Устройство для возведения монолитного купольного здания

Полезная модель относится к области строительства, а именно к устройствам для сооружения купольных сферических конструкций и может быть использована в качестве переставной съемной опалубки для возведения куполообразных сферических оболочек, зданий и сооружений различного назначения. [E04G 11/04, E04G 11/34]
Из уровня техники известен МЕТОД СТРОИТЕЛЬСТВА КРИВОЛИНЕЙНЫХ КОНСТРУКЦИЙ [WO9528538 (A1), опубл. 26.10.1995г.], в котором используются мачта якоря, стрела якоря, имеющая вращающийся вертикально и горизонтально рычаг, заканчивающийся направляющей для арматурного стержня (арматуры), и соответствующее крепежное оборудование. Направляющая для подвязки совмещена с частью вертикальной арматуры, а отдельный кусок горизонтальной арматуры размещен рядом и, как правило, перпендикулярно закрепленной на нем вертикальной арматуре. Направляющая для связывания затем перемещается, чтобы зацепить смежную часть вертикальной арматуры, и горизонтальная часть изгибается внутрь для закрепления на ней. По мере того, как стрела якоря перемещается вокруг мачты и постепенно поднимается, дополнительные вертикальные и горизонтальные части арматуры могут быть приведены в соседнее положение и закреплены, таким образом, создавая неплоскую сетку арматуры и плетение другой требуемой арматуры (скрещивание узоров). Непроницаемый слой размещается над сеткой, а упрочняющий материал наносится для формирования жесткой оболочки.
Недостатком аналога является сложность оборудования и трудоемкость процесса.
Также из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА БЕТОННЫХ ЗДАНИЙ [US4372733 (A), опубл. 08.02.1983г.], содержащее съемную форму, образующую поверхность вращения, имеющую центральную ось и имеющую форму, определяющую желаемую конфигурацию бетонной конструкции; опорная стойка, установленная на центральной оси; узел, включающий дозатор бетона и локальные средства хранения бетона для подачи бетона в дозатор; и средство, включающее в себя подвижную раму для установки указанного дозатора бетона для перемещения по периферии вокруг указанной формы и постепенно от дна к верхней части указанной формы для нанесения бетона полосами по существу по всей наружной поверхности указанной формы для формирования толстой стенки из бетона на наружной поверхности указанной пресс-формы, упомянутое крепежное средство включает в себя средство для поддержки указанной сборки, по существу, независимой от формируемой бетонной стены.
Недостатком аналога является сложность оборудования и трудоемкость подготовительных работ.
Наиболее близким по технической сущности является ФОРМОВАЯ ОПАЛУБКА И МЕТОД ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА СЕМЕЙСТВА КУПОЛООБРАЗНЫХ ОБОЛОЧЕЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ [WO2016156915 (A1), опубл. 06.10.2016г.], в которой предложен способ построения купола путем повторного использования основного сегмента, включающий: а) определение формы купола; б) определение структуры и размеров элемента базовой конструкции купола, названного опалубкой, при этом элемент базовой конструкции представляет собой долю для формирования структуры купола при ее симметричном и повторяющемся применении; в) изгиб опалубки в желаемую форму, при этом желаемая форма представляет собой симметричное небольшое основание купола; г) поворотную опалубку и опору поворотной опалубки через опорную ферму; д) монтаж опалубки над несущей конструкцией; е) заливку наполнителя в опалубку, причем залитый материал отвердевает в течение заранее определенного промежутка времени; ж) повторяют этапы от (а) до (д) рядом с начальным расположением опалубки, причем повторение продолжается до тех пор, пока опалубка не достигнет конечного положения, симметрично-противоположного исходному положению.
Основной технической проблемой прототипа является трудоемкость процессов и сложность оборудования для перестановки и закрепления секции опалубки в промежуточных вертикальных положениях из-за веса и громоздкости секции в виде полной доли оболочечной полусферической конструкции, необходимых для обеспечения устойчивости и прочности при нанесении на опалубку материала купола (бетон, цементобетон…).
Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом заявленной полезной модели является снижение трудоемкости и сложности изготовления купольного здания.
Указанный технический результат достигается в устройстве для возведения монолитного купольного здания, представляющем собой секцию перемещаемой опалубки в виде доли для формирования структуры купола при ее симметричном и повторяющемся применении, отличающемся тем, что секция опалубки удерживается через шарнирные соединения нижними иверхней тягами, соединенными с опорной стойкой, в верхней части которой прикреплено кольцо для формирования кругового проема в купольном здании, при этом опорная стойка через кронштейны закреплена вертикально в осевой точке кольцевого фундамента стен купольного здания оттяжками к стяжке пола через проушины, а в нижней части секции опалубки, для ее перемещения вокруг опорной стойки на новую позицию, установлена колесная опора с колесом.
В частности, секция опалубки выполнена в виде пространственной фермы, обшитой с рабочей стороны изогнутым по ее кривизне листовым материалом.
В частности, нижние и верхняя тяги выполнены регулируемыми по длине при помощи талрепов.
В частности, соединение секции опалубки нижними и верхней тягами с опорной стойкой выполнено через свободно посаженные на нее втулки, нижняя из которых опирается на штырь, а верхняя на кронштейны.
В частности, опорная стойка закреплена через кронштейны к проушинам в стяжке пола оттяжками, посредством шарнирных соединений.
В частности, кольцо для формирования кругового проема купольного здания содержит несъемную обечайку и ее съемное крепление к опорной стойке, которое закреплено при помощи хомута болтовым соединением, а к обечайке посредством саморезов.
В частности, колесо закреплено при помощи болтового узла в проушинах.
В частности, колесные опоры выполнены с возможностью восприятия колесом веса секции опалубки в транспортном положении, например, посредством подъемной вставки, устанавливающейся между колесной опорой и нижней частью пространственной фермы для образования транспортного зазора при перекатывании секции опалубки на очередную позицию.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 показан вид сбоку устройства для возведения монолитного купольного здания.
На фиг.2 показан вид А - вид от опорной стойки на секцию опалубки .
На фиг.3 показан вид Б - транспортное положение секции опалубки.
На фиг.4 показан вид сбоку нижней части секции опалубки в рабочем положении.
На фиг.5 показан вид В - вид сверху кольца для формирования кругового проема купольного здания.
На фигурах обозначено: 1 - опорная стойка, 2 - кольцо, 3 - обечайка, 4 - съемное крепление обечайки, 5 - хомут, 6 - болтовое соединение, 7 - саморезы, 8 - кольцевой фундамент, 9 - стена, 10 - оттяжки, 11 - шарнирные соединения, 12 - проушины, 13 - стяжка пола, 14 - кронштейны, 15 - секция опалубки, 16 - пространственная ферма, 17 - листовой материал, 18 - верхняя тяга, 19 - нижние тяги, 20 - талрепы, 21 - верхняя втулка, 22 - нижняя втулка, 23 - штырь, 24 - колесная опора, 25 - болтовой узел, 26 - проушины, 27 - колесо, 28 - подъемная вставка, 29 - транспортный зазор.
Осуществление полезной модели.
Заявленное устройство для возведения монолитного купольного здания состоит из опорной стойки 1 с прикрепленным к ее верхней части кольцом 2 для формирования кругового проема купольного здания, содержащим обечайку 3 и ее съемное крепление 4 к опорной стойке 1, которое закреплено при помощи хомута 5 болтовым соединением 6, а к обечайке 3 саморезами 7, при этом опорная стойка 1 располагается вертикально в осевой точке кольцевого фундамента 8 стен 9 купольного здания и закреплена оттяжками 10 посредством шарнирных соединений 11 через проушины 12 в стяжке пола 13 и кронштейны 14 для удержания секции опалубки 15, представляющей собой пространственную ферму 16, обшитую с рабочей стороны изогнутым по ее кривизне листовым материалом 17, верхней тягой18 и нижними тягами 19, регулируемыми при помощи талрепов 20 и соединенными, посредством шарнирных соединений 11, одним концом с секцией опалубки 15, другим с опорной стойкой 1 через свободно посаженные на нее верхнюю втулку 21 и нижнюю втулку 22, опирающуюся на штырь 23, скольжение верхней втулки 21 ограничено кронштейнами 14, а для перемещения по окружности вокруг опорной стойки 1, в нижней части секции опалубки 15, посредством шарнирных соединений 11, установлена колесная опора 24 с закрепленным при помощи болтового узла 25 в проушинах 26 колесом 27, воспринимающем вес секции опалубки 15 в ее транспортном положении через подъемную вставку 28, образуя при этом транспортный зазор 29 между стяжкой пола 13 и нижним краем секции опалубки 15.
Устройство для возведения монолитного купольного здания используется следующим образом.
Под стены 9 строящегося купольного здания делают кольцевой фундамент 8, а внутри фундамента заливают стяжку 13, в которую устанавливают проушины 12, где закрепляют шарнирные соединения 11 оттяжек 10.
Далее на стяжке 13 располагают горизонтально опорную стойку 1, приваривают к ней кронштейны 14, в которые устанавливают шарнирные соединения 11 крепления оттяжек 10, устанавливают на опорную стойку 1 верхнюю втулку 21 с шарнирным соединением 11 для присоединенияверхней тяги 18, нижнюю втулку 22 с шарнирным соединением 11 для присоединения нижних тяг 19, штырь 23, а также кольцо 4 для формирования кругового проема купольного здания, содержащее несъемную обечайку 5 и ее съемное крепление 6 к опорной стойке 1, которое закреплено  при помощи хомута 2 болтовым соединением 3, а к обечайке 5 саморезами 7.
После этого поднимают опорную стойку 1 со всеми смонтированными на ней узлами и закрепляют ее в вертикальном положении в центре стяжки 13 с помощью оттяжек 10 и шарнирных соединений 11. Окончательную установку опорной стойки 1 в строго вертикальном положении выполняют с помощью смонтированных на оттяжках 10 талрепов (не показаны).
Далее к опорной стойке 1 присоединяют две нижние тяги 19 и верхнюю тягу 18 через шарнирные соединения 11. Затем размещают на стяжке 13 секцию опалубки 15 в сборе с обшивкой рабочей поверхности пространственной фермы 16 листовым материалом 17, а также с колесными опорами 24, поднимают ее и фиксируют в проектном положении присоединением к ней нижних тяг 19 и верхней тяги 18 с помощью шарнирных соединений 11, регулируя при этом точное расположение секции опалубки 15 в проектном положении с помощью талрепов 20. Секция опалубки 15 приведена в рабочее положение и готова к нанесению на нее бетонной смеси. При этом транспортный зазор 29 (фиг. 3) отсутствует, секция опалубки 15 опирается на кольцевой фундамент 8 (фиг. 4).
После нанесения на рабочую поверхность бетонной смеси, например набрызгом или торкетированием, и ее затвердевания, секцию опалубки 15 распалубливают, для чего сначала укорачивают верхнюю тягу 18 с помощью талрепа 20, затем поочередно укорачивают обе нижние тяги 19. Далее придают секции опалубки 15 транспортное положение, для чего с помощью любого рычага (не показан), поднимают поочередно оба края секции опалубки 15 в зоне расположения колесных опор 24 на величину транспортного зазора 29 и устанавливают поочередно подъемные вставки 28 между секцией опалубки 15 и колесными опорами 24. При этом вес секции опалубки 15 воспринимается колесом 27, закрепленным в проушинах 26 при помощи болтового узла 25 к колесной опоре 24. Далее секцию опалубки 15 перекатывают на новую позицию и приводят в рабочее положение, для чего удаляют с помощью любого рычага (не показан) подъемные вставки 28. Циклы приведения секции опалубки 15 в рабочее и транспортное положения повторяют до полного возведения купольного здания.
В результате опытной эксплуатации устройства для возведения монолитного купольного здания наблюдалось существенное снижение трудозатрат и сложности возведения купольного здания за счет обеспечения возможности горизонтального перемещения секции опалубки на очередную позицию перекатыванием вокруг вертикальной стойки при помощи колесных опор с колесом. При этом собственный вес секции опалубки имеет положительный эффект для придания устойчивости и точного закрепления в рабочем положении, что исключает необходимость сложных механизмов, энергообеспечения и значительных трудозатрат для смены позиции, а также закрепления и точного позиционирования секции опалубки в рабочем положении.
Таким образом, эффект, полученный при упрощении конструкции механизмов перемещения и закрепления секции опалубки в рабочем положении, позволил существенно снизить трудоемкость и сложность изготовления купольного здания.