АРМАТУРНЫЙ КАРКАС
REINFORCEMENT CAGE

Изобретение относится к области строительства, а именно к пространственным арматурным каркасным сооружениям, и может быть использовано для возведения сооружений любой конфигурации.
Известен арматурный каркас (патент №2338036, кл. Е04В 1/32, Е04С 5/00) требуемой конфигурации, выполненный из соединенных между собой жестко по точкам касания, не расположенным на одной прямой модулей, состоящих из октаэдров, образованных линейными элементами, которые соединены между собой общими гранями в объемные фигуры без ребер, параллельных оси модулей, при этом в вершинах октаэдров выполнены выступы в виде стержней с возможностью закрепления на них слоя заливаемой трансформируемой обшивки.
Недостатками известного арматурного каркаса являются ограниченные технологические возможности из-за большой металлоемкости ввиду большого количества линейных элементов образующих модули в виде октаэдров (у октаэдра 12 линейных элементов), из-за этого сложность его изготовления, а также известная строительная конструкция не позволяет достичь определенной симметрии или их повторяемости в виде гармонического чередования несущих стволов модулей каркаса и пространств между ними.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является патент (патент №1831910, кл. Е04В 1/32, 1996), согласно которому выполнены пространственные каркасы различного назначения сочетанием модульных тетраэдров, образованных стержнями.
Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, так как известная строительная конструкция не позволяет балкам соединяться под любым углом и получающиеся фигуры не могут применяться для производства конструкций любой заданной конфигурации, уменьшения количества линейных элементов, образующих модули, упрощения изготовления модулей и арматурного каркаса в целом, придания каркасу большей выразительности и красоты.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей за счет соединения балок под любым углом и получения фигур любой заданной конфигурации, уменьшение количества линейных элементов, образующих модули, упрощение изготовления модулей и арматурного каркаса в целом, придание каркасу большей выразительности и красоты.
Техническое решение достигается тем, что в арматурном каркасе требуемой конфигурации, выполненном из соединенных между собой модульных тетраэдров, образованных стержнями, арматурный каркас выполнен из соединенных между собой жестко по точкам касания, не расположенных на одной прямой модулей, состоящих из правильных тетраэдров, соединенных между собой гранями с образованием элементов арматурного каркаса левой или правой завинченностью, соединенных друг с другом гранями тетраэдров или выступами в виде трехгранной пирамиды, которые входят в охватывающий элемент модуля в виде грани тетраэдров с образованием точек касания с образованием арматурного каркаса требуемой различной конфигурации, при этом на стержневых выступах вершин тетраэдров закреплен слой заливаемой трансформируемой обшивки.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции арматурного каркаса требуемой конфигурации.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что за счет того что арматурный каркас выполнен из соединенных между собой жестко по точкам касания, не расположенных на одной прямой модулей, состоящих из тетраэдров, соединенных между собой гранями, обеспечивается расширение технологических возможностей за счет соединения балок под любым углом и получения фигур любой заданной конфигурации, уменьшение количества линейных элементов, образующих модули, упрощение изготовления модулей и арматурного каркаса в целом.
Новизна изобретения заключается в том, что за счет того что элементы арматурного каркаса соединены друг с другом гранями или выступами в виде трехгранной пирамиды, которые входят в охватывающей элемент модуля в виде грани тетраэдра с образованием точек касания с образованием арматурного каркаса требуемой различной конфигурации, при этом на стержневые выступы вершин тетраэдров закреплен слой заливаемой трансформируемой обшивки, расширяются технологические возможности за счет соединения балок под любым углом и получения фигур любой заданной конфигурации, уменьшается количество линейных элементов, образующих модули, упрощается изготовление модулей и арматурного каркаса в целом.
Новизна заключается также в том, что изготовление модулей из правильных тетраэдров в виде арматурного каркаса требуемой различной конфигурации с правой и левой завинченностью позволяет достичь и придавать каркасу большую выразительность и красоту.
На фиг.1 изображен элемент модуля арматурного каркаса в виде замкнутого правильного тетраэдра; на фиг.2 - модуль арматурного каркаса левой завинченности, образованный правильными тетраэдрами, соединенными между собой гранями; на фиг.3 - модуль арматурного каркаса правой завинченности, образованный правильными тетраэдрами соединенными между собой гранями; на фиг.4 - участок арматурного каркаса, модули которого соединены друг с другом гранями тетраэдров; на фиг.5 - участок арматурного каркаса, модули которого соединены друг с другом не только гранями тетраэдров, но и выступами в виде трехгранной пирамиды, которые входят в охватывающий элемент модуля в виде грани тетраэдра с образованием точек касания; на фиг.6 - участок армированного каркаса, покрытого армированной трансформируемой обшивкой, залитой твердеющей смесью.
1
11
1
11
На фиг.1 представлен элемент модуля арматурного каркаса в виде правильного замкнутого тетраэдра, в границы которого входят четыре одинаковых грани 1, шесть одинаковых по длине ребер 2 и четыре вершины 3. У правильного тетраэдра каждая грань является равносторонним треугольником, двухгранный угол между ними φ=70° 30 44. Центром правильного тетраэдра является геометрическое место точек, равноудаленное от четырех его вершин. Центральный угол ω=109° 28 16. Соединяя правильные тетраэдры между собой различными способами (ребрами или гранями), можно образовать арматурный каркас требуемой различной конфигурации левой (фиг.2) или правой (фиг.3) завинченности.
На фиг.2 представлен модуль арматурного каркаса левой завинченности, образованный правильными тетраэдрами, соединенными между собой гранями 1. Вершины тетраэдров 3 (фиг.1) такого арматурного каркаса образуют три ломаных цилиндрических винтовых линии левой завинченности 4-5-6-7; 8-9-10-11-12; 13-14-15-16-17, а ребра 2 тетраэдров являются секущими этих винтовых линий. Модуль (фиг.2) снабжен выступами в виде трехгранной пирамиды А и Б.
На фиг.3 представлен модуль арматурного каркаса правой завинченности, образованный правильными тетраэдрами, соединенными между собой гранями 1. Вершины тетраэдров 3 (фиг.1) такого арматурного каркаса образуют три ломаных цилиндрических винтовых линии правой завинченности 18-19-20-21-22; 23-24-25-26-27; 28-29-30-31, а ребра 2 тетраэдров являются секущими этих винтовых линий. Модуль (фиг.3) снабжен выступами в виде трехгранной пирамиды В и Г.
Модули в арматурный каркас могут соединяться друг с другом гранями тетраэдров (фиг.4), как, например, модуль 32 соединен с модулем 33 гранью 34 тетраэдров (показанных на фиг.4 зачерненными ребрами треугольника 34). Модуль 33 присоединен к модулю 36 гранями 37 тетраэдров (показанных на фиг.4 зачерненными ребрами треугольника 37). К модулю 36 присоединен модуль 38 гранью 39 тетраэдров (показанных на фиг.4 зачерненными ребрами треугольника 39). К модулю 36 также присоединен модуль 40 гранью 41 тетраэдров (показанных на фиг.4 зачерненными ребрами треугольника 41). Модуль 42 присоединен к модулю 40 гранью 43 тетраэдров (показанных на фиг.4 зачерненными ребрами треугольника 43). Модули в арматурный каркас могут присоединятся друг к другу не только гранями тетраэдров (фиг.5), но и своими выступами, как, например, модуль 44 присоединен к модулю 45 выступом в виде трехгранной пирамиды Д, который входит в охватывающий элемент модуля 45 в виде грани тетраэдра с образованием точек касания 46, 47, 48. Соединением в этих точках (46, 47, 48) при подходящем взаимном расположении модулей создается требуемая конфигурация арматурного каркаса. Модуль 49 присоединен аналогичным образом к модулю 45, а именно выступом в виде трехгранной пирамиды Е, который входит в охватывающий элемент модуля 45 в виде грани тетраэдра с образованием точек касания 50, 51, 52. На фиг.5 представлен вариант присоединения к модулю 45 модуля 52 гранью 53 тетраэдров (показанных на фиг.5 зачерненными ребрами треугольника 53). Также конфигурацию создает сама форма модуля, формообразующие способности которого возрастают по мере увеличения количества составляющих его тетраэдров и относительно общей конструкции уменьшения их размеров, то есть меняется точность повторения каркасом требуемой конфигурации.
Таким образом, вследствие развернутой пространственной выпуклости и вогнутости взаимное расположение модулей с последующим жестким их закреплением или гранями, или выступами в виде трехгранной пирамиды можно плавно варьировать в широком диапазоне.
На жесткости тетраэдров (фиг.1), в которых нагрузка на любую точку в любом направлении распределяется вдоль ребер 2, основана прочность всей конструкции. При заливке твердеющей смесью армированной трансформируемой обшивки 54, жестко закрепленной на стержневых выступах 55 вершин тетраэдров, образуется прочно связанный с каждой точкой каркаса слой 56, ограничивающий пространство вокруг каркаса в виде монолитного корпуса 57.
Технико-экономические преимущества возникают за счет соединения балок под любым углом и получения фигур любой заданной конфигурации, уменьшения количества линейных элементов, образующих модули, упрощения изготовления модулей и арматурного каркаса в целом, придания каркасу большей выразительности и красоты.