Збірна будівельна конструкція сферичної або купольної форми

Реферат: UA 108434 U UA 108434 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі будівництва та може бути використана при створенні будівельних споруд сферичної або купольної форми різного призначення, зокрема як кінотеатр, планетарій або споруда для проведення масових заходів, таких як виставки, концерти, семінари тощо. Заявнику відомо багато аналогічних конструкцій, серед яких найближчими є наступні. Відомо самонесучу збірну будівельну конструкцію сферичної або купольної форми, яка містить каркас з жорстких рамних багатокутних несучих елементів, з зовнішньої сторони і з боку порожнини сфери забезпечених оболонками і з'єднаних один з одним бічними сторонами. Несучі елементи виконані у вигляді каркасних рам одного розміру в формі правильного шестикутника та/або трикутника з кутом нахилу бічних сторін щодо площини рами у залежності від співвідношення радіуса кола сфери та радіуса, вписаного в шестикутник або трикутник кола з утворенням таким чином сферичного геокупола (заявка на винахід RU 95105728 А1, опубл. 27.04.1997). При цьому шестикутні несучі елементи виконані у вигляді каркасних рам з паралельними рамками, з'єднаними ребрами жорсткості, що утворюють внутрішню порожнину каркаса. Оболонки з обох сторін каркаса виконані з прозорого матеріалу і у внутрішній їх порожнині можуть бути розташовані пристрої функціонального забезпечення, наприклад світлові пристрої для світломузичних інструментів тощо. Відома конструкція дозволяє знизити вагу та матеріаломісткість споруди сферичної або купольної форми, які можуть використовуватися як геодезичні, астрономічні і т.п. куполи, або як світломузичні салони, дискотеки і т.п. приміщення, за рахунок збирання такої конструкції з несучих елементів однакової форми і однакового розміру. Проте недоліком є відносно складна конструкція каркаса, обумовлена необхідністю застосування несучих елементів складної форми (кожен з елементів має рамну конструкцію, на зовнішній та внутрішній поверхні якої закріплено оболонки), а також складна схема їх збирання у каркас, що суттєво ускладнює монтаж та демонтаж споруди, а також знижує її надійність. Крім цього, утворення порожнини у самому каркасі між зовнішньою та внутрішньою оболонками на його паралельних рамках суттєво збільшує вагу окремого елемента каркаса, що ускладнює транспортування елементів споруди до або від місця монтажу, а також ускладнює і сам монтаж/демонтаж за рахунок необхідності застосування спеціальної монтажної техніки тощо. Також виконання оболонок прозорими не дозволяє використовувати таку споруду як приміщення, де потрібні світлонепроникні стіни, наприклад для кінотеатрів, що також звужує галузь її застосування. За прототип прийнято збірну будівельну конструкцію сферичної або купольної форми, яка містить каркас, розташований між зовнішньою та внутрішньою оболонками, сполученими між собою з утворенням внутрішньої порожнини, усередині якої створено тиск, менший від атмосферного (патент на винахід RU 2 490 398 С1). Каркас цієї конструкції утворений переважно трикутними елементами, які формують мережу у формі геокупола. За рахунок утворення та підтримання тиску у порожнині меншого атмосферного (за межами зовнішньої та внутрішньої оболонок) досягають рівномірної розтяжки внутрішньої оболонки заданої сферичної форми, що суттєво спрощує монтаж або демонтаж будівельної конструкції, а також підвищує її жорсткість та надійність. При цьому внутрішня оболонка виконана з текстильного світлонепроникного полотна, яке дозволяє розширити галузь використання споруди, зокрема для демонстрації відеофільмів або зображень на внутрішній поверхні внутрішньої оболонки, проведення усередині споруди різних масових заходів тощо. Недоліком прототипу може бути застосування елементів трикутної форми для формування каркаса, що певним чином ускладнює його монтаж та обмежує форму самого геокупола. Також після здійснення розтяжки внутрішньої оболонки заданої сферичної форми можливий її контакт з елементами каркаса, що робить їх помітними крізь внутрішню оболонку та не дозволяє використовувати її для демонстрації відеофільмів або зображень. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення формування каркаса збірної будівельної конструкції сферичної або купольної форми шляхом зміни конструкції елементів каркаса та забезпечення цілісності внутрішньої оболонки шляхом зміни її розташування відносно елементів каркаса. Поставлена задача вирішується таким чином, що у відомій збірній будівельній конструкції сферичної або купольної форми, яка містить каркас, розташований між зовнішньою та внутрішньою оболонками, сполученими між собою з утворенням внутрішньої порожнини, усередині якої створено тиск, менший від атмосферного, відповідно до корисної моделі, каркас містить стрижневі балки та з'єднувальні елементи, сполучені зі щонайменше двома балками з утворенням сферичного геокупола, при цьому відстань між поверхнею внутрішньої оболонки, 1 UA 108434 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 яка знаходиться під тиском нижче атмосферного, та поверхнею сфери геокупола складає не менше 5 мм. Під поверхнею сфери геокупола мається на увазі поверхня геосфери, яка формується частинами каркаса. Утворення описаним вище чином геокупола як каркаса є більш простим та зручним у порівнянні з відомим з рівня техніки за рахунок використання уніфікованих стрижневих балок та з'єднувальних елементів, в які ці балки вставляють і формують таким чином сферичний каркас. При цьому монтаж та демонтаж каркаса може бути виконаний за рахунок простих технологічних операцій, які не потребують застосування спеціальної техніки тощо. Також забезпечення відстані між поверхнею внутрішньої оболонки, яка знаходиться під тиском нижче атмосферного, та поверхнею сфери геокупола, не менше 5 мм, краще не менше 10 мм, дозволяє забезпечити цілісність внутрішньої оболонки та відсутність її контакту з каркасом у натягнутому стані. У переважному варіанті виконання з'єднувальні елементи можуть містити щонайменше два внутрішні отвори для розташування кінців балок, що дозволяє уніфікувати з'єднувальні елементи та спростити формування з них каркаса. У ще одному переважному варіанті виконання з'єднувальні елементи можуть містити п'ять або шість внутрішніх отворів для розташування кінців балок, що дозволяє формувати геокупол сферичної форми з різними по формі гранями. У ще одному переважному варіанті виконання балки можуть бути розташовані у з'єднувальних елементах з утворенням променевої конструкції, що також дозволяє формувати геокупол сферичної форми з підвищеною жорсткістю каркаса та зменшеною його вагою. У ще одному переважному варіанті виконання конструкція може додатково містити засіб створення розрідження, сполучений з внутрішньою порожниною та обладнаний засобом для регулювання потужності, що дозволяє створювати та в автоматичному або ручному режимі підтримувати попередньо розрахований тиск, менший від атмосферного, усередині порожнини, а також уникнути створення надлишкового тиску усередині порожнини. У ще одному переважному варіанті виконання зовнішня та/або внутрішня оболонки можуть бути виконані світлонепроникними, що дозволяє розширити галузь застосування споруди. У ще одному переважному варіанті виконання внутрішня поверхня внутрішньої оболонки виконана світловідбивною, що дозволяє використовувати споруду як кінотеатр. Заявлена корисна модель пояснюється наступним прикладом здійснення збірної будівельної конструкції сферичної або купольної форми та кресленнями, на яких наведено: - на фіг. 1 - загальний вигляд сформованого каркаса у формі сферичного геокупола без зовнішньої оболонки; - на фіг. 2 - загальний вигляд сформованого каркаса у формі сферичного геокупола з зовнішньою оболонкою. Наведений приклад конкретного виконання заявленої будівельної конструкції ніяким чином не обмежує обсяг домагань, викладений у формулі, а тільки пояснюють суть корисної моделі. Збірна будівельна конструкція сферичної або купольної форми містить каркас 1, розташований між зовнішньою 2 та внутрішньою 3 оболонками. Каркас 1 містить стрижневі балки 4 та з'єднувальні елементи 5, сполучені зі щонайменше двома балками 4 з утворенням сферичного геокупола 6. З'єднувальні елементи 5 містять п'ять або шість внутрішніх отворів (на кресленні не показано) для розташування кінців балок 4 у з'єднувальних елементах 5 з утворенням променевої конструкції. Оболонки 2 та 3 сполучені між собою з утворенням внутрішньої порожнини 7. Також будівельна конструкція містить засіб створення розрідження (на кресленні не показано), сполучений з внутрішньою порожниною 7. Таким засобом може бути вентилятор, обладнаний засобом для регулювання потужності (димером). За допомогою вентилятора усередині внутрішньої порожнини 7 створено тиск, менший від атмосферного. Відстань між поверхнею внутрішньої оболонки 3, яка знаходиться під тиском нижче атмосферного, та поверхнею сфери геокупола 6 складає не менше 5 мм, переважно не менше 10 мм. Зовнішня 2 та/або внутрішня 3 оболонки виконані світлонепроникними для забезпечення відповідної світлоізоляції внутрішнього простору будівельної конструкції, що особливо важливо при її використанні як кінотеатру або планетарію. Зовнішня оболонка 2 може бути додатково виконана з негорючих або вогнетривких матеріалів, переважно які є водовідштовхувальними для захисту від дощу. Внутрішня оболонка 3 може бути виконана з тонкого світлонепроникного текстильного полотна, наприклад поліестеру 210 Т з світло-сірою текстильною основою (що є оптимальним 2 UA 108434 U 5 10 15 20 для поверхні проекційного екрана) та захисним покриттям, нанесеним із зовнішнього боку. Крім цього, вона може бути виготовлена зі спеціальної світлонепроникною плівки. Встановлюють збірну будівельну конструкцію сферичної або купольної форми відповідно до корисної моделі наступним чином. Спочатку формують жорсткий каркас 1 геокупола 6 шляхом розташування кінців стрижневих балок 4 у отворах з'єднувальних елементів 5. На сформованій таким чином сферичній поверхні розташовують зовнішню оболонку 2. Всередині каркаса 1 на його верхній частині розташовують внутрішню оболонку 3 світловідбивною поверхнею донизу. З'єднання нижніх країв оболонок 2 та 3 по всьому периметру каркаса здійснюють будь-яким відомим чином, наприклад текстильною застібкою. Вентилятор сполучають з порожниною 7, наприклад, з отвором у її верхній частині (на фіг. не показано) безпосередньо або через трубопровід. За рахунок роботи вентилятора створюють розрідження повітря усередині порожнини 7. Під дією атмосферного тиску внутрішня оболонка 3 піднімається вгору, натягується і приймає задану сферичну форму на відстані не менше 5 мм від каркаса 1, не торкаючись його. Такими чином, формують рівномірно натягнутий сферичний проекційний екран без оптичних спотворень або пошкоджень рівномірності поверхні за рахунок внутрішньої світлонепроникної поверхні внутрішньої оболонки 3, який може бути використаний для показу динамічних відеофільмів або статичних зображень у випадку використання споруди як кінотеатру. Запропонована будівельна конструкція може бути встановлена безпосередньо на відкритому повітрі або у більшому приміщенні, зокрема, під кутом до поверхні або на певній висоті від неї. Запропонована будівельна конструкція завдяки конструкції каркаса та розташуванню внутрішньої оболонки спрощує монтаж та демонтаж та у зібраному стані має порівняно невеликі вагу і об'єм, що спрощує її транспортування. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 1. Збірна будівельна конструкція сферичної або купольної форми, що містить каркас, розташований між зовнішньою та внутрішньою оболонками, сполученими між собою з утворенням внутрішньої порожнини, усередині якої створено тиск, менший від атмосферного, яка відрізняється тим, що каркас містить стрижневі балки та з'єднувальні елементи, сполучені зі щонайменше двома балками з утворенням сферичного геокупола, при цьому відстань між поверхнею внутрішньої оболонки, яка знаходиться під тиском нижче атмосферного, та поверхнею сфери геокупола складає не менше 5 мм. 2. Конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що з'єднувальні елементи містять щонайменше два внутрішні отвори для розташування кінців балок. 3. Конструкція за п. 2, яка відрізняється тим, що з'єднувальні елементи містять п'ять або шість внутрішніх отворів для розташування кінців балок. 4. Конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що балки розташовані у з'єднувальних елементах з утворенням променевої конструкції. 5. Конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить засіб створення розрідження, сполучений з внутрішньою порожниною та обладнаний засобом для регулювання потужності. 6. Конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що зовнішня та/або внутрішня оболонки виконані світлонепроникними. 7. Конструкція за п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішня поверхня внутрішньої оболонки виконана світловідбивною. 3 UA 108434 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4