Несучий каркас споруди

1. Несучий каркас споруди, що включає опорний вузол і жорсткі трикутні елементи (ЖТЕ), який відрізняється тим, що ЖТЕ утворюють яруси, при цьому ЖТЕ утворені стійками, нижні кінці яких укріплені на опорному вузлі споруди або у вузлах з'єднання стійок пролягаючого нижче ярусу, а верхні кінці стійок з'єднані у вузли, які з'єднані між собою за допомогою зв'язків, при цьому всі стійки і зв'язки з'єднані один з одним і/або з опорним вузлом за допомогою роз'ємних і/або нероз'ємних з'єднань. 2. Несучий каркас споруди за п. 1, який відрізняє ться тим, що опорний вузол виконаний у вигляді фундаменту споруди або сейсмопоясу верхнього поверху існуючої споруди. 3. Несучий каркас споруди за п. 1, який відрізняє ться тим, що стійки і зв'язки виконані у вигляді труб, кутників і інших профілів. 4. Несучий каркас споруди за п. 1, який відрізняє ться тим, що ЖТЕ в кожному ярусі розташовані у вертикальній площині або з U 2 30726 1 3 30726 обрешетування, при цьому ригелі виконані з консолями, кінці яких об'єднані стержневими елементами. Недоліком відомого пристрою є обмежені функціонально-дизайнерські рішення, які можливо реалізувати при його використанні. Відома просторова конструкція [Журнал "Винахідник і раціоналізатор" №8, 1981р., с.9], утворена однотипними конструктивними елементами, сполученими у вузли під кутом близько 109°. Недоліком відомої конструкції, не дивлячись на великі можливості по реалізації різноманітних дизайнерських рішень в нетрадиційному, наприклад, рекреаційному, будівництві, є неможливість широкого використання її в цивільному і промисловому будівництві. Відома "Будівля" [Авт.св. СРСР №1689535, МПК-5 Е04В1/18, БВ-41-91р.], в якій ригелі горизонтальних рам розташовані між ригелями вертикальних рам, число колон яких рівне принаймні двом, при цьому довжина горизонтальних і похилих рам рівна довжині вертикальних рам, а ширина складає половину їх довжини, крім того, рами, похилих, встановлені у верхній частині будівлі по зовнішніх осях блоків, а стовпчасті фундаменти розміщені в місцях з'єднання колон суміжних вертикальних рам, які з'єднані між собою болтами і можуть мати заповнення, при цьому горизонтальні рами можуть бути оперти на вертикальні рами консольно. Недоліком відомої конструкції є обмежена область застосування її і невиразність дизайнерських рішень при її використанні. Відомий "Каркас будівлі" [Авт.св. СРСР №1390321, МПК-4 Е04В1/18, БВ-15-88р.], в якій похилі підкошування утворюють з нерозрізними несучими елементами трикутник, причому частина связевих елементів встановлена похило, а всі связеві елементи одним кінцем розташовані в шарнірному вузлі з'єднання ригелів з нерозрізними несучими елементами, при цьому вузли останніх з похилими підкошуваннями виконані шарнірними. Недоліком відомої конструкції є обмежена область застосування її, в основному при побудові пірамідальних конструкцій, і невиразність дизайнерських рішень при її використанні. Відоме "Складчасте покриття" [Авт.св. СРСР №1411404, МПК-4 Е04В7/08, БВ-27-88р.], яке включає зв'язані оболонки, опорний контур складчастого профілю з вершинами хвиль і нижніми вузлами, у середині покриття розташований центральний елемент, що має верхню і нижню кромки, покриття по периметру має опори і забезпечено радіальною системою міцних ребер, що чергуються, і гвинтом, крім того, покриття забезпечене системою діагональноперехресною системою несучих елементів, що проходять через точки перетину, а також покриття може бути забезпечено додатковими кільцевими ребрами. Недоліками відомої конструкції є обмежена область застосування її, в основному при побудові великопролітних споруд, і необхідність вантових розтяжок, що значно ускладнює монтаж споруд. 4 Найбільш близьким по технічній суті і технічному результату, який досягається, і вибраним як прототип є "Сферичний купол" [Авт.св. СРСР №1548376, МПК-5 Е04В7/08, БВ-990р.], що включає просторові елементи, кожний з яких виконаний з 16 плоских трикутників з рівностороннім центральним трикутником, причому трикутники кожного просторового елементу, що мають загальні сторони з центральним, виконані рівними останньому, до вершин, загальних для трьох рівносторонніх трикутників, примикають утворені двома рівними один одному рівнобедреними трикутниками вершини ромбів, а між сторонами ромбів і трикутників, що примикає до центрального, розташовані доборні трикутники. Недоліками прототипу є обмежена область застосування його, в основному при побудові конструкцій куполів, і неможливість реалізації різноманітних будівельно-дизайнерських рішень на основі пропонованого в прототипі технічного рішення. Задачею даної корисної моделі є розробка нової конструкції несучої каркаса споруди з досягненням технічного результату - розширення функціональних можливостей. Поставлена задача виконується тим, що в "Несучому каркасі споруди", який включає опорний елемент і жорсткі трикутні елементи (ЖТЕ), причому останні утворюють яруси, при цьому ЖТЕ утворені стійками, нижні кінці яких укріплені на опорному елементі споруди або у вузлах з'єднання стійок пролягаючого нижче ярусу, а верхні кінці стійок з'єднані у вузли, які з'єднані між собою за допомогою зв'язків, при цьому всі стійки і зв'язки з'єднані один з одним і/або з опорним елементом за допомогою роз'ємних і/або нероз'ємних з'єднань, крім того, опорний елемент виконаний у вигляді фундаменту споруди або сейсмопоясу верхнього поверху існуючої споруди, стійки і зв'язку виконані у вигляді труб, кутників і інших профілів, при цьому ЖТЕ в кожному ярусі розташовані у вертикальній площині або з нахилом в будь-яку сторону від вертикалі, а зв'язки розташовані в горизонтальній площині або з нахилом в будь-яку сторону від горизонталі, також у вузлах ярусів укріплені каркаси фронтонів, башенок, оглядових майданчиків, ліхтарів і інших архітектурно-будівельних і декоративних конструкцій, а зовнішні ЖТЕ каркаса є каркасом для обшивки стінними або покрівельними матеріалами, причому на верхніх зовнішніх ЖТЕ і зв'язках каркаса споруди розташовані елементи конструкції даху - покрівлі, обрешетування і покриття, роз'ємні і/або нероз'ємні з'єднання містять заставні елементи, а ЖТЕ ярусу, з'єднані між собою зв'язками, утворюють просторовий каркас в плані у вигляді будь-якої геометричної фігури, наприклад, трикутника, прямокутника, багатокутника, круга або еліпса. Суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, співпадаючими з прототипом, є наступні ознаки: - опорний елемент; - жорсткі трикутні елементи (ЖТЕ). 5 30726 Відмітними від прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки: - ЖТЕ утворюють яруси; - ЖТЕ утворені стійками; - нижні кінці стійок укріплені на опорному елементі споруди або у вузлах з'єднання стійок пролягаючого нижче ярусу; - верхні кінці стійок з'єднані у вузли; - вузли з'єднані між собою за допомогою зв'язків; - всі стійки і зв'язки з'єднані один з одним і/або з опорним елементом з допомогою роз'ємних і/або нероз'ємних з'єднань. Приватними відмітними від прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки: - опорний елемент виконаний у вигляді фундаменту споруди або сейсмопоясу верхнього поверху споруди; - стійки і зв'язки виконані у вигляді труб, кутників і інших профілів; - ЖТЕ в кожному ярусі розташовані у вертикальній площині або з нахилом в будь-яку сторону від вертикалі; - зв'язки розташовані в горизонтальній площині або з нахилом в будь-яку сторону від горизонталі; - у вузлах ярусів укріплені каркаси фронтонів, башенок, оглядових майданчиків, ліхтарів і інших архітектурно-будівельних і декоративних елементів; - зовнішні ЖТЕ каркаса є каркасом для обшивки стінними або покрівельними матеріалами; - на верхніх зовнішніх ЖТЕ і зв'язках каркаса споруди розташовані елементи конструкції даху покрівлі, обрешетування і покриття; - роз'ємні і/або нероз'ємні з'єднання містять заставні елементи; - ЖТЕ ярусу, з'єднані між собою зв'язками, утворюють просторовий каркас в плані у вигляді будь-якої геометричної фігури, наприклад, трикутника, прямокутника, багатокутника, круга або еліпса. Між суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує наступний причиннонаслідковий зв'язок. Дійсно, технічне рішення, що заявляється, дозволяє суттєво розширити область його використання в порівнянні з прототипом, оскільки з його допомогою можлива реалізація практично будь-якого будівельно-дизайнерського рішення у області цивільного і промислового будівництва, реалізація нової концепції малих архітектурних форм, наприклад, в курортному і туристичному будівництві. Проведений заявником аналіз рівня техніки, що включає пошук по патентних і науковотехнічних джерелах інформації, з виявленням джерел, що містять інформацію про аналоги технічного рішення, що заявляється, дозволяє установити, що заявником не виявлені аналоги, що характеризуються всією сук упністю ознак, ідентичної всім суттєвим ознакам пристрою, 6 зазначеним у формулі корисної моделі, що заявляється. Тому можна затверджувати, що корисна модель відповідає умові охороноздатності за критерієм "новизна". Крім того, корисна модель промислово застосовна, тому що те хнічне рішення, що заявляється, дозволяє використовувати його при проектуванні і будівництві найрізноманітніших за своїми архітектурними рішеннями будівель і споруд. Можливість здійснення корисної моделі, що заявляється, підтверджується описом, що нижче приводиться, її практичної реалізації й ілюструється кресленнями. На Фіг.1 показаний вид спереду несучої каркаса споруди, виконаної в плані у вигляді трикутника; на Фіг.2 - те ж, вигляд зверху; на Фіг.3 те ж, вигляд в аксонометрії; на Фіг.4 показаний вид спереду несучої каркаса споруди, виконаної в плані у вигляді прямокутника; на Фіг.5 - те ж, вигляд зверху; на Фіг.6 - те ж, вигляд в аксонометрии; на Фіг.7 показаний вид спереду несучої каркаса споруди, виконаної в плані у вигляді шестикутника; на Фіг.8 - те ж, вигляд в аксонометрії; на Фіг.9 - те ж, вигляд зверху. Несучий каркас споруди включає опорний елемент (умовно не показаний), який може бути виконаний у вигляді фундаменту споруди або сейсмопоясу верхнього поверху існуючої споруди, наприклад, при зведенні додаткового поверху з дахом, або спорудження звичайного або мансардного даху. Основним конструктивним елементом технічного рішення, що заявляється, є жорсткий трикутний елемент 1 (ЖТЕ 1), утворений стійками 2, нижні кінці 3 яких укріплені на опорному елементі споруди (умовно не показаний) або у вузлах 4 з'єднання стійок 2 пролягаючого нижче яруси 5, а верхні кінці 6 стійок 2 з'єднані у вузли 4, які з'єднані між собою за допомогою зв'язків 7, при цьому всі стійки 2 і зв'язки 7 з'єднані один з одним і/або з опорним елементом (умовно не показаний) за допомогою роз'ємних і/або нероз'ємних з'єднань (умовно не показані), при цьому ЖТЕ 1 утворюють яруси 5. Стійки 2 і зв'язки 7 виконані у вигляді труб, кутників і інших профілів. ЖТЕ 1 в кожному ярусі 5 розташовані у вертикальній площині або з нахилом в будь-яку сторону від вертикалі, а зв'язки 7 розташовані в горизонтальній площині або з нахилом в будь-яку сторону від горизонталі. Зовнішні ЖТЕ 1 несучої каркаса споруди є каркасом для обшивки стінними або покрівельними матеріалами (умовно не показані). На верхніх зовнішніх ЖТЕ 1 і зв'язках 7 несучої каркаса споруди розташовують елементи конструкції даху - покрівлі, обрешетування і покриття (умовно не показані). Роз'ємні і/або нероз'ємні з'єднання можуть містити заставні елементи (умовно не показані). Для архітектурно-декоративної виразності у вузлах 4 ярусів 5 можуть бути додатково укріплені каркаси фронтонів, башенок, оглядових 7 30726 майданчиків, ліхтарів і інши х ар хітектурнобудівельних і декоративних конструкцій (умовно не показані). ЖТЕ 1 ярусу 5, з'єднані між собою зв'язками 7, утворюють просторовий каркас в плані у вигляді будь-якої геометричної фігури, наприклад, трикутника (фіг. 1-3), прямокутника (фіг. 4-6), багатокутника (фіг. 7-9), круга або еліпса (умовно не показані). Несучий каркас споруди складається із похилих стійок 2, створюючих ЖТЕ 1, а також горизонтально і під кутом розташованих зв'язків 7. Стійка 2 або зв'язок 7 є елементом каркаса заданої довжини, виконаним їх профілю з розрахунковим перетином. Нижні кінці 3 стійок 2 під певним кутом кріпляться до опорного елементу (умовно не показаний) роз'ємним і/або нероз'ємним з'єднанням (умовно не показані). На розрахунковій довжині від місця кріплення першої стійки 2 до опорного елементу кріпиться друга стійка 2, верхній кінець 6 якій направлений у бік верхнього кінця 6 першої стійки 2. Верхні кінці 6 першої і другої стійок 2 з'єднуються за допомогою роз'ємних або нероз'ємних з'єднань, утворюючи вузол 4. Дві з'єднані стійки 2, нижні кінці 3 яких жорстко укріплені на опорному елементі споруди, утворюють жорсткий трикутник (так званий жорсткий трикутний елемент ЖТЕ 1), основа якого лежить на опорному елементі, а вершина розташована у вузлі 4 на заданій висоті. Таким же чином виконується решта ЖТЕ 1, створюючих нижній 8 ярус 5 несучої каркаса споруди. Вершини ЖТЕ 1 нижнього 8 ярусу з'єднуються між собою горизонтальними або розташованими під кутом до горизонту зв'язками 7, виготовленими з профілів. З вузлів 4 нижні 8 яруси 5, використовуючи їх як опорні елементи, аналогічним чином споруджують другого 9 ярусу 5 несучої каркаса споруди, потім третього 10 ярусу 5 і так далі - з утворенням просторового каркаса споруди, який в плані може бути виконаний у вигляді у вигляді будь-якої геометричної фігури правильної або неправильної форми. Вибираючи кількість і висоту ярусів 5 створюють необхідну висоту і геометрію пристрою, що заявляється. Монтаж несучого каркаса може здійснюватися як з окремих елементів - стійок 2, зв'язків 7, так і з укрупнених елементів - ЖТЕ 1, шляхом монтажу наперед виготовлені ЖТЕ 1, або частина ярусу 5 або повністю весь ярус 5 просторового каркаса. В окремих випадках, за наявності механізмів відповідної вантажопідйомності, можливий монтаж повністю зібраної несучої каркаса споруди, наприклад, у разі його монтажу зверху існуючої будівлі або споруди. З вищевикладеного очевидно, що в порівнянні з прототипом, технічне рішення, що заявляється, має суттєво великі функціональні можливості, що дозволяють реалізувати практично будь-які архітектурно-будівельні, планувальні і дизайнерські рішення будівель і споруд, збільшивши при цьому житлову площу, наприклад, за рахунок того, що несучій каркас спирається 8 тільки на несучі конструкції існуючої будівлі або споруди. До переваг технічного рішення, що заявляється, слід віднести також і те, що його використання дозволяє знизити металоємність споруд, підвищити жорсткість і сейсмостійкість несучого каркаса, рівномірно розподілити навантаження від крівлі і каркаса на опорні елементи будівель і споруд. На підставі всього вищевикладеного можна зробити висновок, що задача, поставлена в даній корисній моделі - розробка нової конструкції несучої каркаса споруди - виконується з досягненням технічного результату - розширення функціональних можливостей. 9 30726 10