СОСТАВНАЯ СБОРНАЯ ОБОЛОЧКА
COMPOSITE PREFABRICATED CASING

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений из сборных составных оболочек, пригодных, в частности, для полносборных покрытий зданий различного назначения, а также ограждающих и несущих конструкций сооружений в виде башен, навесов, дебаркадеров и т.п.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является составная сборная оболочка, включающая соединенные между собой шестиугольные панели с узловыми элементами, с каркасом из бортовых и внутренних ребер и с обшивкой, а также соединенные с панелями стыковочные и контурные элементы с узловыми элементами, шестиугольные панели выполнены с узловыми элементами в виде выступающих плоских контурных фасонок (SU 1038455, МПК Е04Н 5/12, Е04Н 12/00, опубл. 30.08.1983).
Недостатком известного решения является неопределенность геометрических параметров панелей оболочки, сложность узловых соединений каркаса панелей, а также неопределенность работы по направлениям узловых соединений панелей между собой, обусловленные тем, что в каждом узле сходится более трех стержней, каждый из которых имеет свое собственное направление в пространстве, а также обусловленные тем, что однонаправленные контурные фасонки обеспечивают работу монтажных узлов только в одном направлении.
Технический результат заключается в обеспечении определенности геометрии покрытия или ограждения, следовательно, его надежности, обеспечения универсальности работы монтажного соединения, снижении материалоемкости узловых соединений,  упрощении изготовления и монтажа оболочки за счет снижения числа типоразмеров панелей и узловых элементов, а также уменьшения числа соединяемых монтажных элементов.
Сущность изобретения заключается в том, что в составной сборной оболочке, включающей соединенные между собой шестиугольные панели с узловыми элементами, с каркасом из бортовых и внутренних  ребер и с обшивкой, а также стыковочные и контурные элементы с узловыми элементами. Панели выполнены только в виде несущих каркасных плоских правильных шестиугольников, между которыми установлены треугольные ненесущие панели, шестиугольные и треугольные панели с разными размерами в каждом ряду, расположенные в одном порядке, образуют поверхности вращения отрицательной гаусовой кривизны, а в другом порядке положительной гаусовой кривизны.  Составная сборная оболочка может включать узловые элементы в виде фасонок каркаса шестиугольных панелей, к которым прикреплены парные проушины под углом около 45° к плоскости панели, для соединения смежных шестиугольных и треугольных панелей между собой через один узел каждой панели между проушинами установлены и закреплены, с возможностью поворота болтами, узловые вкладыши с центральным отверстием для снижения веса узлового элемента. Составная сборная оболочка может быть выполнена с контурными стержнями, включающими односторонние  узловые фасонки, к которым также прикреплены парные проушины под углом около 45° к плоскости торца стержня, для соединения контурных шестиугольных и треугольных панелей на одном из концов стержня между проушинами также закреплены с возможностью поворота болтами узловые вкладыши, для стыковочных стержней узловые элементы устанавливают с обеих сторон симметрично от продольной оси стыковочных стержней.
На фиг. 1-2 изображены виды сбоку А и сверху Б одинарной и составной сборных оболочек положительной гаусовой кривизны; на фиг. 3-4 изображены виды сбоку А и сверху Б одинарной и составной сборной оболочки отрицательной гаусовой кривизны; фиг. 5-7 - узловые элементы шестиугольных панелей.
Составная сборная оболочка положительной гаусовой кривизны (фиг. 1-2) выполнена в виде сборной конструкции из шестиугольных  панелей 1 с узловыми элементами 2, с каркасом  из бортовых 3 и внутренних 4  ребер и с обшивкой 5. Панели 1 выполнены в виде несущих каркасных плоских только правильных шестиугольников, между которыми установлены треугольные панели 6, шестиугольные 1 и треугольные 6  панели с разными размерами в каждом ряду, расположенные в одном порядке 7, образуют поверхности вращения положительной гаусовой кривизны (7 - совокупность элементов, расположенных в определенном порядке, образует одну или другую конструкцию).
Составная сборная оболочка отрицательной гаусовой кривизны (фиг. 3-4) выполнена в виде сборной конструкции их шестиугольных  панелей 1 с узловыми элементами 2, с каркасом  из бортовых 3 и внутренних 4  ребер и с обшивкой 5,  панели 1 выполнены в виде несущих каркасных плоских только правильных шестиугольников 1, между которыми установлены треугольные ненесущие панели 6, шестиугольные 1 и треугольные 6  панели с разными размерами в каждом ряду, расположенные  в другом порядке 8, образуют поверхности отрицательной гаусовой кривизны.
Узловые элементы 2 шестиугольных панелей 1 включают узловые фасонки 9 (фиг. 5) по внешним узлам 10 каркаса панелей 1, к которым прикреплены парные проушины 11 под углом около 45° к плоскости панелей 1 и 6, для соединения смежных панелей 1 и 6 между собой через один узел каждой панели 1 и 6 между проушинами 11 установлены и закреплены болтами 12, с возможностью поворота, узловые вкладыши 13 с центральным отверстием для снижения веса узлового вкладыша 13.
Для сборки составной сборной оболочки к узлам 2 (фиг. 1-7) панелей 1 и 6 крепятся узловые фасонки 9 контурных стержней 14, к которым прикреплены также парные проушины 11 под углом около 45° к плоскости панели 1.  Для соединения смежных монтажных элементов 1 и 14 между собой в одном из узлов стержня 14 между парными проушинами 11 также установлены и закреплены с возможностью поворота болтами 12 узловые вкладыши 13.
Для стыковки  составной сборной оболочки  из одинарных оболочек к узлам 2 (фиг. 7) панелей 1 и 6 крепятся стыковочные стержни 15 с узловыми фасонками 9 с обеих сторон этих стыковочных стержней 15.  К фасонкам 9 также прикреплены парные проушины 11 под углом около 45°  к плоскости стержней 15. Также для соединения смежных монтажных элементов 1 и 15 между собой в одном из узлов стержня 15 с каждой стороны стыковочного стержня 15 между проушинами 11 также установлен и закреплен болтами 12 с возможностью поворота узловой вкладыш 13.
Монтаж сборного составного свода-оболочки покрытия выполняется способом «подъема с поворотом конструкции в целом» (SU 1174546, МПК Е04Р3/16, опубл. 23.08.1985).
При монтаже способом «подъема с поворотом конструкции в целом» могут не использоваться подъемные средства для пролетов до 12 м. При больших пролетах можно использовать реечные домкраты, которые либо имеют эксцентриситет опирания, либо устанавливаются наклонно.  При больших пролетах монтажные горизонтальные перемещения при прямых неподвижных и качающихся опорах могут превысить 10 мм. Поэтому предусматривается наклон опор до 15 °, с учетом сил трения.
Вначале собираются первые ряды опорных элементов. Далее собираются ряды панелей до придания жесткости собранной части. Собранная часть поднимается с поворотом вокруг монтажных опор в положение. Затем сборка продолжается с последующими поворотами. На завершении, купол устанавливается в проектное положение на опорные элементы противоположного ряда и заменяются монтажные опоры на рабочие опорные элементы.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет упростить изготовление и монтаж составного сборного покрытия или ограждения здания или башни за счет геометрической определенности положения панелей и стержней, то есть за счет определенности формы составного блока. Предлагаемое решение позволяет производить укрупнительную сборку элементов составного покрытия или ограждения, обеспечивает переход к другим таким же блокам без дополнительных элементов при стыковке.