сборная цилиндрическая полигональная оболочка покрытия

Формула изобретения

Сборная цилиндрическая полигональная оболочка покрытия, включающая соединенные под углом своими продольными сторонами параллельно продольной оси оболочки друг с другом крепежными деталями железобетонные элементы с контурными и внутренними ребрами, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности, уменьшения материалоемкости и упрощения технологии изготовления за счет обеспечения рационального очертания оболочки, величины углов, образованные смежными элементами, возрастают к опорам таким образом, что численные значения тригонометрических функций углов наклона элементов к горизонту составляют заданную определенную цифровую последовательность при любом пролете, количестве элементов и их размере, при этом внутренние ребра, имеющие удвоенную ширину контурного ребра того же направления, расположены перпендикулярно продольной оси, а крепежные детали установлены в местах пересечения ребер плит.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в покрытиях зданий производственного, общественного и сельскохозяйственного назначения.

Известна сборная цилиндрическая оболочка покрытия по а.с. N 1216303, состоящая из железобетонных плит, выполненных в плане крестообразными с неравными сторонами, двумя осями симметрии и изогнутыми по продольной оси.

Недостатком этой оболочки являются: сложность изготовления сборной железобетонной плиты крестообразной формы с изогнутой плоскостью.

Постоянная кривизна сборной плиты позволяет возводить только оболочки кругового, не рационального очертания, требующего повышенного расхода строительных материалов.

Наиболее близки по технической сущности и достигаемому результату к предложенному решению является сборная цилиндрическая оболочка покрытия по а. с. N 1673712, включающая опорный контурный пояс, арку и плоские ромбовидные ребристые элементы, стыкуемые под углом, определяемым кривизной цилиндрической оболочки.

Недостатком этой оболочки является нерациональное расположение ребер жесткости, а именно под углом 60^o к продольной оси по кривой эллипса. И очертание ребер по кривой эллипса, и круговое цилиндрическое очертание оболочки являются нерациональными, требующими повышенного расхода строительных материалов. Недостатком этого решения является и то, что для возведения оболочки кроме ромбовидного элемента требуются замковые элементы по торцам оболочки и в середине ее, а так же обрамляющие арки.

Цель изобретения повышение несущей способности, уменьшение материалоемкости и упрощение технологии изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что в сборной цилиндрической полигональной оболочке покрытия, включающей железобетонные элементы с контурными и внутренними ребрами, соединенные друг с другом по продольным сторонам вдоль продольной оси оболочки под углом, величина этого угла возрастает к опорам таким образом, что численные значения тригонометрической функции наклона элементов к горизонту составляют заданную определенную цифровую последовательность при любом пролете, количестве элементов и их размере, при этом внутренние ребра расположены перпендикулярно продольной оси, имеют удвоенную ширину контурного ребра того же направления, а крепежные детали установлены в местах пересечения ребер плит.

При таком конструктивном решении оболочки обеспечивается рациональное очертание оболочки, при котором в узлах сопряжения плит между собой от собственного веса конструкций и вертикальных полезных нагрузок возникают минимальные, теоретически возможные моменты.

Задача, решить которую позволяет предполагаемое изобретение, заключается в том, чтобы при любом пролете, любом размере плоского сборного железобетонного элемента и любом их количестве с суммарным размером, превышающем пролет здания, возвести цилиндрическую оболочку рационального очертания с минимальным расходом строительных материалов, трудоемкости изготовления сборного элемента и возведение оболочки.

Задача решена путем нахождения и задания числового соотношения тригонометрической функции углов наклона плит к горизонту, при котором узлы сопряжения этих плит располагаются на кривой рационального очертания, а направление поперечных несущих ребер принято перпендикулярным к продольной оси, что позволяет уменьшить их общую длину между опорными элементами оболочки до минимума.

На фиг. 1 изображена схема покрытия в плане; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 узел I на фиг1; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.3.

Сборная оболочка покрытия включает в себя опорный пояс 1 и сборный железобетонный прямоугольный элемент 2.

Элемент 2 снабжен контурными ребрами: поперечными 3 и продольными 4, и внутренними ребрами 5 в поперечном направлении пролета шириной, равной удвоенной ширине поперечного контурного ребра 3, делящего плиту на равные прямоугольники. На фиг.3 изображена плита 2 с одним внутренним ребром 5. Возможны варианты элемента 2 и с большим количеством внутренних ребер 5. В местах пересечения ребер 3, 4 и 5 элементы 2 снабжены закладными элементами 6, накладными элементами 7 и 8. Между элементами 2 образуется канавка 9, в которую укладывается раствор замоноличивания.

Оболочка представляет собой полигональную сводчатую конструкцию, состоящую из сборных плоских ребристых прямоугольных элементов 2 с размером а, смонтированных таким образом, что величина угла между плитами ₁,₂,₃ и т. д. возрастает к опорам, а одна из тригонометрических функций углов наклона плит к горизонту ₁,₂,₃ и т.д. составляет заданную цифровую последовательность. Цифровая последовательность не зависит от количества плит в оболочке, а зависит только от того, четное или нечетное количество плит образуют оболочку. Для каждого из этих двух случаев числовая последовательность тригонометрической функции своя. Задаваясь количеством элементов n, размером элемента a, таким образом, что используя числовую последовательность, определяются координаты узлов сопряжения элементов между собой, где L длина пролета. Определенные таким образом местоположения узлов сопряжения в оболочке обеспечивают рациональное ее очертание, при котором в элементах ее возникают минимальные, теоретически возможные усилия и соответственно минимальный расход строительных материалов. Предлагаемое изобретение позволяет в широких пределах варьировать геометрические размеры оболочки, а именно ее пролет L количество элементов n и размер элемента a. Способствует уменьшению расхода материалов и расположение поперечных ребер плит перпендикулярно продольной оси, т. к. уменьшается длина ребер. Экономия строительных материалов составляет 5-10% в зависимости от пролета оболочки.