Результат интеллектуальной деятельности: Минарет мусульманской мечети

Изобретение относится к строительству культовых сооружений, в частности к конструкциям минаретов мусульманских мечетей.

Известна конструкция минарета мусульманской мечети, включающая плоскую крышу, выполненную в плане в виде квадрата, стену, уложенную в поперечном сечении в форме квадрата, и проемы, расположенные в зоне граней квадрата, в нижней части у основания и в верхней части (см. Шуази О. Мировая архитектура. М.: ЭКСМО, 2010, с. 283-284, рис. 228, А).

Основными недостатками квадратного минарета являются относительно низкие устойчивость, жесткость и высокая сопротивляемость воздушным потокам. Это приводит к низкой сейсмоустойчивости и ветроустойчивости башенного сооружения.

Из известных технических решений наиболее близкими к заявляемому является конструкция минарета мусульманской мечети, включающая сводчатую крышу, выполненную в плане в виде круга, стену, уложенную в поперечном сечении в форме круга, балкон, установленный по периметру стены в верхней ее части, и проемы в нижней части у основания и верхней части на уровне балкона (см. Шуази О. Мировая архитектура. М.: ЭКСМО, 2010, с. 283-284, рис. 229, D).

Основными недостатками конструкции минарета-прототипа являются относительно ограниченные устойчивость, жесткость и степень обтекаемости ветровыми воздушными потоками.

Задачей изобретения является повышение устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции минарета.

Для решения поставленной задачи в минарете мусульманской мечети, включающей сводчатую крышу, выполненную в плане в виде фигуры постоянной ширины, стену, уложенную в поперечном сечении в форме фигуры постоянной ширины, балкон, установленный по периметру стены в верхней ее части, и проемы в нижней части у основания и в верхней части на уровне балкона, крыша минарета выполнена в плане в виде треугольника Рёло, стена уложена в поперечном сечении в форме треугольника Рёло, проемы выполнены в зоне граней оболочки стены, причем минарет в плане установлен одним из своих углов напротив направления основного вектора розы ветров.

Сущность изобретения заключается в том, что крыша минарета выполнена в плане в виде треугольника Рёло, стена же уложена в поперечном сечении в форме треугольника Рёло, проемы в стене выполнены в зоне граней оболочки стены, а минарет в плане установлен одним из своих углов напротив направления основного вектора розы ветров. Такие новые признаки, как выполнение крыши минарета в плане в виде треугольника Рёло и укладка стены в поперечном сечении в форме треугольника Рёло, позволяют предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в том, что у крыши минарета увеличивается периметр, а у оболочки стены минарета повышаются внешняя и внутренняя поверхности, а в целом у конструкции минарета повышается жесткость и прочность. Следующий новый признак, заключающийся в выполнении проемов в стене минарета в зоне граней, позволяет техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в сохранении структуры угловых зон в оболочке стены, что позволяет обеспечить максимальную жесткость и прочность конструкции. Последний новый признак, заключающийся в установке минарета в плане одним из углов напротив направления основного вектора розы ветров, позволяет предложенному техническому решению достигнуть нового свойства, заключающегося в заметном уменьшении сопротивления конструкции минарета 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, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции минарета. Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "существенное отличие".

На фиг. 1 изображен минарет, продольный разрез;

На фиг. 2 изображен минарет, вид сверху;

На фиг. 3 изображен разрез А-А на фиг. 1.

Минарет мусульманской мечети состоит из сводчатой крыши 1, стены 2, балкона 3, проема 4 у основания минарета и проема 5 на уровне балкона.

Треугольник Рёло представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса а, центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а.

У круга ширина в любом направлении одна и та же - она равна диаметру круга. К фигурам, имеющим постоянную ширину, относится также треугольник Рёло.

Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Рёло обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна а, то его площадь равна . Следовательно, при равных площадях треугольник Рёло имеет большую ширину по сравнению с кругом. Сводчатая крыша 1 минарета, выполненная в плане в виде треугольника Рёло, по сравнению с крышей минарета, выполненной в плане круглой, обладает большим периметром и повышенными жесткостными характеристиками, что способствует более эффективному восприятию предельных нагрузок. По сравнению с оболочкой стены минарета с поперечным сечением в форме круга оболочка стены минарета с поперечным сечением в форме треугольника Рёло имеет большую поверхность (внешнюю плюс внутреннюю), что имеет существенное значение для более эффективного восприятия и рассеивания механических (статических и динамических) нагрузок и напряжений.

Периметры рёлообразной крыши, а также поверхностей (внутренняя и внешняя) оболочки стены минарета с поперечным сечением в форме треугольника Рёло, по сравнению с круглой в плане крышей и цилиндрической стеной минарета, увеличиваются более чем на 5%.

У треугольника Рёло, 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 сводчатой крыши 1 минарета, выполненной в плане в виде треугольника Рёло, а также жесткость оболочки стены 2 минарета, выполненной в поперечном сечении в форме треугольника Рёло, увеличиваются.

По традиционным и архитектурным соображениям минареты в основном выполняются из каменной кладки с высококачественным цементным раствором с применением усилений из арматуры. В современных конструкциях минаретов используется монолитный и сборно-монолитный железобетон. У основания минарета предусматривается проем 4 для входа в минарет. Попадая через проем 4 внутрь минарета по внутренней винтовой лестнице (не показана), можно подняться на верх и через верхний проем 5 выйти на балкон 3 минарета. Проемы 4 и 5 необходимо выполнять в зоне граней оболочки стены так, чтобы угловые участки оболочки стены сохранялись, т.к. они в большей степени формируют прочностные и жесткостные характеристики конструкции минарета в целом. Также для сохранения равнопрочности конструкции минарета в целом проемы 4 и 5 желательно выполнять в разных гранях оболочки стены 2.

Одним из углов рёлообразный минарет устанавливается напротив направления основного вектора розы ветров, установленной для территории возведения минарета мусульманской мечети.

Углы при вершинах треугольника Рёло равны 120°, это более чем на 30% меньше угла, образованного касательными пересекающимися линиями, куда может вписаться круг. Естественно, обтекаемость минарета с сечением в форме треугольника Рёло, при установке его одним из углов напротив ветрового воздушного потока, будет заметно лучше обтекаемости минарета с сечением в форме круга.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения, по сравнению с прототипом, заключается в повышении устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции минарета. Эта конструкция более эффективно воспринимает сейсмические и ветровые динамические нагрузки.