы (растяжки и/или распоры 8), которые, работая сообща, обеспечивают стабилизацию и требуемую форму светопрозрачному покрытию 1 1. А свегопрозрачное покрытие 1 1, за счет собственных жестких рамных конструкций 13, повышает жесткость тросовой конструкции и обеспечивает ей высокую устойчивость к восприятию внешних нагрузок;
3). кроме этого, при необходимости дальнейшего увеличения жесткости и устойчивости всей конструкции покрытия, и для борьбы с возможным проявлением резонанса, тросовые системы 4 могут быть дополнительно пригружены с помощью тросовых оттяжек-иригрузов 10 специальной конструкции, а также содержать вторые элементы 23 - стягивающие тросы, выполненные с возможностью восприятия растягивающих усилий и установленные по меньшей мере между двумя
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) тросами различных поясов соответствующих тросовых систем или по меньшей мере двумя тросами одного пояса. Светопрозрачное покрытие 1 1 установлено по верху распорных стоек 7, предпочтительно на верхнем поясе тросовых систем 4 и содержит стеклопакеты 12, закреплённые на специальных рамных конструкциях 13. Для специалиста очевидно, что светопрозрачное покрытие 1 1 также может содержать и другие светопрозрачные элементы 12, например, многослойные полимерные пленочные элементы Foiltec (ETFE), листовой сотовый поликарбонатный пластик и другие светопрозрачные материалы с различными свойствами.
После выполнения всех монтажных работ и достижения полного расчетного напряжения тросов 5, тросовые системы 4 со свето прозрачным покрытием 1 1 могут воспринимать все расчетные нагрузки.
Для защиты сооружения от внешних воздействий среды, светопрозрачное покрытие 1 1 может дополнительно оборудоваться различными средствами водоотвода, электрообогрева, светоотражения, светопреломления, фотоэлектрическими панелями и другими необходимыми и полезными для потребителя устройствами и системами.
Предложенная технология строительства предложенных сооружений позволяет проектировать и возводить сооружения бесконечно большого разнообразия форм и размеров. Для специалиста, очевидно, что проектирование защитных сооружений, находящихся в различных климатических зонах, при определении размера и формы защитного сооружения должно учитывать соответствующие этим климатическим зонам расчетные ветровые и снеговые нагрузки.
Заданные проектом размеры и форму всего защитного сооружения обеспечивают: размеры и форма (в плане) внешнего опорного контура сооружения ( опоры 1), разница высот опорных конструкций (опоры 1, 2 и 3), количество и величины перекрываемых пролетов, количество поясов 6 тросовых систем 4, разница в толщинах и силе натяжения тросов 5, размеры длин распорных стоек 7, профиль свегопрозрачного покрытия 1 1 , дополнительные оттяжки-пригрузы 10, выступающие над светопрозрачным покрытием различные конструкции и системы,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) устройства, приспособления и механизмы, а так же выступающие над светопрозрачным покрытием надстройки верхних этажей опорных зданий и др.
В заключении необходимо отметить, что, по мнению авторов изобретения, данная технология строительства защитных сооружений наилучшим образом вписывается в идею так называемого «Зелёного строительства» (Green Buildings).
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Пролётное сооружение, имеющее по меньшей мере один пролёт и содержащее опоры с установленной на них пространственной пролетной конструкцией с покрытием,
от личающееся т ем, чт о
пространственная пролетная конструкция содержит по меньшей мере одну тросовую систему, которая предварительно напряжена и перекрывает по меньшей мере один пролет сооружения;
указанная по меньшей мере одна тросовая система содержит по меньшей мере два пояса тросов, распорные стойки, установленные наклонно и/или вертикально между поясами тросовой системы, и первые элементы, выполненные с возможностью восприятия растягивающих и/или сжимающих усилий и установленные по меньшей мере между двумя тросами по меньшей мере одного пояса соответствующей тросовой системы.
2. Сооружение по п.1, от личающееся т ем, чт о поверх и/или на одном из поясов тросовой системы расположено покрытие.
3. Сооружение по п.1, от личающееся т ем, чт о опорами указанной по меньшей мере одной тросовой системы являются
по меньшей мере два здания
или
по меньшей мере два фундамента,
или
по меньшей мере один фундамент и по меньшей мере одно здание
или
по меньшей мере две части по меньшей мере одного фундамента или по меньшей мере одного здания.
4. Сооружение по любому из п.п.1-3, отличающееся тем, что опоры указанной по меньшей мере одной тросовой системы имеют различную высоту или их высота одинаковая.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
5. Сооружение no любому из п. п. 1-4, отличающееся тем, что по меньшей мере одна опора представляет собой опорный контур.
6. Сооружение по любому из п. п. 1-5, отличающееся тем, что по меньшей мере между двумя опорами установлена по меньшей мере одна несущая конструкция (14) для обеспечения опоры по меньшей мере одной соответствующей тросовой системы.
7. Сооружение по любому из п.п. 1-6, отличающееся тем, что по меньшей мере одна тросовая система опирается обоими своими концами на один опорный контур.
8. Сооружение по любому из п.1-7, отличающееся тем, что по меньшей мере часть распорных стоек тросовой системы являются сквозными и имеют переменное и/или постоянное сечение.
9. Сооружение по любому из п.п. 1-8, отличающееся тем, что указанная по меньшей мере одна тросовая система пригружена посредством по меньшей мере одной тросовой оттяжки-пригруза.
10. Сооружение по любому из п.п. 1-9, отличающееся тем, что по меньшей мере один участок покрытия выполнен с возможностью его открывания и закрывания.
1 1. Сооружение по любому из п.п. 1-10, отличающееся тем, что указанная по меньшей мере одна тросовая система дополнительно содержит вторые элементы, выполненные с возможностью восприятия ими растягивающих усилий и установленные по меньшей мере между двумя тросами одного или различных поясов соответствующей тросовой системы или тросовых систем.
12. Сооружение по любому из п.п. 1-1 1, отличающееся тем, что по меньшей одна опора является зданием, верхние этажи которого расположены выше покрытия, причём на указанных по меньшей мере одном здании и/или по меньшей мере одной тросовой системе также размещены средства для эксплуатации, ремонта и обеспечения безопасности сооружения, расположенные выше покрытия.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
13. Сооружение по любому из п.п.1-12, отличающееся тем, что покрытие тросовых систем является светопрозрачным и выбрано из группы, включающей: стеклопакеты, и/или листовой поликарбонатный пластик, и/или многослойную полимерную пленку, и/или многослойный полиэфирный стеклопластик.
14. Сооружение по любому из п. 1-13, отличающееся тем, что светопрозрачное покрытие выполнено по меньшей мере с одним участком, не пропускающим свет.
15. Сооружение по любому из п. п. 1-4, 8-12, отличающееся тем, что покрытие содержит плиту проезжей части моста.
16. Распорная стойка для распирания тросов, которая является сквозной, имеет постоянное и/или переменное поперечное сечение и содержит продольно расположенные относительно распорной стойки стержни, соединенные друг с другом посредством планок или решеток и поперечных диафрагм.
17. Распорная стойка по и. 16, отличающаяся тем, что она содержит на своих концах устройства для закрепления этой стойки между распираемыми ею тросами.
18. Распорная стойка по п. п. 16 или 17, отличающаяся тем, что поперечные диафрагмы установлены на расстоянии 1-3 метра друг от друга в продольном направлении распорной стойки.
19. Распорная стойка по п. п. 16 - 18, отличающаяся тем, что стержни, используемые для формирования ствола стойки, выполнены из металлических прокатных профилей или из профилей подходящих по свойствам композиционных материалов.
20. Тросовая система, содержащая по меньшей мере два пояса тросов, распорные стойки, установленные наклонно и/или вертикально между поясами тросовой системы, и первые элементы, выполненные с возможностью восприятия растягивающих и/или сжимающих усилий и установленные по меньшей мере между двумя тросами по меньшей мере одного пояса соответствующей тросовой системы.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
21. Тросовая система по п.20, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вторые элементы, выполненные с возможностью восприятия ими растягивающих усилий и установленные по меньшей мере между двумя тросами одного или различных поясов соответствующей тросовой системы или тросовых систем.
22. Тросовая система по п.п. 20 или 21, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть её распорных стоек являются сквозными и имеют постоянное или переменное сечение.
23. Тросовая система по любому из п.п. 20-22, отличающееся тем, что тросовая система пригружена посредством по меньшей мере одной тросовой оттяжки- пригруза.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/RU2012/000315 2011-10-18 2012-04-25 Защитное сооружение с большепролетным светопрозрачным покрытием WO2013058675A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201490818A EA201490818A1 (ru) 2011-10-18 2012-04-25 Висячие многопоясные тросовые системы для перекрытия больших пролетов, большепролетное сооружение со светопрозрачным покрытием

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201101500A EA201101500A1 (ru) 2011-10-18 2011-10-18 Защитное сооружение с большепролетным светопрозрачным покрытием
EA201101500 2014-05-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013058675A1 true WO2013058675A1 (ru) 2013-04-25

Family

ID=46145170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2012/000315 WO2013058675A1 (ru) 2011-10-18 2012-04-25 Защитное сооружение с большепролетным светопрозрачным покрытием

Country Status (2)

Country Link
EA (2) EA201101500A1 (ru)
WO (1) WO2013058675A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114575464A (zh) * 2022-05-07 2022-06-03 清华大学 建筑屋顶构造及施工方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109826356B (zh) * 2019-01-17 2023-10-31 上海海事大学 一种旋转双曲面葵花型索穹顶
RU2730070C1 (ru) * 2019-08-19 2020-08-17 Константин Владимирович Денисенко Многофункциональное здание

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1173024A1 (ru) * 1983-10-10 1985-08-15 Государственный Проектный Институт "Укрпроектстальконструкция" Решетчата секционна башн
CN201306017Y (zh) * 2008-07-23 2009-09-09 李小涛 体育场活动顶篷

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2146029B1 (de) * 1971-09-15 1973-05-17 Dachkonstruktion fuer hallen, stadien od. dgl
SU1411404A1 (ru) * 1986-04-07 1988-07-23 Московский научно-исследовательский и проектный институт типового и экспериментального проектирования Складчатое покрытие

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1173024A1 (ru) * 1983-10-10 1985-08-15 Государственный Проектный Институт "Укрпроектстальконструкция" Решетчата секционна башн
CN201306017Y (zh) * 2008-07-23 2009-09-09 李小涛 体育场活动顶篷

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
N.P.MELNIKOVA.: "Spravochnik proektirovschika.", METALLICHESKIE KONSTRUKTSII. MOSCOW, STROIIZDAT, 1980, pages 333 - 335 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114575464A (zh) * 2022-05-07 2022-06-03 清华大学 建筑屋顶构造及施工方法
CN114575464B (zh) * 2022-05-07 2022-07-22 清华大学 建筑屋顶构造及施工方法

Also Published As

Publication number Publication date
EA016435B1 (ru) 2012-04-30
EA201101500A1 (ru) 2012-04-30
EA201490818A1 (ru) 2014-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fiorino et al. Designing CFS structures: The new school bfs in naples
CN202324688U (zh) 救灾安置活动房
EP2844802B1 (en) SANDWICH PANEL and METHOD OF BUILDING SUCH A SANDWICH PANEL
RU2596228C1 (ru) Несущая конструкция многоэтажного большепролетного сооружения (варианты) и способ возведения многоэтажного большепролетного сооружения
CN102605885B (zh) 一种轻质钢拱桁形成的大型建筑封闭屋顶
WO2013058675A1 (ru) Защитное сооружение с большепролетным светопрозрачным покрытием
CN102943572B (zh) 单层砌体住宅钢架护顶结构及其施工方法
CN105040813B (zh) 铝合金房屋的前立面系统
KR100422298B1 (ko) 평면 격자형 케이블구조를 이용한 구조물 건설공법
KR101049004B1 (ko) 돔 구조의 시공방법 및 이를 이용한 돔 구조물
RU77883U1 (ru) Быстросборная каркасно-тентовая конструкция
CN105089148B (zh) 铝合金房屋的侧向立面系统
KR20160030029A (ko) 이동식 가옥
RU2274718C2 (ru) Способ реконструкции с усилением здания по всему периметру
EA041191B1 (ru) Большепролётное мостовое сооружение
Santoso Wide-span cable structures
Fast et al. Design of the roof for the Grandview Heights aquatic centre, Surrey, Canada
Makowski History of development of various types of braced barrel vaults and review of recent achievements all over the world
RU2010093C1 (ru) Здание и рама каркаса здания
Mollaert et al. Textile shelters for archaeological or heritage areas: design references
RU114078U1 (ru) Спортивное сооружение
Milošević et al. Tensile structures as the most advanced lightweight structures
RU2757438C1 (ru) Сооружение с мембранно-пневматическим покрытием
RU2514075C1 (ru) Здание-мост
RU2457302C1 (ru) Плитная строительная конструкция

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: 12841018

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201490818

Country of ref document: EA

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12841018

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1