Каркасное сооружение

Полезная модель относится к строительству сооружений, выполненных из легких конструкций каркасного типа.
1
1
Известно сооружение [RU 23890, U1, Е04В 1/32, 20.07.2002], состоящее из связанных друг с другом дугообразных купольных элементов, опирающихся на основание, причем дугообразные купольные элементы выполнены из деревянных брусов, внешняя и внутренняя поверхности которых выполнены криволинейными, при этом каждый брус состоит из дугообразных сегментов, последовательно состыкованных между собой, каждый дугообразный сегмент изготовлен из деревянной прямоугольной заготовки, торцевые поверхности дугообразных сегментов бруса выполнены под углом α=10-90° друг к другу и на них выполнены торцевые шипы и пазы, а боковые поверхности бруса расположены под углом β друг к другу в плоскости, касательной к внешней криволинейной поверхности бруса в верхней точке ее осевой линии, где β=(1-10°) и на них выполнены продольные шипы и пазы по круговым траекториям, причем дугообразные купольные элементы связаны между собой через продольные круговые соединения "шип-паз".
Недостатком этого технического решения является его относительно высокая сложность и относительно большая масса.
Известно также устройство каркасного типа [RU 151001, U1, Е04В 1/32, 10.03.2015], содержащее опорную часть в виде поддона, включающего каркас поддона с закрепленными на нем панелями поддона и, по крайней мере, одной панелью поддона для установки двери, и верхнюю часть в виде купола, включающего каркас купола с закрепленными на нем панелями купола и по крайней мере одной панелью для установки двери, при этом, панели купола выполнены в виде сферических треугольных секций, панели поддона выполнены в виде горизонтальных треугольных секций с вертикальной четырехугольной выпуклой стенкой, а все вышеуказанные элементы выполнены из стекловолоконного армированного пластика.
Недостатком устройства является его относительно высокая сложность, вызванная сложной формой сферических треугольных секций.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является каркас для сборно-разборного сооружения [RU 110392, U1, Е04В 1/32, 20.11.2011], состоящий из крыши в виде купола, периферийного замкнутого строения с внутренним пространственным объемом, трубной опоры для купола, установленной в центре внутреннего пространственного объема, при выполнении периферийного замкнутого строения в плане в виде круга с возможностью размещения во внутреннем пространственном объеме функционального оборудования в виде биогазовой установки и вспомогательных устройств для нее, имеющего наружное эластичное покрытие со сквозными проемами, снабженного в верхней части опорным кольцом для нижней части купола, выполненный из дугообразных элементов, причем, каркас содержит внешние несущие элементы в виде дугообразных элементов, расположенных меридианно и образующих сегменты, и в виде кольцевых элементов, расположенных горизонтально, которые при пересечении образуют решетку, по крайней мере, в виде четырехугольных секций, и содержит внутренние несущие и опорные элементы в виде конструкции ферм, расположенные во внутреннем пространственном объеме ответно дугообразным элементам и расположенные по периметру периферийного замкнутого строения, ответно нижней опорной части купола соответственно.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно высокая масса и относительно низкая прочность, вызывающая необходимость использования трубной опоры для купола и внутренних несущих и опорных элементов в виде конструкции ферм, что хотя несколько и повышает прочность устройства, но одновременно и существенно усложняет его.
Задачей, которая решается в полезной модели, является повышение прочности при одновременном упрощении.
Требуемый технический результат заключается в повышении прочности и упрощении устройства.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в устройстве, имеющем куполообразную форму и содержащем несущие элементы в виде дугообразных элементов, расположенных меридианно, и кольцевых элементов, которые при пересечении с дугообразными элементами образуют решетку в виде четырехугольных секций, согласно полезной модели, дугообразные и кольцевые элементы выполнены в виде плоских пластин и в местах пересечения направлены друг к другу под прямым углом.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что дугообразные и кольцевые элементы в виде плоских пластин имеют ширину 10-20 см.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что дугообразные и кольцевые элементы в виде плоских пластин имеют толщину 2-5 мм.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что плоские пластины выполнены из стеклопластика.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что плоские пластины выполнены из базальтопластика.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что плоские пластины выполнены из гибридных материалов.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что дугообразные и кольцевые элементы в виде плоских пластин при пересечении соединены крестообразно с помощью пазов в половину ширины каждого элемента.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что дугообразные элементы выполнены в виде отрезков по высоте четырехугольных секций в местах пересечения с кольцевыми элементами и соединены с ними с помощью связующего.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что несущие элементы с внешней и внутренней стороны покрыты облицовкой или из стеклопластика, или из базальтопластика или из гибридных материалов.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что четырехугольные секции заполнены теплоизоляционным материалом.
На чертеже представлена конструкция каркасного сооружения.
Каркасное сооружение имеет куполообразную форму и содержит несущие элементы в виде дугообразных элементов 1, расположенных меридианно, и кольцевых элементов 2, которые при пересечении образуют решетку в виде четырехугольных секций 3.
В каркасном сооружении дугообразные 1 и кольцевые 2 элементы выполнены в виде плоских пластин или из стеклопластика, или из базальтопластика или из гибридных материалов и в местах пересечения направлены друг к другу под прямым углом.
Примером выполнения небольших каркасных сооружений дугообразные и кольцевые элементы в виде плоских пластин могут иметь ширину 10-20 см и толщину 2-5 мм. Меньшая ширина и толщина может не обеспечить требуемую прочность, сооружения, а большие ведут к неоправданному расходу материалов.
Возможны различные варианты выполнения соединения дугообразных 1 и кольцевых 2 элементов в виде плоских пластин в месте пересечения. Они могут быть соединены крестообразно с вырезами в половину ширины. Кроме того, дугообразные элементы 1 могут быть выполнены в виде отрезков по высоте четырехугольных секций в местах пересечения с кольцевыми элементами 2 и соединены с ними эпоксидным клеем. Аналогично кольцевые элементы 2 могут быть выполнены в виде отрезков по ширине ячейки конструкции в местах пересечения с дугообразными элементами 1 и соединены с ними эпоксидным клеем.
Несущие элементы с внешней и внутренней стороны могут быть покрыты внутренней 4 и/или внешней 5 облицовкой.
Внутренняя 4 и/или внешняя 5 облицовка может быть выполнена из композиционного материала, например, армированные пластики на основе угле-, стекловолокна или базальта.
Используется каркасное сооружение следующим образом.
Предложенное каркасное сооружение, как правило, устанавливается на облегченный фундамент и закрепляется на нем. В стенах сооружения могут быть выполнены двери и окна. В частном случае, облицовка может быть выполнена прозрачной, например, при использовании сооружения для теплиц. Четырехугольные секции могут быть заполнены теплоизоляционным материалом.
Благодаря тому, что дугообразные 1 и кольцевые 2 элементы выполнены в виде плоских пластин из стеклопластика, базальтопластика или гибридных материалов, а в местах пересечения направлены друг к другу под прямым углом, обеспечивается повышенная жесткость предложенной конструкции. Это обусловлено тем, что пластины из стеклопластика, базальтопластика или гибридных материалов, выполненные, имеют очень высокую устойчивость (сопротивляемость) к сжатию и растяжению. В предложенной структуре взаимно перекрещивающиеся элементы из стеклопластика, базальтопластика или гибридных материалов создают внутренний распор, при котором все их внутренние элементы работают на сжатие, например при вертикальных нагрузках от снега или боковых ветровых нагрузках. Это позволяет достичь требуемого технического результата, заключающегося в повышении прочности, а также в упрощении устройства, поскольку обеспечиваемая прочность исключает необходимость использования трубной опоры для купола и внутренних несущих и опорных элементов в виде конструкции ферм. Одновременно существенно уменьшается масса сооружения ввиду низкого удельного объема используемых материалов и конструкции сооружения.