Плита структурная

Полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным структурным плитам, используемым в качестве плоскостных тонкостенных покрытий и ограждений, а также составных пространственных конструкций сводчатой, куполообразной и более сложной конфигурации.
Из существующего перечня аналогичных технических решений известна структурная плита из блоков в виде пирамид с квадратным основанием, составленных из четырех однотипных оболочек формы гиперболического параболоида с прямыми кромками; причем вершины пирамид в плоскости верхнего пояса дополнительно раскреплены стержневыми элементами (Лубо Л.Н., Миронков Б.А. Плиты регулярной пространственной структуры. - Л.: Стройиздат, 1976. - стр. 88, рис. 25в). Недостаток известного решения заключается в малой изгибной жесткости составной конструкции, которая целиком определяется жесткостью раскрепляющих стержневых элементов.
Также известна пластинчатая структурная плита, включающая четырехугольные отсеки гиперболического параболоида, соединенные по боковым наклонным кромкам и раскрепленные по вершинам плоской плитой (а.с. СССР №846685; Пластинчатая структурная плита; Е04С 2/30; 1981). К недостаткам известного решения следует считать низкую общую пространственную жесткость конструкции, которая целиком зависит от жесткости раскрепляющей плоской плиты.
Наиболее близким к заявляемому решению является двухпоясная структурная плита на основе составных модулей, включающая четырехугольные оболочки двоякой кривизны и соединенные друг с другом по кромкам с образованием противолежащих контурных ячеистых поясов, одинаковые квадратные ячейки которых смещены относительно друг друга так, что вершины одного пояса расположены над серединами ячеек другого пояса, а середины сторон ячеек противолежащих поясов соединены внутренними нормальными ребрами (пат. РФ №128217; Модуль строительный; МПК Е04В 1/00; 2013). Недостатками данного технического решения, препятствующими получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, являются значительные габариты гиперболических оболочек при увеличении конструктивной высоты, а также невысокая жесткость структурной плиты в серединной зоне.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является увеличение конструктивной высоты плиты при сохранении либо уменьшении габаритов составляющих оболочек, а также повышение местной и общей жесткости составной конструкции.
Данный технический результат достигается за счет того, что в плите структурной, включающей четырехугольные оболочки двоякой кривизны, очерченные прямолинейными боковыми кромками и соединенные друг с другом по кромкам с образованием противолежащих контурных ячеистых поясов, середины сторон ячеек которых соединены внутренними нормальными ребрами, оболочки расположены в двух состыкованных по ребрам сплошных слоях; при этом наружные контурные кромки оболочек одного из слоев образуют шестиугольные ячейки одного контурного пояса, а наружные контурные кромки оболочек другого слоя образуют треугольные ячейки противолежащего контурного пояса; причем вершины каждой из треугольных ячеек одного из контурных поясов расположены над тремя соответствующими вершинами противолежащей шестиугольной ячейки другого контурного пояса; при этом центры соседних нормальных ребер попарно соединены диагональными серединными ребрами, в совокупности образующими серединный пояс плиты из чередующихся треугольных и шестиугольных ячеек, а центры каждого диагонального серединного ребра дополнительно соединены внутренними ребрами с обоими контурными поясами.
В плите структурной центр каждого диагонального серединного ребра может быть соединен двумя парами внутренних ребер с близлежащими сторонами многоугольных ячеек противолежащих контурных поясов.
В плите структурной центр каждого диагонального серединного ребра может быть соединен парой внутренних ребер с двумя близлежащими сторонами многоугольной ячейки какого-либо из поясов, и одним внутренним ребром- с близлежащей вершиной многоугольной ячейки противолежащего контурного пояса.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение конструктивной высоты заявляемой плиты структурной без увеличения габаритов составляющих оболочек, а также повышение местной и общей жесткости серединной зоны составной конструкции за счет введения ребер серединного ячеистого пояса и придания результирующей объемной структуре плиты полной геометрической неизменяемости.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1-2 изображены компоновочные схемы плиты структурной с различным расположением внутренних ребер.
Плита структурная включает четырехугольные оболочки 1, 2, 3, 10, 11, 12, 13 двоякой кривизны, соединенные друг с другом по прямолинейным боковым кромкам с образованием противолежащих контурных ячеистых поясов 4, 5, середины сторон ячеек которых соединены внутренними нормальными ребрами 6. Оболочки 1, 2, 3, 10, 11, 12, 13 расположены в двух состыкованных по ребрам сплошных слоях; при этом наружные контурные кромки оболочек одного из слоев образуют шестиугольные ячейки контурного пояса 5, а наружные контурные кромки оболочек другого слоя образуют треугольные ячейки противолежащего контурного пояса 4. Вершины каждой из треугольных ячеек контурного пояса 4 расположены над тремя соответствующими вершинами противолежащей шестиугольной ячейки контурного пояса 5; причем центры соседних нормальных ребер 6 попарно соединены диагональными серединными ребрами 7, в совокупности образующими серединный пояс плиты из чередующихся треугольных и шестиугольных ячеек, а центры каждого диагонального серединного ребра 7 дополнительно соединены внутренними ребрами 8,9 с обоими контурными поясами.
В плите структурной центр каждого диагонального серединного ребра 7 может быть соединен двумя парами внутренних ребер 8 с близлежащими сторонами многоугольных ячеек противолежащих контурных поясов 4, 5.
В плите структурной центр каждого диагонального серединного ребра 7 может быть соединен парой внутренних ребер 8 с двумя близлежащими сторонами треугольной ячейки пояса 4, и одним внутренним ребром 9- с близлежащей вершиной шестиугольной ячейки противолежащего контурного пояса 5.
В плоскостных структурных плитах и пространственных структурах сводчатой, куполообразной и более сложной конфигурации ячейки сети одного либо обоих контурных поясов могут закрываться плоскими многоугольными панелями соответствующего очертания.
Оболочки 1, 2, 3, 10, 11, 12, 13 плиты структурной могут очерчиваться отсеками линейчатых или нелинейчатых поверхностей двоякой отрицательной гауссовой кривизны и изготавливаются, например, из железобетона, стыкуются друг с другом контурными кромками и соединяются по выпускам арматуры сваркой.