СКЛАДНОЙ КАРКАС СЕТЧАТОЙ ОБОЛОЧКИ

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении каркасов складных покрытий различных форм и назначения.
Известен складной каркас сетчатой оболочки вращения, включающий сеть с четырехугольными ячейками из шарнирно соединенных между собой неразрезных стержней выполненными жесткими в плоскости касательной поверхности оболочки и упруго-гибкими из плоскости и расположенных вдоль геодезических линий, имеющих равные углы к оси вращения, причем шарнирные соединения имеют оси перпендикулярные поверхности оболочки.
(А.с. СССР №646016, Е04В 1/343, Е04В 7/08, 1979.) Недостатком устройства является необходимость изготовления неразрезных стержней сложного профиля, совмещающих жесткость в одной плоскости с гибкостью в другой плоскости. Кроме того, предлагаемое в известном решении соединение стержней с крепежными элементами, размещаемыми в отверстиях стержней приводит к ослаблению сечения стержней, что снижает прочность каркаса, повышению трудоемкости и образованию отходов производства.
Известен складной каркас сетчатой оболочки вращения, включающий упруго-гибкие стержни, шарнирно соединенные между собой с образованием четырехугольных ячеек, фиксаторы рабочего положения, верхние и нижние кольца, радиальные стержни, гибкие связи. Недостатком устройства является большая номенклатура используемых изделий с различными креплениями, что усложняет изготовление и снижает эксплуатационные качества устройства.
(А.с. СССР №1747619, Е04В 1/343, Е04Н 15/48, Е04В 7/08, 1992)
В качестве прототипа выбран складной каркас сетчатой оболочки, включающий сеть с четырехугольными ячейками из шарнирно соединенных между собой пересекающихся упруго-гибких стержней, затяжки и фиксаторы положения, стержни снабжены гнутыми в плоскости, перпендикулярно плоскости оболочки, петлями, расстояние между которыми кратно длине стороны ячейки, и концевыми гнутыми петлями или крюками.
(Полезная модель №8380, Е04В 1/343, Е04В 7/08, 1998.)
К недостаткам устройства-прототипа относятся: соединение стержней без стержневых крепежных элементов типа цилиндрических шарниров или винтов приводит к ненадежной, неустойчивой фиксации стержней и заклиниванию соединений при эксплуатации трудоемкости изготовления и монтажа элементов, сложности складывания и невозможности образования многоугольных ячеек для крепления покрытия.
Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных качеств и улучшение свойств формообразования, предотвращении заклинивания, обеспечении надежного и устойчивого соединения петель-витков в разных плоскостях, возможности крепления покрытия и унификации элементов с одновременным упрощением технологии изготовления, простоте монтажа и более компактной транспортировке складного каркаса сетчатой оболочки.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в складном каркасе сетчатой оболочки, включающий сеть с ячейками из шарнирно соединенных между собой пересекающихся упруго-гибких стержней с петлями, расстояние между которыми кратно длине стороны ячейки, и концевыми гнутыми петлями, затяжки и фиксаторы положения предусмотрены следующие отличия концевые гнутые петли-витки находящиеся в одной плоскости соединены стержневыми крепежными элементами.
Кроме того среди существенных признаков, характеризующих устройство, отличительными являются:
- упруго-гибкие стержни выполнены с гнутыми петлями-витками по длине расстояние между которыми не кратно длине стороны ячейки.
- петли-витки по длине стержней соединенны с петлями-витками на концах стержней.
- петли-витки по длине стержней соединенны стержневыми крепежными элементами с петлями-витками по длине стержней.
- упруго-гибкие стержни стержни выполнены разрезными и не пересекающимися.
- затяжки и фиксаторы рабочего положения выполнены в виде упруго-гибких стержней с гнутыми петлями-витками на концах и по длине.
- стержни скрепляются с образованием многоугольных ячеек.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого устройства и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно с помощью стержневых крепежных элементов обеспечивается надежное, устойчивое соединение гибких петель-витков на концах и по длине упруго-гибких стержней, что в свою очередь предотвращает заклинивание соединения при сборке и разборке каркаса.
При этом благодаря расположению гнутых петель-витков, кратно и некратно по длине стороны ячейки, а также на концах стержней стало возможным образование многоугольных ячеек сети для крепления элементов покрытия.
Выполнение фиксаторов и затяжек в виде упруго-гибких стержней с гнутыми петлями-витками на концах и по длине позволяет упростить и унифицировать все элементы каркаса.
Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные качества оболочки, предотвращает заклинивание, обеспечивает надежное и устойчивое соединение, обеспечивает возможность крепление покрытия и унификацию элементов с одновременным упрощением технологии и изготовления. Увеличивает скорость монтаж и делает более компактной транспортировку складного каркаса сетчатой оболочки.
Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются чертежами:
фиг.1 - складной каркас сетчатой оболочки купольной формы.
Фиг.2 - складной каркас сетчатой оболочки купольной формы
фиг.3 - узел крепления стержней, вид с боку.
фиг.4 - соединение упруго-гибких стержней с помощью стержневого крепежного элемента, вид с верху.
фиг.5 - упруго-гибкий стержень с петлями-витками на концах.
фиг.6 - упруго-гибкий стержень с петлями-витками на концах и по длине.
Фиг.7 - складной каркас сетчатой оболочки с многоугольными ячейками.
В зависимости от эксплуатационных характеристик и возможностей автомата или приспособления по производству упруго-гибких стержней гнутые петли-витки изготавливаются по всей длине и на концах.
Каркас изготавливается из пружинной стальной, титановой проволоки, композита, кевлара, стекловолокна, углеволокна диаметром до 12 мм.
Стержни изготавливаются из бухты с помощью робота или вручную. Сборка производится в зависимости от требуемой формы и несущих способностей конструкции.
Стержни с гнутыми петлями-витками при пересечении или наложении друг на друга скрепляются стержневыми крепежными элементами (винтами, болтами, заклепками).
Предлагаемый складной каркас сетчатой оболочки включает упруго-гибкие стержни - 1, с концевыми гнутыми петлями-витками - 2, гнутыми петлями-витками по длине - 3, соединенные с помощью шарнирных стержневых крепежных элементов - 4
Перечисленные выше конструктивные элементы выполнены следующим образом.
В зависимости от эксплуатационных характеристик и возможностей автомата или приспособления по производству упруго-гибких стержней - 1 гнутые петли-витки - 3, 4 изготавливаются только на концах - 3, или по длине - 4 и на концах - 3.
Каркас - фиг.1, 2, 3, упруго-гибкие стержни - 1 изготавливается из пружинной проволоки. Стержни - 1 изготавливаются из бухты проволоки на станке, автомате для гибки проволоки или вручную с помощью специальных приспособлений и инструментов.
Характеристики материала, диаметр и сборка производится в зависимости от требуемой формы и технико-экономических характеристик конструкции.
Каркас фиг.1, 2, 3 изготавливается в мастерской или на заводе и в сложенном виде транспортируется на место для сборки и монтажа. Концевые гнутые петли-витки - 2 и петли по длине - 3 стержней - 1 совмещаются и крепятся стержневым крепежным элементом - 4. фиг.3, 4.
Стержни - 1 с гнутыми петлями-витками - 3 по длине при пересечении или наложении друг на друга скрепляются стержневыми крепежными элементами - 4. фиг.3, 4. с образованием многоугольных ячеек - 5. фиг.7.
Если каркас перевозится в скложенном виде, то на месте установки остается только закрепить фиксаторы рабочего положения-упруго-гибкие стержни - 1 и элементы покрытия. Покрытие может быть выполнено из пленки, ткани, сетки или отдельных панелей.
Простота изготовления и транспортировки однотипных элементов каркаса сетчатой оболочки и его монтажа, возможность создания оболочек сложных геометрических форм и поверхностей с устойчивым и более прочным соединением элементов каркаса являются достоинствами предлагаемого изобретения по сравнению с более ранними аналогами.
Изготовление каркаса не имеет отходов и не требует трудоемких операций (сварки, сверления). Благодаря легкости и прочности конструкции возможно ее использование при строительстве на воде, в сейсмических и горных районах.