RU2162921C2

RU2162921C2 - Spatial cellular dome-shaped roof

Info

Publication number: RU2162921C2
Application number: RU99107306A
Authority: RU
Inventors: А.С. Родовниченко; А.А. Родовниченко
Original assignee: Родовниченко Андрей Сергеевич; Родовниченко Анна Андреевна
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 1999-04-12
Publication date: 2001-02-10

Abstract

FIELD: construction engineering; erection of dome-shaped roofs for miscellaneous buildings and structures. SUBSTANCE: dome-shaped roof has socle part that supports beams joined in five- and six-sided contiguous polygons formed as triangular members as viewed on top, their tops being joined together by means of double sided brace- mounted straps. Beams are made of wood or wood and metal. Straps are made in the form of polyhedral or circular discs with radial projecting shaped stampings whose width equals that of beam and whose depth increases from disc center to its periphery. Coaxial holes passing braces are formed between projecting stampings. Each disc is provided with five or six projecting stampings. Top part of stampings may be installed in one plane or incline to each other. Oriel with roof formed by beams may abut against socle part; top ends of beams are joined together by means of straps with joint assemblies of dome-shaped roof and tangentially arranged relative to dome-shaped roof. EFFECT: improved stiffness of dome. 8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении купольных покрытий зданий и сооружений различного функционального назначения. The invention relates to the field of construction and can be used in the construction of dome coverings of buildings and structures for various functional purposes.

Известна шарообразная пространственная конструкция, выполненная из многоугольников, каждый из которых образован несколькими равнобедренными треугольниками, скрепленными за вершины центральным фиксатором. Боковые стороны треугольников скреплены узловыми фиксаторами. Центральный фиксатор имеет центральный болт, закрепленный на фланце, и шпильки с резьбой на концах; сверху на шпильки надевается второй фланец с отверстиями под шпильки и болт (РФ патент 2100539 от 1997 г., МКИ E 04 B 7/08). Known spherical spatial structure made of polygons, each of which is formed by several isosceles triangles, fastened to the tops with a central retainer. The sides of the triangles are fastened with nodal clips. The central retainer has a central bolt mounted on the flange and studs with threads at the ends; on top of the studs, a second flange is inserted with holes for the studs and bolt (RF patent 2100539 of 1997, MKI E 04 B 7/08).

Известна также конструкция купольного ячеистого покрытия, образованного чередующимися пяти- и шестиугольными многогранниками, смонтированными под углом один к другому и соединенными друг с другом накладками, сквозь которые пропущены стяжки (PCT заявка WO 96/33320 от 1996 г., МКИ E 04 B 1/32). Also known is the design of a domed cellular coating formed by alternating pentagonal and hexagonal polyhedra mounted at an angle to one another and connected to each other by overlays through which screeds are passed (PCT application WO 96/33320 from 1996, MKI E 04 B 1 / 32).

Наиболее близким аналогом, принимаемым за прототип предложенному изобретению, является конструкция пространственного ячеистого купольного покрытия, содержащего цокольную часть и опертые на нее балки, соединенные в пяти- и шестигранные смежные многоугольники, образованные треугольными в плане элементами, вершины которых объединены двусторонними накладками на стяжках (ФРГ заявка OS 3137202 от 1983 г., МКИ E 04 B 1/32). The closest analogue accepted for the prototype of the proposed invention is the design of a spatial cellular dome cover containing a basement and beams supported on it, connected in five-and six-sided adjacent polygons formed by triangular elements in plan, the vertices of which are joined by bilateral overlays on the couplers (Germany application OS 3137202 from 1983, MKI E 04 B 1/32).

Недостатком всех упомянутых выше аналогов, включая прототип, является недостаточно надежная фиксация элементов каркаса относительно друг друга в процессе сборки, что затрудняет ведение работ по его монтажу. The disadvantage of all of the above analogues, including the prototype, is the insufficiently reliable fixation of the frame elements relative to each other during the assembly process, which makes it difficult to carry out installation work.

Задачей изобретения является упрощение процесса монтажа каркаса пространственного купольного покрытия при сохранении высокой степени надежности соединения элементов каркаса в местах их стыковки, а также повышение жесткости каркаса здания в целом. The objective of the invention is to simplify the installation process of the frame of the spatial dome cover while maintaining a high degree of reliability of the connection of the frame elements in the places of their joining, as well as increasing the rigidity of the building frame as a whole.

Эта задача решается тем, что пространственное ячеистое купольное покрытие содержит цокольную часть и опертые на нее балки, соединенные в пяти- и шестигранные смежные многоугольники, образованные треугольными в плане элементами, вершины которых объединены двусторонними накладками на стяжках. Балки выполнены деревянными или деревометаллическими. Накладки имеют форму многогранных или циркульных дисков с радиально расположенными выштампованными профильными выступами, ширина которых равна ширине балки, а глубина увеличивается от центра диска к его периферии. В промежутках между выштампованными выступами образованы соосные отверстия с пропущенными сквозь них стяжками. Каждый диск снабжен пятью или шестью выштампованными выступами. На выступах выполнены треугольные фиксаторы, прорезанные по двум сторонам на толщину диска и отогнутые по третьей стороне в сторону балки. Верхняя часть выштампованных выступов может быть расположена в одной плоскости или под углом друг к другу. К цокольной части может примыкать эркер с покрытием, образованным балками, верхние концы которых соединены накладками с узлами соединения балок купольного покрытия и расположены к купольному покрытию по касательной. Передняя плоскость покрытия эркера в плане может быть выполнена в виде трапеции, верхнее основание которой совмещено с горизонтальной стороной пяти- или шестигранного многоугольника, образующего купольного покрытие, или в виде треугольника, верхняя вершина которого совмещена с одной из вершин пяти- или шестигранного многоугольника, образующего купольное покрытие. This problem is solved in that the spatial cellular dome cover contains a basement and beams supported on it, connected in five-and six-sided adjacent polygons formed by triangular elements in plan, the vertices of which are joined by bilateral overlays on the screeds. Beams are made of wood or wood-metal. The pads are in the form of polyhedral or circular disks with radially arranged stamped profile protrusions, the width of which is equal to the width of the beam, and the depth increases from the center of the disk to its periphery. In the spaces between the stamped protrusions, coaxial holes are formed with screeds passed through them. Each disk is equipped with five or six stamped protrusions. On the protrusions, triangular retainers are made, cut on two sides to the thickness of the disk and bent on the third side to the side of the beam. The upper part of the stamped protrusions may be located in the same plane or at an angle to each other. A bay window with a coating formed by beams can be adjacent to the basement, the upper ends of which are connected by overlays to the nodes connecting the beams of the dome cover and are tangential to the dome cover. The front plane of the bay window covering in plan can be made in the form of a trapezoid, the upper base of which is aligned with the horizontal side of the pentagonal or hexagonal polygon forming the dome cover, or in the form of a triangle whose upper vertex is aligned with one of the vertices of the pentagonal or hexagonal polygon forming dome cover.

Сопоставительный анализ заявленного изобретения с прототипом показывает, что оно отличается тем, что балки выполнены деревянными или деревометаллическими, а накладки имеют форму многогранных или циркульных дисков с радиально расположенными выштампованными профильными выступами, ширина которых равна ширине балки, а глубина увеличивается от центра диска к его периферии, причем в промежутках между выштампованными выступами образованы соосные отверстия с пропущенными сквозь них стяжками. Каждый диск снабжен пятью или шестью выштампованными выступами. На выступах могут быть выполнены треугольные фиксаторы, прорезанные по двум сторонам на толщину диска и отогнутые по третьей стороне в сторону балки. Верхняя часть выштампованных выступов может быть расположена в одной плоскости или может располагаться под углом друг к другу. К цокольной части может примыкать эркер с покрытием, образованным балками, верхние концы которых соединены накладками с узлами соединения балок купольного покрытия и расположены к купольному покрытию по касательной. Передняя плоскость покрытия эркера в плане может быть выполнена в виде трапеции, верхнее основание которой совмещено с горизонтальной стороной пяти- или шестигранного многоугольника, образующего купольное покрытие с одной из вершин пяти- или шестигранного многоугольника, образующего купольное покрытие. A comparative analysis of the claimed invention with the prototype shows that it differs in that the beams are made of wooden or wood-metal, and the plates are in the form of polyhedral or circular disks with radially arranged stamped profile protrusions, the width of which is equal to the width of the beam, and the depth increases from the center of the disk to its periphery moreover, in the spaces between the stamped protrusions coaxial holes are formed with screeds passed through them. Each disk is equipped with five or six stamped protrusions. On the protrusions, triangular retainers can be made, cut on two sides to the thickness of the disk and bent on the third side to the side of the beam. The upper part of the stamped protrusions may be located in the same plane or may be located at an angle to each other. A bay window with a coating formed by beams can be adjacent to the basement, the upper ends of which are connected by overlays to the nodes connecting the beams of the dome cover and are tangential to the dome cover. The front plane of the bay window cover in plan can be made in the form of a trapezoid, the upper base of which is aligned with the horizontal side of the pentagonal or hexagonal polygon forming a dome cover from one of the vertices of the pentagonal or hexagonal polygon forming a dome coating.

Этот анализ указывает на наличие новизны в заявленном изобретении. This analysis indicates the presence of novelty in the claimed invention.

Сравнение предложенной конструкции с другими известными техническими решениями того же назначения показывает, что выполнение двусторонних накладок в виде дисков, в которых радиально расположены выштампованные профильные выступы, ширина которых равна ширине балки, а глубина увеличивается от центра диска к его периферии, а также соосные отверстия, расположенные между выступами в дисках, в которые вставлены стяжки, позволяет упростить процесс монтажа каркаса пространственного купольного покрытия при сохранении высокой степени надежности соединения балок, образующих каркас, в местах их стыковки. Этому же способствуют отогнутые фиксаторы на выступах дисков, которые при монтаже вдавливаются в поверхность балок. Конструктивное решение каркаса покрытия эркеров, при котором балки покрытия верхними концами соединяются с узлами соединения балок купольного покрытия при помощи тех же накладок, упрощает конструкцию и монтаж каркаса всего здания, придает ему жесткость и дополнительную боковую устойчивость всего сооружения. A comparison of the proposed design with other well-known technical solutions of the same purpose shows that the execution of bilateral overlays in the form of disks in which stamped profile protrusions are radially located, the width of which is equal to the width of the beam, and the depth increases from the center of the disk to its periphery, as well as coaxial holes, located between the protrusions in the disks into which the screeds are inserted, allows to simplify the process of mounting the frame of the spatial dome cover while maintaining a high degree of reliability ti compound beams forming the frame, at points of connections. The bent tabs on the ledges of the discs, which during installation are pressed into the surface of the beams, contribute to this. The constructive solution of the bay window covering framework, in which the top beams are connected to the dome joining nodes using the same overlays, simplifies the construction and installation of the entire building frame, gives it rigidity and additional lateral stability of the entire structure.

Таким образом, можно сделать вывод о превышении предложенным устройством существующего уровня техники. Thus, we can conclude that the proposed device exceeds the existing level of technology.

Изобретение поясняется на примере его выполнения. На чертежах изображено:
- на фиг. 1 - общий вид каркаса;
- на фиг. 2 - накладки в сборе.The invention is illustrated by the example of its implementation. The drawings show:
- in FIG. 1 - a general view of the frame;
- in FIG. 2 - lining assembly.

Пространственное ячеистое купольное покрытие имеет цокольную часть 1, на которую оперты балки 2, соединенные в пяти- 3 и шестигранные 4 смежные многоугольники, образованные треугольными в плане элементами 5. Вершины 6 многоугольников закрыты двусторонними накладками 7 и 8, объединенными стяжками 9. Балки выполнены деревянными или деревометаллическими, а накладки имеют форму многогранных или циркульных дисков с радиально расположенными выштампованными профильными выступами 10, ширина "h" которых равна ширине "H" балки, а глубина "a" увеличивается от центра диска к его периферии. В промежутках 11 между выштампованными выступами образованы соосные отверстия 12 с пропущенными сквозь них стяжками, например болтами с гайками. Каждый диск снабжен пятью или шестью выштампованными выступами, на которых выполнены треугольные фиксаторы 13, прорезанные по двум сторонам на толщину диска и отогнутые по третьей стороне в сторону балки 2. Верхняя часть выштампованных выступов может быть расположена в одной плоскости или выполнена под углом друг к другу. The spatial cellular domed coating has a basement part 1 on which beams 2 are supported, connected in five-3 and six-sided 4 adjacent polygons formed by elements triangular in plan 5. The vertices of 6 polygons are closed by bilateral overlays 7 and 8, joined by couplers 9. The beams are made of wooden or wood-metal, and the plates are in the form of polyhedral or circular disks with radially arranged stamped profile protrusions 10, the width "h" of which is equal to the width "H" of the beam, and the depth "a" increases I am from the center of the disk to its periphery. In the spaces 11 between the stamped protrusions, coaxial holes 12 are formed with screeds passed through them, for example, bolts with nuts. Each disk is equipped with five or six stamped protrusions, on which triangular clamps 13 are made, cut on two sides to the thickness of the disk and bent on the third side towards the beam 2. The upper part of the stamped protrusions can be located in the same plane or made at an angle to each other .

К цокольной части примыкает эркер 14 с покрытием 15, образованным балками 16, верхние концы 17 которых соединены накладками с узлами соединения балок купольного покрытия и расположены к купольному покрытию по касательной. Передняя плоскость 18 покрытия эркера в плане может быть выполнена в виде трапеции, верхнее 19 основание которой совмещено с горизонтальной стороной пяти- или шестигранного многоугольника, образующего купольное покрытие, или в виде треугольника, верхняя 20 вершина которого совмещена с одной из вершин пяти- или шестигранного многоугольник. В многоугольники могут быть вмонтированы окна 21. A bay window 14 is adjacent to the basement with a coating 15 formed by beams 16, the upper ends of which 17 are connected by overlays to the nodes connecting the beams of the dome cover and are tangential to the dome cover. The front plane 18 of the bay window cover in plan can be made in the form of a trapezoid, the upper 19 base of which is aligned with the horizontal side of the pentagonal or hexagonal polygon forming the dome cover, or in the form of a triangle, the upper 20 vertex of which is aligned with one of the vertices of the five or hexagonal polygon. Windows 21 can be mounted in polygons.

При монтаже вершины балок 2 зажимаются между накладками 7 и 8 и предварительно фиксируются треугольными фиксаторами, которые забиваются в поверхность балки. Окончательно балки закрепляются в накладках при помощи стяжек 9. Наличие выштампованных выступов 10 позволяет четко фиксировать концы балок 2 относительно друг друга при их монтаже. When mounting the tops of the beams 2 are clamped between the plates 7 and 8 and pre-fixed with triangular retainers, which are hammered into the surface of the beam. Finally, the beams are fixed in the lining with the help of screeds 9. The presence of stamped protrusions 10 allows you to clearly fix the ends of the beams 2 relative to each other during their installation.

В зависимости от радиуса кривизны покрытия применяют накладки 7 и 8, у которых выступы 10 расположены в одной плоскости, и тогда балки 2 при монтаже также размещаются в одной плоскости или под углом друг к другу, если монтируемый из балок 2 фрагмент купольного покрытия имеет выпуклую поверхность. Сочетание плоских и выпуклых накладок позволяет монтировать каркасы как в виде полушария, так и в виде полуцилиндра. Depending on the radius of curvature of the coating, pads 7 and 8 are used, in which the protrusions 10 are located in the same plane, and then the beams 2 during installation are also placed in the same plane or at an angle to each other if the fragment of the dome cover mounted from the beams 2 has a convex surface . The combination of flat and convex overlays allows you to mount frames in the form of a hemisphere, and in the form of a half cylinder.

Размещение балок 16, образующих каркас эркера 14, по касательной к купольному покрытию позволяет перераспределить нагрузку от верхней части купольного покрытия частично на эркер 14, ужесточив таким образом жесткость всей конструкции и обеспечив таким образом дополнительную боковую устойчивость сооружения, что особенно важно для регионов с сильными штормовыми и ураганными ветрами, а также с высокой сейсмической активностью. The placement of the beams 16, forming the bay window frame 14, tangentially to the dome cover allows to redistribute the load from the top of the dome cover partially to the bay window 14, thereby tightening the rigidity of the entire structure and thus providing additional lateral stability of the structure, which is especially important for regions with strong storm and hurricane winds, as well as with high seismic activity.

Claims

1. A spatial cellular domed coating containing a basement and beams supported on it, connected in five-and six-sided adjacent polygons formed by triangular in plan elements, the vertices of which are joined by two-sided overlays on the screeds, characterized in that the beams are made of wooden or wood-metal, and the pads are in the form of polyhedral or circular disks with radially arranged stamped profile protrusions, the width of which is equal to the width of the beam, and the depth increases from the center the disk to its periphery, and in the intervals between the stamped protrusions, coaxial holes are formed with screeds passed through them.

2. The spatial cellular domed coating according to claim 1, characterized in that each disk is equipped with five or six stamped protrusions.

3. The spatial cellular domed coating according to claim 1 or 2, characterized in that the protrusions are made of triangular retainers, cut on two sides to the thickness of the disk and bent on the third side to the side of the beam.

4. The spatial cellular domed coating according to claim 1 or 2, characterized in that the upper part of the stamped protrusions is located in the same plane.

5. The spatial cellular domed coating according to claim 1 or 2, characterized in that the upper part of the stamped protrusions is located at an angle to each other.

6. The spatial cellular domed coating according to claim 1, characterized in that a bay window adjoins the basement with a coating formed by beams, the upper ends of which are connected by overlays to the nodes of the connection of the domed beams and are tangential to the domed coating.

7. The spatial cellular domed coating according to claim 1 or 7, characterized in that the front plane of the bay window covering in plan is made in the form of a trapezoid, the upper base of which is aligned with the horizontal side of the pentagonal or hexagonal polygon forming the domed coating.

8. The spatial cellular domed coating according to claim 1 or 7, characterized in that the front plane of the bay window coating is made in plan in the form of a triangle, the top of which is aligned with one of the vertices of the pentagonal or hexagonal polygon forming the domed coating.