РЕБРИСТЫЙ КУПОЛ

Полезная модель относится к строительству и может быть использовано в общественных, торговых и промышленных зданиях, специальных сооружениях.
Известно пространственное ячеистое купольное покрытие [1], состоящее из смонтированных под углом одна к другой пяти- и шестиуголных панелей, соединенных друг с другом со смежным краем и снабженных по низу трапециевидными равнобедренными панелями, равными половине шестигранных панелей.
Недостаток данной конструкции небольшая надежность элементов купольного покрытия, так как все элементы соединяются на болтах. При большом числе болтов увеличивается трудоемкость монтажа.
Известен ребристый купол с меридиональными арочными ребрами и шарнирно соединенных между собой несущих элементов [2]. В местах соединения этих несущих элементов к меридиональным арочным ребрам закреплены жесткие прогоны, образуя по поверхности купола кольцевые несущие элементы.
Недостатком данного купольного покрытия является большая материалоемкость и трудоемкость выполнении сборочных работ.
Известен ребристый купол, выполненный из металлических балок к которым крепятся навесные металлические щиты с помощью болтового соединения [3].
Недостатком данного купольного покрытия является большое количество болтовых соединений, что увеличивает трудоемкость и металлоемкость. Кроме того конструкция ребристого купола выполнена таким образом что, радиальные усилия действуют с эксцентриситетом по отношения к металлическим щитам. Это вызывает дополнительные местные моменты снижающие надежность купола.
Наиболее близким предлагаемому техническому решению является ребристо-кольцевой купол, содержащий нижнее и коньковое опорные кольца, соединенные с ними, имеющие оголовки, радиальные ребра, одни концы которых прикреплены шарнирно к нижнему опорному кольцу; при этом оголовок каждого ребра снабжен накладками, между которыми размещено кольцевое опорное кольцо [4].
Недостаток данного решения заключается в том, что имеется большое число болтовых соединений увеличивающих трудоемкость монтажа и снижающих несущую способность ребристого купола. Кроме того, передача усилия с внутреннего кольца на радиальные ребра происходит с эксцентриситетом по отношению к центру тяжести сечения радиального ребра.
Задача - увеличение несущей способности и материалоемкости купола за счет уменьшения эксцентриситета передачи усилия с верхнего кольца на радиальные ребра и уменьшения влияния температурных воздействий.
Задача достигается тем, что ребристый купол, содержащий нижнее и верхнее опорные кольца и радиальные ребра, нижние концы которых шарнирно прикреплены к нижнему опорному кольцу, а противоположные концы ребер объединены в двух шарнирные арки, причем оголовки каждого ребра в верхней части купола и верхнее опорное кольцо снабжены пластинами прикрепленными к ним, которые соединены внахлест втулками; при этом верхнее опорное кольцо и все оголовки ребер соединены кольцевой усиливающей накладкой, а нижние концы ребер снабжены соединительными элементами, прикрепленными к ребрам и нижнему опорному кольцу; кроме того, кольцевая усиливающая накладка имеет один гофр, причем гофр расположен вдоль кольцевого опорного ребра; при этом каждый соединительный элемент выполнен из двух штампованных элементов и овалообразной пластины; причем штампованные элементы и овалообразные пластины соединяются монтажным швом.
Авторам известна сферическая оболочка [5], в которой радиальные ребра выполнены полыми и прикреплены к дискам внахлест с помощью болтов с образованием сферы. Отличие в том, что в заявленном решении имеется верхнее и нижнее опорные кольца, к которым прикрепляются радиальные полые ребра с образованием полусферы - ребристого купола. В аналоге [5] к верхнему кольцу (дискам) прикрепление ведется через междуреберные пластинки, а в предлагаемом решении через ребра.
На фиг.1 изображен ребристый купол, общий вид;
На фиг.2 - панели: поз 4 и 5;
На фиг.3 - узел А на фиг.1;
На фиг.4, фиг.5 - разрез 1-1 на фиг.3 (варианты);
На фиг.6 - разрез 2-2 на фиг.3.
На фиг.7 - сечение А-А на фиг.1.
Ребристый купол содержит: 1 - нижнее опорное кольцо, 2 - верхнее опорное кольцо, 3 - радиальные ребра, 4 - четная панель, 5 - нечетная панель, 6 - пластина, 7 - ограничители, 8 - круглая пластина, 9 - кольцевая усиливающая накладка, 10 - кольцевое опорное ребро, 11 - пластина верхнего опорного кольца, 12 - втулка, 13 - радиальный шов, 14 - штампованный элемент, 15 - овалообразная пластина, 16 - гофр.
Ребристый купол содержит нижнее 1 и верхнее 2 опорные кольца и радиальные ребра 3, нижние концы которых шарнирно прикреплены к нижнему опорному кольцу 1, а противоположные концы ребер объединены в двухшарнирные арки.
Оголовки каждого ребра 3 в верхней части купола и верхнее опорное кольцо 2 снабжены пластинами 6, 11 прикрепленными к ним. Пластины 6 прикрепляются на четные 4 и нечетные 5 панели, а панели соединяются между собой сварными швами 13. При этом пластины 11 прикрепляются на опорное ребро 10 верхнего опорного кольца 2. Пластины 6, 11 соединены внахлест втулками 12. Для удобства монтажа по краям панелей 4, 5 предусмотрены ограничители 7.
Верхнее опорное кольцо 2 и все оголовки ребер 3 соединены кольцевой усиливающей накладкой 9, прикрепленной с помощью сварных швов к круглой пластине 8 верхнего опорного кольца 2.
Предложенное сопряжение позволяет существенно уменьшить эксцентриситет передачи усилия с верхнего кольца 2 на радиальные ребра 3.
Нижние концы ребер 3 снабжены соединительными элементами, прикрепленными к ребрам 3 и нижнему опорному кольцу 1. Каждый соединительный элемент выполнен из двух штампованных элементов 14 и овалообразной пластины 15; причем штампованные элементы 14 и овалообразные пластины 15 соединяются монтажным швом.
Для уменьшения влияния температурных воздействий в кольцевой накладке 9 образован небольшой гофр 16 расположенный вдоль кольцевого опорного ребра.
Предлагаемая конструкция ребристого купола позволяет повысить несущую способность купола, снизить металлоемкость и общую эксплуатационную надежность сооружения.
Источники информации
1. Патент на изобретение №2212502. Пространственное ячеистое купольное покрытие. Е04В 1/32. 2000.
2. Патент на изобретение №2298618. Ребристый купол. Е04В 7/08, Е04В 7/32. 2005
3. Патент на изобретение №4,663,898. Dome-shaped building structure. E04B 1/32. 1985.
4. Патент на изобретение №1106880. Ребристый купол. Е04В 7/08, Е04В 1/32. 2005.
5. Патент на изобретение №2295415 С1. Способ изготовления металлической сферической оболочки. МПК B21D 51/08. 2007.