RU2653126C1

RU2653126C1 - Composite prefabricated casing

Info

Publication number: RU2653126C1
Application number: RU2017119859A
Authority: RU
Inventors: Владимир Ильич Травуш; Василий Дмитриевич Антошкин; Ирина Владимировна Ерофеева; Дмитрий Васильевич Антошкин; Иван Дмитриевич Ирлянов; Артем Геннадьевич Коновалов; Сергей Юрьевич ГРЯЗНОВ
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2018-05-07

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to construction, in particular to prefabricated composite casings. Composite prefabricated casing includes interconnected hexagonal panels with nodal elements, with a frame of edge and internal ribs and with cover, as well as docking and contour elements with nodal elements. Panels are made in the form of supporting frame flat regular hexagons, between which triangular non-bearing panels are installed, hexagonal and triangular panels with different sizes in each row, located in the same order, form the surfaces of rotation of negative gaussian curvature, and in another order of positive gaussian curvature.

EFFECT: technical result of the invention consists in decrease of material content.

3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений из сборных составных оболочек, пригодных, в частности, для полносборных покрытий зданий различного назначения, а также ограждающих и несущих конструкций сооружений в виде башен, навесов, дебаркадеров и т.п.The invention relates to the construction of buildings and structures from prefabricated composite shells suitable, in particular, for prefabricated coatings of buildings for various purposes, as well as enclosing and supporting structures of structures in the form of towers, awnings, landing stages, etc.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является составная сборная оболочка, включающая соединенные между собой шестиугольные панели с узловыми элементами, с каркасом из бортовых и внутренних ребер и с обшивкой, а также соединенные с панелями стыковочные и контурные элементы с узловыми элементами, шестиугольные панели выполнены с узловыми элементами в виде выступающих плоских контурных фасонок (SU 1038455, МПК Е04Н 5/12, Е04Н 12/00, опубл. 30.08.1983).The closest in technical essence to the proposed technical solution is a composite prefabricated shell, including interconnected hexagonal panels with nodal elements, with a frame of side and inner ribs and with sheathing, as well as docking and contour elements connected with panels with nodal elements, hexagonal panels made with nodal elements in the form of protruding flat contour gussets (SU 1038455, IPC Е04Н 5/12, Е04Н 12/00, publ. 30.08.1983).

Недостатком известного решения является неопределенность геометрических параметров панелей оболочки, сложность узловых соединений каркаса панелей, а также неопределенность работы по направлениям узловых соединений панелей между собой, обусловленные тем, что в каждом узле сходится более трех стержней, каждый из которых имеет свое собственное направление в пространстве, а также обусловленные тем, что однонаправленные контурные фасонки обеспечивают работу монтажных узлов только в одном направлении. A disadvantage of the known solution is the uncertainty of the geometric parameters of the shell panels, the complexity of the nodal connections of the panel frame, as well as the uncertainty of the work in the directions of the nodal connections of the panels to each other, due to the fact that more than three rods converge in each node, each of which has its own direction in space, as well as due to the fact that unidirectional contour gusses ensure that the assembly units work in only one direction.

Технический результат заключается в обеспечении определенности геометрии покрытия или ограждения, следовательно, его надежности, обеспечения универсальности работы монтажного соединения, снижении материалоемкости узловых соединений, упрощении изготовления и монтажа оболочки за счет снижения числа типоразмеров панелей и узловых элементов, а также уменьшения числа соединяемых монтажных элементов.The technical result consists in ensuring the geometry of the coating or fencing, therefore, its reliability, ensuring the versatility of the assembly connection, reducing the material consumption of the nodal joints, simplifying the manufacture and installation of the shell by reducing the number of frame sizes of panels and nodal elements, as well as reducing the number of connected mounting elements.

Сущность изобретения заключается в том, что в составной сборной оболочке, включающей соединенные между собой шестиугольные панели с узловыми элементами, с каркасом из бортовых и внутренних ребер и с обшивкой, а также стыковочные и контурные элементы с узловыми элементами. Панели выполнены только в виде несущих каркасных плоских правильных шестиугольников, между которыми установлены треугольные ненесущие панели, шестиугольные и треугольные панели с разными размерами в каждом ряду, расположенные в одном порядке, образуют поверхности вращения отрицательной гаусовой кривизны, а в другом порядке положительной гаусовой кривизны. Составная сборная оболочка может включать узловые элементы в виде фасонок каркаса шестиугольных панелей, к которым прикреплены парные проушины под углом около 45° к плоскости панели, для соединения смежных шестиугольных и треугольных панелей между собой через один узел каждой панели между проушинами установлены и закреплены, с возможностью поворота болтами, узловые вкладыши с центральным отверстием для снижения веса узлового элемента. Составная сборная оболочка может быть выполнена с контурными стержнями, включающими односторонние узловые фасонки, к которым также прикреплены парные проушины под углом около 45° к плоскости торца стержня, для соединения контурных шестиугольных и треугольных панелей на одном из концов стержня между проушинами также закреплены с возможностью поворота болтами узловые вкладыши, для стыковочных стержней узловые элементы устанавливают с обеих сторон симметрично от продольной оси стыковочных стержней.The essence of the invention lies in the fact that in a composite prefabricated shell, including interconnected hexagonal panels with nodal elements, with a frame of side and inner ribs and with sheathing, as well as docking and contour elements with nodal elements. The panels are made only in the form of supporting frame flat regular hexagons between which triangular non-supporting panels are installed, hexagonal and triangular panels with different sizes in each row, located in the same order, form rotation surfaces of negative gaussian curvature, and in the other order of positive gaussian curvature. A composite prefabricated shell may include nodal elements in the form of frame shapes for hexagonal panels, to which paired eyes are attached at an angle of about 45 ° to the plane of the panel, to connect adjacent hexagonal and triangular panels to each other through one node of each panel between the eyes are installed and fixed, with the possibility turning by bolts, nodal liners with a central hole to reduce the weight of the nodal element. The composite prefabricated shell can be made with contour rods, including one-sided nodal gussets, to which are also attached pair of eyes at an angle of about 45 ° to the plane of the end face of the rod, for connecting contour hexagonal and triangular panels at one end of the rod between the eyes are also fixed with the possibility of rotation bolted nodal liners, for connecting rods, nodal elements are installed on both sides symmetrically from the longitudinal axis of the connecting rods.

На фиг. 1-2 изображены виды сбоку А и сверху Б одинарной и составной сборных оболочек положительной гаусовой кривизны; на фиг. 3-4 изображены виды сбоку А и сверху Б одинарной и составной сборной оболочки отрицательной гаусовой кривизны; фиг. 5-7 - узловые элементы шестиугольных панелей.In FIG. 1-2 shows side views A and top B of a single and composite prefabricated shells of positive gaussian curvature; in FIG. 3-4 are side views of A and top B of a single and composite prefabricated shell of negative gauss curvature; FIG. 5-7 - nodal elements of hexagonal panels.

Составная сборная оболочка положительной гаусовой кривизны (фиг. 1-2) выполнена в виде сборной конструкции из шестиугольных панелей 1 с узловыми элементами 2, с каркасом из бортовых 3 и внутренних 4 ребер и с обшивкой 5. Панели 1 выполнены в виде несущих каркасных плоских только правильных шестиугольников, между которыми установлены треугольные панели 6, шестиугольные 1 и треугольные 6 панели с разными размерами в каждом ряду, расположенные в одном порядке 7, образуют поверхности вращения положительной гаусовой кривизны (7 - совокупность элементов, расположенных в определенном порядке, образует одну или другую конструкцию).The composite prefabricated shell of positive gaseous curvature (Fig. 1-2) is made in the form of a prefabricated structure of hexagonal panels 1 with nodal elements 2, with a frame of side 3 and inner 4 ribs and with skin 5. Panels 1 are made in the form of supporting frame flat only regular hexagons, between which are installed triangular panels 6, hexagonal 1 and triangular 6 panels with different sizes in each row, arranged in the same order of 7, form surfaces of revolution of positive gaussian curvature (7 - a set of eleme nt, arranged in a certain order, forms one or another design).

Составная сборная оболочка отрицательной гаусовой кривизны (фиг. 3-4) выполнена в виде сборной конструкции их шестиугольных панелей 1 с узловыми элементами 2, с каркасом из бортовых 3 и внутренних 4 ребер и с обшивкой 5, панели 1 выполнены в виде несущих каркасных плоских только правильных шестиугольников 1, между которыми установлены треугольные ненесущие панели 6, шестиугольные 1 и треугольные 6 панели с разными размерами в каждом ряду, расположенные в другом порядке 8, образуют поверхности отрицательной гаусовой кривизны. The composite prefabricated shell of negative gaseous curvature (Fig. 3-4) is made in the form of a prefabricated structure of their hexagonal panels 1 with nodal elements 2, with a frame of side 3 and inner 4 ribs and with skin 5, panels 1 are made in the form of supporting frame flat only regular hexagons 1, between which triangular non-bearing panels 6 are installed, hexagonal 1 and triangular 6 panels with different sizes in each row, arranged in a different order 8, form surfaces of negative gaussian curvature.

Узловые элементы 2 шестиугольных панелей 1 включают узловые фасонки 9 (фиг. 5) по внешним узлам 10 каркаса панелей 1, к которым прикреплены парные проушины 11 под углом около 45° к плоскости панелей 1 и 6, для соединения смежных панелей 1 и 6 между собой через один узел каждой панели 1 и 6 между проушинами 11 установлены и закреплены болтами 12, с возможностью поворота, узловые вкладыши 13 с центральным отверстием для снижения веса узлового вкладыша 13.The nodal elements 2 of the hexagonal panels 1 include nodal shapes 9 (Fig. 5) along the external nodes 10 of the frame of the panels 1, to which the paired eyelets 11 are attached at an angle of about 45 ° to the plane of the panels 1 and 6, for connecting adjacent panels 1 and 6 to each other through one node of each panel 1 and 6 between the eyes 11 are installed and secured with bolts 12, with the possibility of rotation, the nodal liners 13 with a Central hole to reduce the weight of the nodal liner 13.

Для сборки составной сборной оболочки к узлам 2 (фиг. 1-7) панелей 1 и 6 крепятся узловые фасонки 9 контурных стержней 14, к которым прикреплены также парные проушины 11 под углом около 45° к плоскости панели 1. Для соединения смежных монтажных элементов 1 и 14 между собой в одном из узлов стержня 14 между парными проушинами 11 также установлены и закреплены с возможностью поворота болтами 12 узловые вкладыши 13. To assemble a composite prefabricated shell, the node shapes 9 of the contour rods 14 are attached to the nodes 2 (Fig. 1-7) of the panels 1 and 6, to which the paired eyelets 11 are also attached at an angle of about 45 ° to the plane of the panel 1. To connect adjacent mounting elements 1 and 14 between themselves in one of the nodes of the rod 14 between the pair of lugs 11 are also installed and secured with the possibility of rotation of the bolts 12 nodal liners 13.

Для стыковки составной сборной оболочки из одинарных оболочек к узлам 2 (фиг. 7) панелей 1 и 6 крепятся стыковочные стержни 15 с узловыми фасонками 9 с обеих сторон этих стыковочных стержней 15. К фасонкам 9 также прикреплены парные проушины 11 под углом около 45° к плоскости стержней 15. Также для соединения смежных монтажных элементов 1 и 15 между собой в одном из узлов стержня 15 с каждой стороны стыковочного стержня 15 между проушинами 11 также установлен и закреплен болтами 12 с возможностью поворота узловой вкладыш 13.For joining a composite prefabricated shell from single shells to the nodes 2 (Fig. 7) of panels 1 and 6, docking rods 15 with nodal gusses 9 on both sides of these docking rods 15 are attached. Paired eyelets 11 are also attached to the gussets 9 at an angle of about 45 ° to the plane of the rods 15. Also for connecting adjacent mounting elements 1 and 15 to each other in one of the nodes of the rod 15 on each side of the connecting rod 15 between the eyes 11 is also installed and secured with bolts 12 to rotate the nodal insert 13.

Монтаж сборного составного свода-оболочки покрытия выполняется способом «подъема с поворотом конструкции в целом» (SU 1174546, МПК Е04Р3/16, опубл. 23.08.1985). Installation of a prefabricated composite arch-cover of the coating is carried out by the method of "lifting with rotation of the structure as a whole" (SU 1174546, IPC E04P3 / 16, publ. 08.23.1985).

При монтаже способом «подъема с поворотом конструкции в целом» могут не использоваться подъемные средства для пролетов до 12 м. При больших пролетах можно использовать реечные домкраты, которые либо имеют эксцентриситет опирания, либо устанавливаются наклонно. При больших пролетах монтажные горизонтальные перемещения при прямых неподвижных и качающихся опорах могут превысить 10 мм. Поэтому предусматривается наклон опор до 15 °, с учетом сил трения. When mounting with the “lifting with the turn of the structure as a whole” method, lifting equipment for spans up to 12 m may not be used. For large spans, rack jacks that either have an eccentric support or are installed obliquely can be used. For large spans, installation horizontal displacements with direct motionless and swinging supports can exceed 10 mm. Therefore, the inclination of the supports is provided up to 15 °, taking into account the friction forces.

Вначале собираются первые ряды опорных элементов. Далее собираются ряды панелей до придания жесткости собранной части. Собранная часть поднимается с поворотом вокруг монтажных опор в положение. Затем сборка продолжается с последующими поворотами. На завершении, купол устанавливается в проектное положение на опорные элементы противоположного ряда и заменяются монтажные опоры на рабочие опорные элементы.First, the first rows of support elements are assembled. Next, rows of panels are assembled until the assembled part is stiffened. The assembled part is rotated around the mounting supports to a position. Then the assembly continues with subsequent turns. At the end, the dome is installed in the design position on the supporting elements of the opposite row and the mounting supports are replaced by working supporting elements.

По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет упростить изготовление и монтаж составного сборного покрытия или ограждения здания или башни за счет геометрической определенности положения панелей и стержней, то есть за счет определенности формы составного блока. Предлагаемое решение позволяет производить укрупнительную сборку элементов составного покрытия или ограждения, обеспечивает переход к другим таким же блокам без дополнительных элементов при стыковке.Compared with the known solution, the proposed one allows to simplify the manufacture and installation of composite precast cover or fencing of a building or tower due to the geometric certainty of the position of the panels and rods, that is, due to the definiteness of the shape of the composite block. The proposed solution allows for the assembly of the elements of the composite coating or fencing, provides a transition to other same blocks without additional elements when docking.

Claims

1. Составная сборная оболочка, включающая соединенные между собой шестиугольные панели с узловыми элементами, с каркасом из бортовых и внутренних ребер и с обшивкой, а также стыковочные и контурные элементы с узловыми элементами, отличающаяся тем, что панели выполнены только в виде несущих каркасных плоских правильных шестиугольников, между которыми установлены треугольные ненесущие панели, шестиугольные и треугольные панели с разными размерами в каждом ряду, расположенные в одном порядке, образуют поверхности вращения отрицательной гаусовой кривизны, а в другом порядке положительной гаусовой кривизны. 1. Composite prefabricated shell, including interconnected hexagonal panels with nodal elements, with a frame of side and inner ribs and with sheathing, as well as docking and contour elements with nodal elements, characterized in that the panels are made only in the form of supporting frame flat regular hexagons between which triangular non-bearing panels are installed, hexagonal and triangular panels with different sizes in each row, arranged in the same order, form negative rotation surfaces ausovoy curvature, but in a different order gausovoy positive curvature.

2. Составная сборная оболочка по п. 1, отличающаяся тем, что может включать узловые элементы в виде фасонок каркаса шестиугольных панелей, к которым прикреплены парные проушины под углом около 45° к плоскости панели, для соединения смежных шестиугольных и треугольных панелей между собой через один узел каждой панели между проушинами установлены и закреплены, с возможностью поворота болтами, узловые вкладыши с центральным отверстием для снижения веса узлового элемента.2. The composite prefabricated shell according to claim 1, characterized in that it can include nodal elements in the form of frame shapes for hexagonal panels, to which paired eyelets are attached at an angle of about 45 ° to the plane of the panel, for connecting adjacent hexagonal and triangular panels to each other through one the knot of each panel between the eyes is installed and secured, with the possibility of rotation with bolts, nodal liners with a central hole to reduce the weight of the nodal element.

3. Составная сборная оболочка по пп. 1, 2, которая может быть выполнена с контурными стержнями, включающими односторонние узловые фасонки, к которым также прикреплены парные проушины под углом около 45° к плоскости торца стержня, для соединения контурных шестиугольных и треугольных панелей на одном из концов стержня между проушинами также закреплены с возможностью поворота болтами узловые вкладыши, для стыковочных стержней узловые элементы устанавливают с обеих сторон симметрично от продольной оси стыковочных стержней. 3. Composite prefabricated shell according to paragraphs. 1, 2, which can be made with contour rods, including one-sided nodal gussets, to which are also attached pair of eyes at an angle of about 45 ° to the plane of the end face of the rod, for connecting contour hexagonal and triangular panels at one end of the rod between the eyes are also fixed with the possibility of turning the nodal inserts with bolts, for the connecting rods the nodal elements are installed on both sides symmetrically from the longitudinal axis of the connecting rods.