Напряжение многофункциональных тонкостенных структур конструкции с возможным способом устройства временной поддержки

1. Многофункциональные тонкостенные структуры:
решетчатые;
ребристые;
стержневые;
оболочковые;
композитные,
формируя условную систему тонкостенных материалов, основанную на концептуальных принципах:
целесообразности,
оптимальности,
рациональности
и противопоставлении как минимум двух приоритетных оптимальностей:
геометрических параметров, стремящихся к абсолютной модульности,
необходимой совокупности полезных свойств, учитывая особенности региона, при ресурсной рациональности,
для их целесообразно-рациональной гармонизации на пересечении в точке оптимальной безопасности при выполнении поставленных задач, позволяющей эффективно воздействовать на жесткость конструкций из тонкостенных материалов и/или их совокупностей, «сращиваемых» до любых проектных размеров с неизменным «шахматным порядком» расположения элементов по горизонтали и возможным по вертикали рациональным сдвигом элемента по предопределенному принципу несоответствия одной (условной) линии разрыва (соединения) со стремлением к продольному центру ближайшего (соседнего) элемента с однотипными функциями:
«узловым методом» – соединением цельных и/или пустотелых полос/или стержней в узлах соединений решетки,
«композитным методом» – соединением композитных слоев в узлах соединений полос и/или стержней,
«внахлест», как правило, в плоскостных или трубчатых элементах, сходной геометрии форм наложением слоя на слой, снаружи или внутри, с необходимой самофиксацией, где предопределенная деформация незначительно влияет на поставленные задачи, причем относительные конструктивность и герметичность свойств может увеличиваться применением на постоянной или временной основе строительной клеящей односторонней или двусторонней лентой,
мобильно реагируя на изменяемые условия и требования, обеспечивая оптимальный технический результат на всех этапах строительства, взаимодействуя с остальным не менее значимым управленческим функционалом воздействия и/или влияния:
регулирование степенью целостности конструкции – самофиксация элементов конструкции в узлах соединений с приложением усилий (потенциала напряжения) при сборке (монтаже), в дальнейшем напрягающих всю конструкцию, обеспечивая ее монолитность;
регулирование размерностью конструкции – «сращивание» элементов конструктивной тонкостенной системы, предпочтительно в узлах соединений;
регулирование геометрическими формами и параметрами конструкции от формирования организованных многофункциональных пустотных каналов до внешних форм объекта строительства – формообразование конструкций из тонкостенных материалов с помощью самофиксации и сращивания элементов;
регулирование жесткостью конструкции – создание и/или использование армирующих стержневой и/или перекрестно-стержневой структур с помощью напряженных тонкостенных и/или традиционных стержней;
регулирование массой конструкции – армирование напряженными пустотными стержнями с помощью формообразования;
регулирование оптимальной совокупностью полезных свойств для эффективного выполнения несущих и/или ограждающих функций, в той или иной степени – подбор необходимых композитных слоев (по материалам) с их оптимальной последовательностью (комбинирование и компилирование) для набора необходимых полезных свойств,
формируется защемлением, прилагая усилия и сбалансировано управляя противоположно направленными силами распора и растяжения с помощью:
расклинивания элементов, где форму сопрягаемых пазов необходимо изменить, в том числе за счет частичного или полного исключения монтажного зазора (минимизации паза) и/или изменения формы шипов-клиньев (увеличения толщины), используя материалы (профили) с определенной упругостью, при соединении создаст внутреннее реакционное напряжение, обратное направленным усилиям:
без видимой деформации формы конструкции, где формы сопрягаемых частей элементов в узлах соединений гармонизированы в той степени, в которой созданное спроектированное напряжение не влечет деформацию формы конструкции,
с организованной (спроектированной) деформацией, сопровождаемой увеличением размеров,где формы сопрягаемых частей элементов в узлах соединений спроектированы частично или полностью не согласованными, и созданное напряжение организованно деформирует формы узлов и всей решетки,
изгибания элементов создаст внутреннее реакционное напряжение, обратное направленным усилиям:
при сгибании или продолжении сгибания элемента дальнейшее распирание внутренней поверхности угла или дуги сгиба и растяжение внешней поверхности угла или дуги,
при разгибании согнутого элемента – растяжением распертой внутренней поверхности угла или дуги сгиба и распором растянутой внешней поверхности угла или сгиба,
при деформации цельного и/или замкнутого с фиксацией элемента сгибание и разгибание происходит одновременно, как и соответственное распирание и растяжение, усиливая напряжение, но и усилий требуется на весь элемент, а не его часть,
давления весом бетонной смеси, залитой в организованные пустоты несъемной опалубки или иного заполнителя со значительной массой и проникновенностью, создающей давление на тонкие и/или пустотные стенки элементов конструкции, напрягая ее, с незначительной деформацией, возможно невидимой, где бетон под воздействием силы тяжести распирает растягиваемые стенки элементов конструкции – тонкостенные полосы и/или стержни, тем самым полностью или частично исключив потери от возможных проблем с адгезией,
с одновременной самофиксацией в периодических узлах соединений типа:
«шип-паз» – соединением периодических шипов, частично или полностью входящего в периодические пазы полос решетчатой и/или ребристой конструкции со «скользящей» по направлению пазов самофиксацией:
расклиниванием в полнотелых тонкостенных элементах решетки, по группам:
цельных, в том числе профильных, однородных,
цельных, в том числе профильных, разнородных,
композитных, однородных композитных слоев,
композитных, разнородных композитных слоев,
гибридных комбинаций по цельности и разнородности,
в профилированных элементах конструкции, предпочтительно стальных холодногнутых с предопределенной изменчивостью форм, как в решетчатых, так и в ребристых конструкциях:
с несогласованной, предпочтительно формы обратной трапеции типа «ласточкин хвост» поперечного сечения для напрягающего защемления:
расклиниванием,
продолжением изгибания,
расклиниванием и продолжением изгибания,
с гармонизированной формой поперечного сечения поперечного сечения, возможно исключая частично или полностью конструктивное напряжение,
расклиниванием и/или продолжением изгибания в объемных пустотных «штампованных» – методом отливки и иного приемлемого формообразования,
в том числе в их смешанном, разноструктурном и разновариантном использовании, разной степени сопряжения для поиска, выявления или создания оптимальной комбинации,
«паз в паз» – усложненной сдвоением узлов соединения типа «шип-паз» со всей прилагаемой вышеописанной совокупностью свойств, сформированных на одной направляющей оси в двух или более сопрягаемых плоскостях, образованный с помощью входящих друг в друга пазов, причем в одной плоскости выбранная полость одного элемента выступает в роли паза, а оставшаяся часть данного элемента по направляющей оси, в другой плоскости в роли шипа, причем в другой плоскости другой сопрягаемый элемент выполняет аналогичные функции, с плоскостной самофиксацией как минимум по двум направляющим, предпочтительно ортогональной формы поперечного сечения, за предопределенным исключением профилированных с изменчивой гибкой формой элементов конструкции, причем группа узлов одной плоскости может вступить в напрягающий конфликт с группой узлов другой плоскости, как с организованной проектной деформацией, так и без таковой,
«отверстие-стержень» – соединением отверстий (полостей) определенных размеров в полосах решеток и/или в стержнях одного уровня, для вставки в него стержней следующего уровня, а также возможных решетчатых, предпочтительно оптимально-универсальной, максимально возможной, упрощенной прямоугольной формы поперечного сечения и армирующего стержня, предпочтительно распространенных и технологичных в изготовлении форм поперечного сечения:
труб, предпочтительно из тонкостенных материалов с конструктивным стремлением полностью или частично восстанавливать первоначальную форму при возможной деформации:
прямоугольной формы поперечного сечения с возможной конструктивной перфорацией для вставки стержней следующего уровня,
круглой формы поперечного сечения,
профилей, частично или полностью повторяющей формы и свойства цельной трубы, с постоянной или временной фиксацией, предпочтительно стальных холодногнутых:
прямоугольной формы поперечного сечения с возможной конструктивной перфорацией для вставки стержней следующего уровня:
профиль обычный без одной грани (полностью или частично),
профиль, полностью повторяющий контур цельной трубы,
профиль, полностью повторяющий контур цельной трубы частично или полностью, «внахлест» (возможно внутрь) повторяющий грань(и),
округлой формы поперечного сечения:
профиль дугообразный, частично повторяющий контур цельной трубы (облегченный),
профиль, полностью повторяющий контур цельной трубы,
профиль полностью повторяющий контур цельной трубы и продолжающийся «внахлест» или внутрь,
профиль частично повторяющий имеющийся контур цельной трубы и закручивающийся внутрь спиралью, образуя структуру пружины,
профиль из тонкостенных полос, имеющийся контур цельной трубы, навитый вокруг своей оси или стержня с определенным радиусом и под определенным углом (скрученный под углом), формируя трубу или усеченный пустотный конус, с возможной самофиксацией при изгибании, и/или дополнительной фиксацией, например, «скотчем» по всему периметру или частично в выборочных ответственных местах,
по традиционной схеме применяемых форм и материалов,
разной степени сопряжения,
с несогласованной формой поперечного сечения:
напрягающим стенки отверстий, предпочтительно, из «сращиваемых» тонкостенных труб (профилей), с приложением усилий и предопределенной деформации входящего в отверстие – оптимально возможное сопряжение формируется с напряжением, используя конструктивные схемы:
«труба в трубе» – схема для усиления армирующих свойств с расчетом на оптимальный эффект «сращивания» при использовании конструктивного сдвига сопрягаемых элементов со стремлением к продольному центру ближайшего (соседнего) аналога или «шахматным порядком» с возможностью применения в схемах «пучке труб» и «пучок труб в трубе»,
«пучок труб» – схема для усиления армирующих свойств с расчетом на оптимальный эффект сопротивляемости (амортизации и восстановления) к нагрузкам на сжатие, растяжение и изгиб, где заливка бетоном невозможна и/или не предусмотрена,
«пучок труб в трубе» – схема для усиления армирующих свойств с расчетом на оптимальный эффект сопротивляемости (амортизации и восстановления) к нагрузкам на сжатие, растяжение и изгиб, где спроектирована последующая заливка бетоном,
не напрягающим стенки отверстий – размещение формируется, сопряжение минимально или отсутствует,
с гармонизированной формой поперечного сечения в нормальном состоянии входящим в отверстие – сопряжение формируется, возможно исключая частично или полностью конструктивное напряжение, со «скользящей» по направлению пустотных каналов самофиксацией,
в объектах решетчатых и/или ребристых конфигураций любых форм:
прямолинейных:
ортогональных,
не ортогональных,
кривых:
«ломаного» контура,
типа «сплайн»,
сложных гибридных форм,
и направленностей:
горизонтальных – сопрягающимися при пересечении, предпочтительно «паз в паз» минимум двух групп:
несущей,
связующей(их)
параллельно размещённых элементов, как правило, с одним «шагом» – оптимальным модульным размером, предпочтительно полос из однородных тонкостенных материалов и/или оптимально комбинированной совокупностью композитных слоев, формирующейся решетки определенного размера при необходимости увеличиваемая до конструктивного:
по длине – «сращиванием», используя «узловой» и/или «композитный»
по ширине – за счет добавления новых полос решетки идентичных полосам группы параллельных элементам группы, с тем же «шагом» и размещаются относительно соседней полосы решетки «шахматным порядком»,
где глубина сопрягаемых пазов гармонизирована, образуя ячеистую структуру с возможной конструктивной перфорацией в стенках ячеек, формирующей организованные пустотные каналы по горизонтали для возможной напрягающей продольно-стержневой или перекрестно-стержневой структуры и/или иных задач, при необходимости формированием «дна» ячейки и всей решетчатой конструкции на различных этапах создания с помощью:
стержневой структурой, где конструктивное «дно» формируется определенной перфорацией в полосах, решетки ниже соединительных прорезей, так чтобы созданные отверстия, при помещении в них стержней формировали «дно» в каждой ячейке решетки, а именно, границы отверстий «дна» ячейки должны совпадать с границами «стенок» образовывающихся ячеек, исключающие протекание (потери) бетонных и/или иных растворов (материалов), но сохраняя необходимую жесткость конструкции,
целостности полос несущей группы и «донной» поверхностью, предпочтительно, профилированных или ребристых листов, где полосы несущей группы являются неотъемлемой частью самого листа,
формирования натяжного «дна» из определенного материала с конструктивными тканевыми, иными полезными свойствами и образованными в нем «рукавами» на соответствующем расстоянии друг от друга, для несущей группы полос решетки, после размещения которой, при необходимости, освобождая места для прорезей и конструктивных отверстий, а после установления остальных спроектированных компонентов решетчатой конструкции – «дно» сформируется натяжением автоматически,
крепления «дна» снизу легкими панельными (листовыми), возможно гибкими материалами,
вертикальных – формирующихся и увеличивающихся по горизонтали, длине и ширине, аналогичным, выше рассмотренным способом до проектных габаритов и рядов, а по вертикали рационально, увеличить высоту до оптимально возможной, ограниченную:
конструктивностью материала и/или совокупности композитных слоев,
проектной размерностью и стремлению к модульности,
иным спроектированными условиями,
создав в ней пазы по форме и расположению согласованными с формой и расположением пазов следующего выше устанавливаемого сопрягаемого ряда другой группы полос, затем по аналогии до достижения проектной высоты, формируя с напряжением цельную, прочную и высокоточную конструкцию, где трансформированные полосы вертикальной решетки, образующие внешние, внутренние поверхности стен и промежуточные полосы между ними станут несущей группой, а перпендикулярные им – связующей, причем пустотные каналы, образованные полосами многорядной вертикальной решетки, помимо других приоритетных проектных надобностей, пригодны для возможного заполнения различными конструктивными и/или ограждающими материалами (например, бетоны или теплозащитные наполнители) и/или дополнительными элементами, отсюда, полосам несущей группы вертикальной решетки, особенно образующим внешние и внутренние поверхности стен, предпочтительна композитная структура, где композитный слой и/или их совокупность предопределены конструктивной и/или ограждающей и/или иной проектной функциональностью, несомненно учитывая их упругость для необходимого проектного напряжения и самофиксации, используя упругие и/или уплотняющие прокладочные композитные слои, формируя комбинации композитных слоев в полосах несущей группы вертикальной решетки многовариантно, но предпочтительно, чтобы
каждая полоса решетки, имела хоть один конструктивный композитный слой,
композитный слой, непосредственно контактирующий с внешне и внутренней средой строения был водонепроницаем и не горюч,
поверхность, контактирующая с бетоном, имела хорошую адгезию,
а остальные слои и/или их оптимальные комбинационные совокупности подбирая в зависимости от места и/или назначения конструкции, эффективно используя оптимальные и уже широко используемые наработки технологий в строительстве типа «сэндвич», или подобрать материалы при использовании цельных полос несущей группы вертикальной решетки, каждому ряду полос для выполнения своих определенных функций, причем с оптимальным согласованием с возможными заполнителями пустотных каналов, обратив внимание на то, что «шахматный порядок» размещения полос и/или композитных слоев, помимо «сращивания», формирует «тепловой замок» – преграду для ускоренного теплообмена между внешней и внутренними средами по вертикали, что возможно осуществить и по горизонтали смещением вниз одного или нескольких композитным слоев или полосы, с последовательным согласованием всех геометрических параметров низа и верха несущих полос, их соединительных пазов, и возможно необходимых конструктивных отверстий и/или полостей, для создания пустотных каналах по горизонтали:
в промежуточных полосах несущей группы,
в полосах связующей группы вертикальной решетки,
причем конструктивную перфорацию в полосах связующей группы можно заменить на технологичное и экономное уменьшение высоты с последующим согласованием пазов, для заполнения любыми соответствующим назначению (проекту) материалами и/или элементами, создавая напряжение всеми рассмотренными выше способами, учитывая особенности и проектную необходимость,
диагоналевых – как правило, горизонтальных, сформированных с наклоном,
пространственных – формирующихся с рассмотренными выше возможностями горизонтальных и вертикальных решеток, но без полной или частичной ортогональности и прямолинейности или организованной деформации поверхностей решетчатых конфигураций различными способами:
узловой – изгибанием с помощью напряжения и деформации в узлах соединений, например, «шип-паз» или «отверстие –стержень»;
линейный – изгибанием с помощью линейного напряжения и деформации, например, прутов, проволоки или труб;
плоскостной – изгибанием с помощью напряжения плоскостей, например, полос решетки;
их различных комбинационных решений,
с различным «шагом» между узлами соединений элементов конструкции, причем в пространственных (оболочковых) решетках направленность по линии горизонта подвержена «стиранию», но гравитация неизменна и сопротивление материалов к ней также, что необходимо учитывать при проектировании, причем при использовании композитных слоев в полосах решетки часть совокупности данных слоев может осуществлять направляющую функцию, а остальная совокупность – напрягающую,
причем следует отметить особенности ребристых конструкций, формирующихся предпочтительно из профилированных стальных холодногнутых листов, но без перекрестных элементов структуры, хотя способы напряжения ребристых конструкций аналогичны решетчатым, имеющие форму профиля поперечного сечения в первоначальной виде заготовки до сопряжения, предпочтительно трехгранную и двугранную структуру, узел соединения «шип-паз» носит не точечный (на перекрестках полос и/или стержней), а линейный, продольный характер и с помощью достаточно жестких напрягающих элементов с геометрическими формами обратной трапеции типа «ласточкин хвост», со способностью сохранить замковое соединение при защемлении с гармонизацией форм соединения:
по всей длине ребра или профиля (пустотелого ребра):
профильными листами с идентичными размерными параметрами, но не совпадении углов профилирования, при наложении друг на друга, как сверху, так и снизу, и неизбежном защемлении с предопределенной спроектированной деформацией профилей обоих или более листов до типа «ласточкин хвост», образуя напряженную цельную плиту с повешенной жесткостью и самофиксацией, превосходящую ненапряженный(е) лист(ы) той же толщины,
профильными листами как сверху, так и снизу, или одновременно, с одинаковой шириной нижней грани профиля (пустотного паза) с большей высотой боковых граней для сопряжения сверху или шириной верхней грани профиля (пустотного шипа) с большей высотой боковых граней для сопряжения снизу, обязательном несовпадении углов профилирования, при неизбежном защемлении с предопределенной спроектированной деформацией профилей обоих или более листов до типа «ласточкин хвост», образуя напряженную пустотную цельную плиту с профилями типа «ласточкин хвост» с повешенной жесткостью и самофиксацией, возможно усиленную заложенными напряженными пустотными «срощенными» стержнями, а создав над полостями отверстий, пригодных к заполнению, как бетонами, так и иными материалами, а при их облегчающей перфорации , образуя ряды ферм внутри готовой несъемной опалубки,
использование защемленных дугообразных стержней с возможной перфорацией, в пазах между пустотными шипами, а также продольными профилями как сверху, так и снизу, или одновременно, усиливая ребра жесткости, а при их облегчающей перфорации выполняя функции ферм,
или частично
в виде жестких вставок в определенных местах из профилированного материала с идентичными размерными параметрами, но не совпадении углов профилирования, при наложении которых на лист как сверху, так и снизу, и неизбежном защемлении с предопределенной спроектированной деформацией до типа «ласточкин хвост» обоих элементов, повышая жесткость и цельность конструкции,
в виде жестких вставок в определенных местах из профилированного материала с одинаковой шириной нижней грани профиля (пустотного паза) с большей высотой боковых граней для сопряжения сверху или шириной верхней грани профиля (пустотного шипа) с большей высотой боковых граней для сопряжения снизу, обязательном несовпадении углов профилирования, при неизбежном защемлении с предопределенной спроектированной деформацией до типа «ласточкин хвост» обоих элементов, повышая жесткость и цельность конструкции, формируя между элементами периодические полости для размещения напряженных пустотных «срощенных» стержней, усиливая конструкцию,
выборочного использования защемленных дугообразных стержней с возможной перфорацией, в пазах между пустотными шипами, а также продольными профилями как сверху, так и снизу, или одновременно, усиливая ребра жесткости, а при их облегчающей перфорации выполняя функции ферм,
с возможной продольно-стержневой структурой в полостях профилей, что стирает границы принципиальных различий, кроме относительной продольной гибкости и отсутствия перфорации и/или пазов, а приобретя поперечные элементы, переходят в статус решеток.
2. Временное вантовое устройство для поддержки горизонтальной конструкции при заливке бетоном до момента необходимого схватывания во избежание провиса – негативной деформации) и иных монтажных функций формируется комплектом крепежных устройств, для крепления к ним вант, предпочтительно стальных канатов, с регулирующими и фиксирующими длину устройствами, причем одно крепежное устройство размещается на вершине пилона – временной вантовой мачты, устанавливаемой вертикально, предпочтительно стальной и телескопической структуры с регулированием высоты и ее фиксатором, а также с фиксирующим устройством основания пилона, с последующим закреплением концов всех необходимых вант с натягивающими и фиксирующими их длину устройствами, другие концы которых закреплены изменяемой «скользящей» фиксацией остальными крепежными устройствами к выпущенным на достаточное расстояние крепежными материалами разового использования, например вязального типа, которые зафиксированы на определенном расстоянии от пилона, с фиксированием других концов крепежного материала любым приемлемым способом в конструкциях:
в жестких и устойчивых местах, минимум в трех, для оптимального выполнения опорной фиксирующей функции,
предпочтительно в необходимых местах, потенциальных для негативного провиса, для выполнения основной поддерживающей функции,
с дальнейшим натяжением вант, где приоритет установки у вант, выполняющих опорную функцию для пилона.