Модуль сферический

Настоящая полезная модель относится к области строительства, а именно к сферическим конструктивным модулям, используемым в качестве сферических купольных покрытий, оболочек резервуаров/газгольдеров, а также полносборных жилых блоков поселений на труднодоступных территориях и в зонах экстремальных природно-климатических условий, в т.ч. сферических жилых отсеков орбитальных космических многомодульных станций.
Из существующего перечня аналогичных технических решений известна сферическая оболочка газгольдера, составленная из однотипных линзовидных сферических листовых сегментов, имеющих дополнительное подразделение по длине и состыкованных по меридианам сферы с образованием двух противолежащих вершин-полюсов на ее поверхности (Архитектура промышленных предприятий, зданий и сооружений: справочник проектировщика /В.А. Дроздов, Л.Ф. Гольденгерш, Е.С. Матвеев и др.; под общ. ред. Кима Н.Н. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1990.- с. 617, рис. 32.15).
Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является сложный раскрой составных линзовидных сферических элементов, а также значительная трудоемкость точного соединения многочисленных вершин составляющих элементов в двух вершинах-полюсах сферической оболочки.
Известна сферическая оболочка газгольдера, составленная из разновеликих четырехугольных листовых полос, продольные кромки которых ориентированы по ее меридианам (Костов К. Архитектура инженерных сооружений и промышленного интерьера.- М.: Стройиздат, 1983.- с. 131, рис. 4.46-б).
Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, являются разнотипность и сложный раскрой составляющих оболочку четырехугольных полос, а, следовательно, значительная трудоемкость ее изготовления и монтажа.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является равноэлементная сферическая разбивка, где полную сферическую поверхность составляют 30 одинаковых ромбовидных отсеков, состыкованных по кромкам так, что в двух противолежащих наиболее удаленных друг от друга угловых вершинах каждого отсека сходится по пять смежных отсеков, а в двух других противолежащих его угловых вершинах - по три (Файбишенко В.К. Металлические конструкции: Учеб. пособие для вузов. - М.: Стройиздат, 1984.- с. 213, рис. 186-а).
Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является увеличенное количество сферических элементов, сходящихся в вершинах, а также значительные габариты ромбовидных элементов при большом диаметре сферической оболочки, что в итоге обусловливает трудоемкость ее монтажа.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является снижение трудоемкости монтажа сферической оболочки путем увеличения количества сторон у составляющих элементов и уменьшения числа стыкующихся в вершинах сферических элементов при получении максимального числа одинаковых элементов, покрывающих полную сферическую поверхность.
Данная задача решается за счет того, что в модуле сферическом, образованном одинаковыми многоугольными элементами сферической поверхности, состыкованными по дугообразным кромкам, элементы выполнены в виде пятиугольных сферических отсеков, дугообразные кромки которых очерчены участками геодезических линий, из которых четыре кромки выполнены попарно одинаковыми; при этом одна из угловых вершин каждого элемента является вершиной стыковки пяти смежных аналогичных элементов, а четыре остальные угловые вершины элемента являются вершинами стыковки трех смежных элементов; причем полную сферическую оболочку модуля составляют шестьдесят одинаковых пятиугольных элементов.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является снижение трудоемкости монтажа сферической оболочки путем увеличения количества сторон у составляющих элементов и уменьшения числа стыкующихся в вершинах сферических элементов при получении максимального числа одинаковых элементов, покрывающих полную сферическую поверхность.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1-2 изображены разновидности модуля сферического с различными геометрическими параметрами составляющих одинаковых пятиугольных сферических элементов.
Модуль сферический образован одинаковыми пятиугольными элементами 1 - отсеками сферической поверхности, состыкованными по дугообразным кромкам 2, 3, 4, которые очерчены участками геодезических линий; из них четыре кромки 2 и 3 выполнены попарно одинаковыми. При этом одна угловая вершина 5 каждого элемента 1 является вершиной стыковки пяти смежных аналогичных элементов 1, а четыре остальные угловые вершины элемента 1 являются вершинами стыковки трех смежных элементов 1; причем полную сферическую оболочку модуля составляют шестьдесят одинаковых пятиугольных элементов 1.
Сферическая оболочка заявляемого модуля выполняется, например, из многослойных композитных материалов с внутренним напененным изолирующим утеплителем. Возможно изготовление сборной оболочки модуля из горячеформованных металлических листовых элементов 1 с последующим соединением их по контурным дугам 2-4 сваркой.
Сферические модули могут в совокупности образовывать объемные составные объекты различной пространственной конфигурации, последовательно присоединяясь друг к другу известными способами. При этом полносборная конструкция модуля сферического может обеспечивать его полностью автономное, изолированное жизнеобеспечение в качестве объемного компонента составной структуры.