ПНЕВМОКАРКАСНОЕ СООРУЖЕНИЕ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к временным быстровозводимым пневмокаркасным крупногабаритным по объему сооружениям, предназначенным для использования в различных целях, в различных климатических условиях, в том числе экстремальных, и доставляемых к местам использования в компактном виде, удобном для транспортировки.
В частности, полезная модель может быть использована при ликвидации последствий стихийных бедствий и техногенных катастроф, а также в иных чрезвычайных ситуациях в качестве временного жилища для пострадавших или госпиталя для оказания помощи пострадавшим.
Известно пневмокаркасное сооружение, включающее оболочку с закрепленными на ней элементами жесткости, образующими каркас и выполненными в виде надувных торов, имеющих индивидуальный подвод воздуха для регулирования их жесткости и расположенных по высоте оболочки [1].
Известное сооружение ограничено одной формой выполнения - в виде круглого куполообразного сооружения, что ограничивает области его применения, а также снижает эксплуатационные характеристики, что связано с тем, что при нарушении герметичности оболочки любого из элементов жесткости известная конструкция теряет свою форму, а восстановление герметичности требует длительного времени, во время которого эксплуатация сооружения невозможна.
Известно также пневмокаркасное сооружение, содержащее каркас из надувных элементов в виде пневматических арок низкого давления,
установленных вдоль сооружения, и тканевый тент, покрывающий снаружи каркас [2].
Известная конструкция громоздка вследствие выполнения элементов пневматического каркаса с большим диаметром, имеет низкую надежность, обусловленную тем, что перепады температур воздуха вызывают изменение давления в надувных элементах, их деформацию, вследствие чего конструкция теряет форму и устойчивость, кроме того, при нарушении герметичности оболочки любого из элементов жесткости известная конструкция теряет свою форму, а восстановление герметичности требует длительного времени, во время которого эксплуатация сооружения невозможна.
Известен ряд однотипных пневмокаркасных сооружений [3]; [4]; [5]; [6], которые содержат пневматический каркас, роль которого выполняют пневматические несущие элементы, расположенные в плоскостях поперечного сечения в виде арок и в плоскостях продольного сечения в виде продольных надувных балок. Балки и арки между собой соединены клеевым способом с образованием по концам балок силовых узлов, образованных механическим неразъемным соединением элементов каркаса между собой, при этом материалом элементов каркаса является герметичный эластичный материал (прорезиненная ткань), а с наружной стороны каркас обтянут обшивкой - оболочкой-тентом.
В качестве ближайшего аналога принимается одна из указанных выше конструкций, а именно, известная из [5].
Данное пневмокаркасное сооружение является устройством многопланового назначения, в том числе и для проведения работ с использованием внутри сооружения крупногабаритной грузоподъемной техники.
Однако наряду с указанными положительными качествами известное устройство характеризуется и недостатками, основными из которых
являются: усложнение конструкции ввиду необходимости разнонаправленной ориентации несущих элементов и, как следствие, достаточно высокая трудоемкость сборки и монтажа, низкая степень теплоизоляции и низкий ресурс службы в экстремальных условиях, например, в зоне боевых действий.
Известная конструкция имеет удовлетворительную жесткость только в силовых узлах, тогда как по длине пневматические элементы, будучи несвязанными между собой, работают порознь, вследствие чего большая часть покрытия плохо противостоит ветровой и снеговой нагрузке, а также конструкция теряет форму и устойчивость при нарушении герметичности оболочки любого из элементов жесткости.
Кроме того, собранную единожды конструкцию можно считать практически неразборной вследствие наличия механического неразъемного клеевого соединения несущих элементов между собой в силовых узлах.
В основу изобретения положена задача разработки пневмокаркасного сооружения, лишенного указанных выше недостатков известного пневмокаркасного сооружения.
Технический результат заключается в обеспечении высокой устойчивостью под ветровой и снеговой нагрузкой и надежностью в эксплуатации, высокой ремонтопригодности, а также легкости сборки и разборки пневмокаркасного сооружения при одновременной простоте конструкции и малом весе.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном пневмокаркасном сооружении, содержащем ограждение и пневматические элементы, ограждение выполнено из оболочек, соединенных перегородками с образованием камер, в которые свободно, без механического их соединения между собой помещены герметичные пневматические элементы, образующие совместно с упомянутыми оболочками и соединяющими их перегородками при надувании воздухом каркас сооружения.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, из которых на фиг.1 котором показан общий вид пневмокаркасного сооружения, а на фиг.2 вид "А" на фиг.1.
Пневмокаркасное сооружение состоит из ограждения, состоящего из внешней 1 и внутренней 2 оболочек, соединенных перегородками 3, образующими ряд камер 4. Внутри каждой камеры 4 расположен герметичный пневматический элемент 5, посредством клапанов 6 автономно подключенный к общей пневмомагистрали 7. В состав пневматического сооружения входит также автоматическая система поддержки постоянного давления в пневматических элементах 5 (условно не показана) в процессе эксплуатации сооружения.
Пневматические элементы 5 предпочтительно выполнять диаметром 20÷30 см.
Работа полезной модели осуществляется следующим образом.
Извлеченное из упаковки ограждение с уже вложенными в процессе изготовления сооружения в камеры 4 пневматическими элементами 5, соединенными посредством клапанов 6 с общей пневмомагистралью, раскладывают на поверхности земли или иного основания. Соединяют пневмомагистраль 7 с компрессором и начинают подачу воздуха в пневматические элементы 5.
Воздух в процессе его поступления в пневматические элементы 5 наполняет их и придает им форму, близкую к форме внутреннего пространства камер 4. Стенки пневматических элементов растягиваясь под действием давления сжатого воздуха, воздействуют на оболочки 1 и 2, а также перегородки 3, образующие стенки камер 4, и обеспечивают их натяжение с образованием пневматическими элементами 5, оболочками 1 и 2
и перегородками единого силового элемента, образующего единый пневматический каркас по всему объему сооружения.
По достижении в каждом пневматическом элементе 5 заданного давления (0,15-0,25 атм) воздуха пневмомагистраль 7 автоматически перекрывается и включается автоматическая система поддержки постоянного давления в пневматических элементах 5.
В дальнейшем, в случае падения давления в отдельном пневматическом элементе 5 или группе элементов 5 автоматическая система поддержки постоянного давления в пневматических элементах 5 воздействует на клапаны 6 на этих пневматических элементах 5, открывая их, в результате чего воздух поступает в полости тех пневматических элементов 5, в которых давление воздуха упало ниже заданной величины.
В случае воздействия внешних факторов перепада температур, при нагреве конструкции и повышении давления внутри пневмоэлементов 5 выше заданного срабатывает клапан сброса давления (на чертеже условно не показан) до заданного условиями нормальной эксплуатации изделия.
В случае, если произошло нарушение герметичности одного или нескольких пневматических элементов 5 (вследствие прокола, разрыва или иного нарушения) и утечка воздуха превышает его поступление в пневматические элементы 5 (что обнаруживается автоматической системой поддержки постоянного давления в пневматических элементах 5 сооружения), принимается решение о замене вышедших из строя пневматических элементов 5 на новые. При этом не происходит нарушения конструктивной устойчивости сооружения и продолжается его эксплуатация.
В результате выполнения в ограждении камер, образованных соединенными посредством перегородок (перемычек) оболочками, при реализации изобретения образуется пневмокаркасное сооружение, характеризующееся высокой устойчивостью под ветровой и снеговой
нагрузкой и надежностью в эксплуатации вследствие образования в конструкции равносторонней жесткости: каркас конструкции образован конструктивным единством ограждения, представляющего собой сотовую конструкцию, и находящихся в его камерах силовых пневматических элементов, под действием распирающих усилий от давления в которых перегородки и оболочки ограждения образуют предварительно напряженную конструкцию, в которой перегородки выполняют функции ребер жесткости.
Указанное конструктивное единство обеспечивает также легкость сборки и разборки сооружения, что не обеспечено в сооружениях, представляющих уровень техники.
При этом конструкция отличается простотой, а само сооружение малым весом вследствие отсутствия стыковочных и фиксирующих деталей и узлов. Кроме того, в сооружении после монтажа конструкции отсутствует необходимость навешивать внутреннюю оболочку из теплоизолирующего материала для обеспечения его теплоизоляции, поскольку пневматические элементы при расширении соприкасаясь друг с другом через стенки камер образуют замкнутый объем, заполненный теплоизолятором-воздухом.
В случае нарушения герметичности одного или даже нескольких пневматических элементов сооружение не теряет своей формы, а замена соответствующих пневматических элементов производится в считанные минуты.
1. SU 528373 А, Е04В 1/345, 1976;
2. SU 744081 A, Е04В 1/345, 1980;
3. RU 2145375 C1, Е04В 15/20, 2002;
4. RU 2182811 С1, Е04В 15/20, 2002;
5. RU 2255192 C1, Е04В 15/20, 2005;
6. RU 2169818 C1, Е04В 15/20, 2001.