Результат интеллектуальной деятельности: Многоэтажное здание

Изобретение относится к строительству многоэтажных зданий.

Известно многоэтажное здание, включающее прямоугольные в плане корпуса, выполненные с остекленными участками стен, установленные радиально и соединенные торцами с образованием центрального ядра (см. Калиш В.Г., Косаковский В.А., Ржехина О.И. Типы домов и квартир за рубежом. М.: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1959, с. 171-172, рис. 319).

Недостатками указанного здания являются относительно сложные условия эксплуатации здания, низкие теплотехнические характеристики и плохая обтекаемость ветровыми потоками.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому (прототипом) является многоэтажное здание, включающее корпуса из отдельных блоков с образованием ломанного очертания фасадов в плане, выполненные с остекленными участками стен, установленные радиально и соединенные между собой торцами с образованием центрального ядра. Здание снабжено наружными светопрозрачными покрытием и непрерывным по периметру здания стеновым ограждением, имеющим круглое в плане очертание. Светопрозрачное покрытие и стеновое ограждение прикреплены к корпусам с образованием между ними внутренних замкнутых двориков (см. патент СССР №1303042, фиг. 5).

Основными недостатками здания-прототипа являются относительно ограниченные устойчивость, прочность и степень обтекаемости ветровыми воздушными потоками.

Задачей изобретения является повышение устойчивости, прочности и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции многоэтажного здания.

Для решения поставленной задачи в многоэтажном здании, включающем корпуса с ломанными в плане очертаниями фасадов, выполненные с остекленными участками стен, установленные радиально и соединенные между собой торцами с образованием центрального ядра, наружное светопрозрачное покрытие и наружное светопрозрачное стеновое ограждение, выполненное непрерывным по периметру в плане в виде фигуры постоянной ширины, светопрозрачное покрытие и стеновое ограждение прикреплены к корпусам с образованием между ними внутренних замкнутых двориков, наружное светопрозрачное стеновое ограждение выполнено в плане в виде треугольника Релло, причем корпуса внешними торцами упираются в центральные части сторон треугольника Релло, а здание одним из углов установлено напротив направления основного вектора розы ветров.

Сущность изобретения заключается в том, что наружное светопрозрачное стеновое ограждение выполнено в плане в виде треугольника Релло, причем корпуса внешними торцами упираются в центральные части сторон треугольника Релло, а здание одним из углов установлено напротив направления основного вектора розы ветров. Такой новый признак, как выполнение в плане наружного светопрозрачного стенового ограждения в виде треугольника Релло, позволяет предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в том, что у наружного светопрозрачного стенового ограждения повышается внешняя боковая поверхность и внутренняя поверхность, а также у наружных конструкций здания повышается прочность. Второй новый признак, как упирание внешних торцов корпусов в центральные части сторон треугольника Релло (стенового ограждения), позволяет предлагаемому техническому решению проявить новое свойство, заключающееся в том, что корпуса в виде контрфорсов подпирают дуговые наименее жесткие зоны реллообразного стенового ограждения, формируя тем самым наиболее жесткую и прочную пространственную конструкцию многоэтажного здания в целом. Третий новый признак, как установка здания одним из углов напротив направления основного вектора розы ветров, позволяет предложенному техническому решению достигнуть нового свойства, заключающегося в заметном уменьшении сопротивления конструкции здания движению ветровых воздушных потоков.

Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть эффектов, заключающихся в повышении устойчивости, прочности и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции многоэтажного здания. Это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображено многоэтажное здание; на фиг. 2 изображено здание, поперечное сечение.

Многоэтажное здание включает корпуса 1 с ломанными в плане очертаниями фасадов, выполненные с остекленными участками стен 2, установленные радиально и соединенные между собой торцами с образованием центрального ядра 3. Здание снабжено наружными светопрозрачными покрытием 4 и непрерывным по периметру здания стеновым ограждением 5, выполненным в плане в виде треугольника Релло. Светопрозрачное покрытие 4 и стеновое ограждение 5 прикреплены к корпусам 1 с образованием между ними внутренних замкнутых двориков 6.

Помещения корпусов 1 могут быть использованы для жилья, комнат отелей и офисов. Расположение корпусов 1 обеспечивает максимальный визуальный обзор как окружающего замкнутого дворика 6, так и внешнего пространства через светопрозрачное стеновое ограждение 5, выполненное, например, из стеклоблоков, укрепленных на металлическом каркасе.

При использовании корпусов 1 в качестве жилых помещений, чтобы возможность визуального наблюдения каждого жилого помещения со стороны жилых помещений смежных корпусов 1, обращенных к одному дворику 6, была сведена к минимуму, часть каждого жилого помещения, обращенная к дворику 6, выполняется непрозрачной для соответствующей части всех других жилых помещений, в связи с чем количество корпусов 1 должно быть равно трем (это требование полностью реализуется предложенным техническим решением).

Корпуса 1 могут иметь балконы, расположенные по их продольным фасадам, что обеспечивает обзор двориков 6 и внешнего пространства.

Центральное ядро 3 здания, имеющее наружное светопрозрачное покрытие, образует дополнительное пространство, используемое для различных целей, например для размещения лифтовых шахт 7, а также для размещения оборудования различного назначения.

Покрытие 4 может иметь форму свода, а в отдельных случаях здание может быть выполнено и без покрытия над ядром 3. По периметру ядра 3 может быть выполнен замкнутый в плане проход 8, обеспечивающий доступ из лифтов в любой из корпусов 1.

Каждый из корпусов 1 содержит центральный, идущий в продольном направлении, проход 9, отходящий от прохода 8 к внешнему торцу корпусов 1, где размещается лестничная клетка 10.

Корпуса 1 содержат жилые блоки 11, 12 и 13, расположенные таким образом, что каждый из них обращен в один из трех замкнутых двориков 6. Боковые стороны каждого из двух смежных по окружности корпусов 1, выступающие в общем случае в радиальном направлении, образуют жилой блок 13. Эти боковые стороны формируют последовательность фасадов, размещающихся в вытянутом положении вокруг внутренней стороны каждого замкнутого дворика 6 U-образно в горизонтальном сечении.

Предложенное выполнение фасадов здания обеспечивает широкий обзор примыкающего дворика 6 и внешнего пространства и создает лучшие условия для изолированности квартир в жилых блоках 11-13, выходящих на каждый замкнутый дворик 6, благодаря малой разнице угла между их фасадами.

Треугольник Релло представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса a, центры которых находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной a.

Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Релло обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна a, то его площадь равна . Следовательно, при равных площадях треугольник Релло имеет большую ширину по сравнению с кругом. По сравнению с многоэтажным зданием с наружным светопрозрачным стеновым ограждением, выполненным в плане в виде круга, многоэтажное здание с наружным светопрозрачным ограждением, выполненным в плане в виде треугольника Релло имеет больший суммарный периметр (внешний плюс внутренний), а следовательно, большую суммарную поверхность, что имеет существенное значение для более эффективного рассеивания поверхностных механических и температурных напряжений и повышения трещиностойкости.

Поверхность (внешняя плюс внутренняя) у наружного стенового ограждения многоэтажного здания, выполненного в плане в виде треугольника Релло, по сравнению с наружным стеновым ограждением многоэтажного здания, выполненным в плане в виде круга, увеличивается более чем на 5%.

У треугольника Релло, по сравнению с кругом той же площади, диаметр практически во всех направлениях, проходящих через центр тяжести фигуры, больше на 5%, за исключением нескольких направлений, где они равны. Следовательно, жесткость сечения наружного стенового ограждения, выполненного в плане в виде треугольника Релло, увеличивается.

Кроме этого упирание внешних торцов трех корпусов (это количество корпусов для данного типа здания, как было отмечено ранее, является наиболее оптимальным) в центральные части реллообразного стенового ограждения является наиболее жестким и прочным вариантом конструкции данного многоэтажного здания в целом, т.к. корпуса в виде контрфорсов подпирают в стеновом ограждении наименее жесткие зоны.

В предложенной конструкции многоэтажного здания один из трех углов реллообразного стенового ограждения устанавливается напротив направления основного вектора розы ветров, установленного для территории возведения многоэтажного здания.

Углы при вершинах треугольника Релло равны 120°, это более чем на 30% меньше угла, образованного касательными пересекающимися линиями, куда может вписаться круг. Естественно, обтекаемость здания с реллообразным стеновым ограждением при установке его одним из углов напротив ветрового воздушного потока будет заметно лучше обтекаемости здания с круглым стеновым ограждением. Следовательно, ветровые нагрузки на здание предложенной конструкции уменьшаются.

Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, заключается в повышении жесткости, прочности и устойчивости по отношению к статическим, динамическим и сейсмическим нагрузкам, кроме этого у конструкции здания повышается степень обтекаемости ветровыми воздушными потоками.