Сетчатый свод

Локтев Дмитрий Александрович,Инжутов Иван Семенович, Деордиев Сергей Владимирович, Сивчук Николай Анатольевич, Жаданов Виктор Иванович, Ермолин Владимир Николаевич (RU) Гельбова Т.Б. (RU) Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве сетчатого свода под здания различного назначения. Технический результат заключается в повышении жесткости и устойчивости конструкции и снижении трудозатрат при изготовлении и монтаже. Для его достижения сетчатый свод содержит связанные между собой продольные (1) и поперечные(2, 3) по отношению к продольной оси свода элементы, образующие сетку с прямоугольной ячейкой по цилиндрической поверхности свода. Поперечные элементы расположены в шахматном порядке с образованием разрезных арок по дуге свода, выполнены из бруса прямоугольного сечения и соединены по торцам и в центре с примыкающими к ним продольными элементами с расположением каждого из указанных типов узлов соединения в шахматном порядке. Новым является то, что продольные элементы (1) выполнены неразрезными двутаврового или швеллерного сечения, преимущественно из изотропных материалов. При этом торцы поперечных элементов состыкованы с продольным элементом в одном уровне, причем концы поперечных элементов скошены с возможностью их сопряжения со стенкой и полками двутавра или швеллера, а в узлах соединения по центру поперечных элементов продольный и поперечный элементы расположены поэтажно.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU) Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве сетчатого свода под здания различного назначения. Известно деревянное сводчатое перекрытие, составленное из сборных арок с прогонами, арки выполнены из однотипных элементов - косяков, соединенных между собой внахлестку и закрепленных штырями, пропущенными через отверстия на концах косяков, прогоны снабжены пазами, в которых сверху или снизу зажаты средины стыков косяков, между смежными арками установлены деревянные распорки, при этом арки скреплены между собой тягами, пропущенными через отверстия на концах соединяемых косяков, а по косякам уложены распирающие щиты (авт.св. СССР 41665, дата приоритета 14.01.1934, дата публикации 20.02.1935, автор Березкин А.П.). Недостатком аналога является высокая материалоемкость сводчатого перекрытия, обусловленная такими конструктивными особенностями, как соединение косяков внахлестку, повышающее их материалоемкость, соединение стыков косяков с прогонами, требующее увеличение поперечного сечения прогонов вследствие выполнения в них пазов, так как последние являются концентраторами напряжений, отрицательно влияющими на работу прогонов, установка деревянных распорок, тяг, распирающих щитов,необходимых для обеспечения жесткости и устойчивости свода, также повышающие материалоемкость конструкции, а отсутствие межузловых связей, кроме того, отрицательно влияет на жесткость и устойчивость свода. Известен сетчатый деревянный свод-оболочка, принятый в качестве прототипа, содержащий связанные между собой продольные и поперечные по отношению к продольной оси свода элементы, выполненные из бруса прямоугольного сечения, продольные и поперечные элементы образованы сеткой из сквозных и набегающих в продольном и поперечном направлениях элементов с торцами последних,примыкающими к середине пласти сквозных продольных или поперечных элементов, при этом набегающий в продольном направлении элемент примыкает прямоугольным торцом к пласти поперечного сквозного элемента, а набегающий в поперечном направлении элемент примыкает скошенным торцом к пласти продольного сквозного элемента, в каждом из чередующихся узлов сетки два набегающих элемента соединены со сквозным элементом с помощью, по меньшей мере, двух стержневых металлических стяжек, стержни стяжек пропущены через отверстия, выполненные в сквозном элементе, в месте сопряжения, перпендикулярно пласти, на концы стержней насажены стыкуемые соответственно набегающие элементы, в которых перпендикулярно стыкуемым торцам выполнены соответствующие стержням отверстия, а на боковой грани набегающих элементов, в нейтральной зоне напряжений, выполнены монтажные пазы, обеспечивающие возможность установки и затяжки гаек или эксцентриков, при этом в узлах сопряжения установлены межузловые связи (патент РФ на изобретение 2424403, дата приоритета 04.03.2010, дата публикации 20.07.2011, авторы Инжутов И.С., Енджиевский Л.В., Локтев Д.А, Сивчук Н.А., RU, прототип). Недостатками прототипа являются сложность конструкции, трудоемкость монтажа и недостаточная жесткость, обусловленные конструктивными особенностями и большим числом узлов сопряжения элементов. Это связано, во-первых, с использованием разрезных продольных элементов, которые в каждом втором узле прерываются поперечными элементами, что увеличивает количество элементов в целом и,тем самым, влечет рост трудоемкости изготовления и монтажа конструкции; во-вторых, с выполнением продольных элементов из древесины, которые испытывают местное смятие поперек волокон, что ввиду небольшой жесткости древесины поперек волокон обуславливает повышенные узловые деформации, и,соответственно, снижение общей жесткости свода-оболочки. Задачей изобретения является повышение жесткости и снижение трудоемкости изготовления и монтажа сетчатого свода за счет использования неразрезных продольных элементов двутаврового или швеллерного сечения. Для решения поставленной задачи в сетчатом своде, содержащем связанные между собой продольные и поперечные по отношению к продольной оси свода элементы, образующие сетку с прямоугольной ячейкой по цилиндрической поверхности свода, поперечные элементы расположены в шахматном порядке с образованием разрезных арок по дуге свода, выполнены из бруса прямоугольного сечения и соединены по торцам и в центре с примыкающими к ним продольными элементами с расположением каждого из указанных типов узлов соединения в шахматном порядке, согласно изобретению, продольные элементы выполнены неразрезными двутаврового или швеллерного сечения, при этом торцы поперечных элементов состыкованы с продольным элементом в одном уровне, причем концы поперечных элементов скошены с возможностью их сопряжения со стенкой и полками двутавра или швеллера, а в узлах соединения по центру поперечных элементов продольный и поперечный элементы расположены поэтажно. Согласно изобретению продольные элементы выполнены из изотропных материалов. На фиг. 1 схематично изображен фрагмент сетчатого свода с неразрезными продольными элементами; на фиг. 2 показан пример выполнения узла соединения поперечных элементов в уровне продольного элемента, узел А на фиг. 1; на фиг. 3 показан пример выполнения поэтажного узла соединения поперечного элемента с продольным элементом, узел Б на фиг. 1. Заявляемый сетчатый свод содержит связанные между собой продольные 1 и поперечные 2, 3 по отношению к продольной оси свода элементы. Продольные элементы выполнены двутаврового или швеллерного сечения, преимущественно из изотропных материалов, например из стали, поперечные - из бруса прямоугольного сечения. Поперечные элементы, образующие разрезные арки по дуге свода, имеют шахматное расположение, чем соответственно достигается соединение арок с неразрезными продольными элементами в узлах типа "А" (фиг. 2) и "Б" (фиг. 3). Узловое сопряжение типа "А" образовано соединением продольного элемента с примыкающими к нему концами поперечных элементов, выполненными со скошенными гранями для обеспечения их сопряжения со стенкой и полками двутаврового или швеллерного профиля в уровне продольного элемента (фиг. 2). Узловое сопряжение типа "Б" образовано поэтажным соединением продольного элемента с поперечным в середине длины поперечного элемента(фиг. 3). Соединения элементов в узлах сопряжения выполнены с помощью известных соединительных элементов, например стержневых металлических стяжек и болтовых соединений (условно не показано). При реализации изобретения достигается более высокий технический результат по сравнению с известными аналогами, который заключается в повышении жесткости и устойчивости конструкции и снижении трудозатрат при изготовлении и монтаже. Преимущество заявляемого сетчатого свода обусловлено более рациональным конструктивным решением в результате использования неразрезных продольных элементов преимущественно из изотропных материалов двутаврового или швеллерного сечения, что позволило сократить количество элементов,упростить их монтаж, снизив при этом трудозатраты в целом, а также повысить жесткость и устойчивость конструкции за счет эффективной работы материала продольных элементов в узлах соединения продольного элемента с двумя поперечными элементами. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Сетчатый свод, содержащий связанные между собой продольные и поперечные по отношению к продольной оси свода элементы, образующие сетку с прямоугольной ячейкой по цилиндрической поверхности свода, поперечные элементы, расположенные по дуге свода, выполнены из бруса прямоугольного сечения и соединены по торцам и в центре с примыкающими к ним продольными элементами с образованием двух типов узлов соединения, отличающийся тем, что продольные элементы выполнены неразрезными, двутаврового или швеллерного сечения, при этом концы поперечных элементов в узлах соединения с продольными элементами выполнены скошенными и сопряжены с полками двутавра или швеллера, а в узлах соединения по центру сплошных отрезков поперечных элементов продольный и поперечный элементы расположены на разных уровнях.