Модуль составной

Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным строительным модулям, используемым в качестве тонкостенных составных покрытий с различной конфигурацией плана или стеновых ограждающих конструкций, а также элементов складчатых оболочек различного функционального назначения.
Из существующего перечня аналогичных технических решений известна составная структурная плита, включающая однотипные пирамидообразные элементы из четырех гиперболических оболочек, соединенные по кромкам квадратных оснований, а по вершинам- решетчатым каркасом (Лубо Л.Н., Миронков Б.А. Плиты регулярной пространственной структуры.- Л.: Стройиздат, 1976. - стр. 88, рис. 25в).
Недостатками данного технического решения, препятствующими получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является малая изгибная жесткость конструкции, целиком зависящая от жесткости решетчатого каркаса а, следовательно, незначительная общая надежность работы составной структуры.
Известна конструкция покрытия здания, составленного из пирамидообразных элементов с прямоугольным основанием, каждый из которых образован четырьмя гиперболическими оболочками, и соединенных по кромкам оснований (пат. США №3090162; Конструкция здания; кл. 52-80; 1963).
Недостаток данного решения заключается в малой общей жесткости составной конструкции: значительная деформативность всей структуры обусловлена тем, что стыки сочленения пирамидальных элементов представляют собой поворотные шарниры.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является конструкция покрытия, содержащего однотипные пирамидообразные элементы с прямоугольным основанием, составленные из гиперболических оболочек и объединенные по кромкам оснований (пат. США №2912940; Конструкция покрытия; кл. 108-1; 1959).
К недостаткам известного решения следует отнести высокую кинематическую деформативность и геометрическую изменяемость результирующей сборной конструкции а, следовательно, низкую общую жесткость.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является увеличение местной и общей жесткости составной конструкции.
Данная задача решается за счет того, что в модуле составном, включающем состыкованные друг с другом однотипные пирамидообразные элементы, имеющие замкнутые плоские многоугольные основания и составленные из четырехугольных оболочек двоякой кривизны с прямыми кромками, плоские многоугольные основания пирамидообразных элементов состыкованы в центральной осевой вершине, из которой восстановлено центральное осевое ребро; причем из крайней вершины центрального осевого ребра, расположенной вне плоскости многоугольных оснований, исходит пучок равных по длине радиальных ребер, расположенных в плоскостях зеркальной симметрии каждого из пирамидообразных элементов; при этом крайняя вершина каждого радиального ребра состыкована с вершиной соответствующего пирамидообразного элемента и соединена пучком наклонных ребер с его многоугольным основанием.
В модуле составном вершина каждого из пирамидообразных элементов может быть соединена пучком наклонных ребер со всеми сторонами его многоугольного основания.
В модуле составном вершина каждого из пирамидообразных элементов может быть соединена пучком наклонных ребер с дальней стороной и противолежащими вершинами его многоугольного основания.
В модуле составном вершина каждого из пирамидообразных элементов может быть соединена пучком наклонных ребер с чередующимися вершинами его многоугольного основания.
В модуле составном вершина каждого из пирамидообразных элементов может быть соединена пучком наклонных ребер со смежными боковыми сторонами и наиболее удаленной от центра вершиной его многоугольного основания.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение местной и общей жесткости составной конструкции за счет введения дополнительных ребер жесткости и придания результирующей объемной структуре модуля полной геометрической неизменяемости.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображены общие виды модуля составного с квадратными основаниями четырех составляющих пирамидообразных элементов и их различной внутренней структурой.
На фиг. 2 изображены общие виды модуля составного с пятиугольными основаниями трех составляющих пирамидообразных элементов и их различной внутренней структурой.
На фиг. 3 изображены общие виды модуля составного с шестиугольными основаниями трех составляющих пирамидообразных элементов и их различной внутренней структурой.
На фиг. 4 изображены общие виды модуля составного с квадратными основаниями четырех составляющих пирамидальных элементов, а также с треугольными основаниями шести составляющих пирамидобразных элементов и их различной внутренней структурой.
Модуль составной включает состыкованные друг с другом однотипные пирамидообразные элементы 1-8, имеющие замкнутые плоские многоугольные основания и составленные из четырехугольных оболочек 9-26 двоякой кривизны с прямыми кромками. Плоские многоугольные основания пирамидообразных элементов 1-8 состыкованы в центральной осевой вершине 27, из которой восстановлено центральное осевое ребро 28; причем из крайней вершины 29 центрального осевого ребра 28, расположенной вне плоскости многоугольных оснований элементов 1-8, исходит пучок равных по длине радиальных ребер 30, расположенных в плоскостях зеркальной симметрии каждого из пирамидообразных элементов 1-8; при этом крайняя вершина 31 каждого радиального ребра 30 состыкована с вершиной соответствующего пирамидообразного элемента и соединена пучком наклонных ребер 32 с его многоугольным основанием.
В модуле составном вершина 31 каждого из пирамидообразных элементов 1, 3, 5, 8 может быть соединена пучком наклонных ребер 32 со всеми сторонами его многоугольного основания.
В модуле составном вершина 31 каждого из пирамидообразных элементов 4 может быть соединена пучком наклонных ребер 32 с дальней стороной и противолежащими вершинами его многоугольного основания.
В модуле составном вершина 31 каждого из пирамидообразных элементов 6, 7 может быть соединена пучком наклонных ребер 32 с чередующимися вершинами его многоугольного основания.
В модуле составном вершина 31 каждого из пирамидообразных элементов 2 может быть соединена пучком наклонных ребер 32 со смежными боковыми сторонами и наиболее удаленной от центра вершиной его многоугольного основания.
Многоугольные основания пирамидообразных элементов 1-8 модуля составного могут иметь вид правильных многоугольников с различным числом сторон.
Модуль составной может использоваться автономно в качестве несущего наружного покрытия зданий и сооружений с различной конфигурацией плана и типом опирания (возможен зонтичный вариант покрытия на центральной осевой опоре 33).
Вместе с тем заявленный модуль составной может быть использован автономно или в составе сборных тонкостенных складчатых структур плоскостной, сводчатой, куполообразной и сложной формы, например, в качестве лицевых акустических звукорассеивающих экранов в зальных интерьерах общественных зданий.
Оболочки 1-8 модуля составного изготавливаются, например, из железобетона, стыкуются друг с другом прямолинейными кромками и соединяются по выпускам арматуры сваркой.