Результат интеллектуальной деятельности: КУПОЛЬНОЕ СООРУЖЕНИЕ

Изобретение относится к строительству купольных сооружений и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве в сейсмоопасных районах.

Известно купольное сооружение (RU, №2490398, C01 E04B 1/32, опубл.: 20.08.2013 г.), содержащее жесткий каркас с наружной и внутренней оболочками, образующими полость с пониженным атмосферным давлением. Внутренняя оболочка выполнена из текстильного полотна, а полость, образованная оболочками, соединена с вентилятором, поддерживающим в полости предварительно рассчитанную разность между межкупольным и атмосферным давлением, обеспечивающим равномерную растяжку внутренней оболочки заданной сферической формы. Жесткий каркас выполнен разборным и образован сетью треугольников.

Недостатком данного технического решения является низкая надежность сооружения при землетрясениях.

Известно купольное сооружение (RU, №2100549, С1 Е04Н 9/00, E04B 1/32, опубл.: 27.12.1997 г.), содержащее вертикальные трубчатые рамы секторного вида, установленные на основание вокруг стойки-вкладыша из податливого материала и раскрепленные внизу посредством уложенных на основание горизонтальных трубчатых рам селекторного вида. По вертикальным трубчатым рамам селекторного вида натянута сетка из пластической проволоки, на которую уложен слой податливого материала, покрытый сверху защитной пленкой. Все рамы скреплены друг с другом пластинчатыми хомутами.

Недостатком данного технического решения является низкая надежность сооружения при землетрясениях.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является купольное сооружение (Пономарев, В.А. Архитектурное конструирование: учебник / А.В. Пономарев. - изд-е 2-е. - М.: Архитектура-С, 2009. - 736 с., ил., С. 479), включающее крупноразмерные плиты цилиндрической формы, длина которых равна радиусу купола, верхнее и опорное кольцо. Продольные ребра плит направлены по меридианам, кроме того в плитах выполнены поперечные ребра. Верхнее кольцо выполнено железобетонным Г-образного сечения со специальным столиком для опирания верхней части плит. Опорное кольцо выполнено из отдельных железобетонных элементов, которые смонтированы на опорах.

Недостатком данного технического решения является низкая надежность сооружения при землетрясениях.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности сооружения при землетрясениях.

Поставленная задача достигается тем, что в купольном сооружении, включающем крупноразмерные железобетонные плиты, продольные ребра которых направлены по меридианам, в нижней части жестко соединенные с опорным кольцом, каждая железобетонная плита содержит по две вставки из пенобетона и покрытие из высокопрочной листовой стали с наружной и внутренней сторон до вставок, причем вставки из пенобетона закрыты с обеих сторон металлическими накладками, одной стороной жестко соединенной с покрытием.

Среди механических характеристик материалов большое значение имеет демпфирующая способность - способность поглощать энергию при их циклическом деформировании. Для того чтобы усилить демпфирование колебательных воздействий сейсмических волн на купольное сооружение, в его конструкцию введен дополнительный искусственный поглотитель энергии в виде вставок из пенобетона. Скорость распространения упругой волны в материале с увеличением энтропии основной фазы и понижением коэффициента теплопроводности снижается, что можно объяснить энергетической способностью вещества рассеивать сообщенную ему энергию и снижать колебания кристаллической решетки, отвечающую за фононную проводимость в твердой фазе такого материала.

Повышение демпфирующих свойств купольного сооружения связано со следующим обстоятельством. Монолитные неразрезные конструкции сооружения представляют собой комплекс многих совместно работающих железобетонных элементов (балок, плит, стоек, стен и т.п.). Таким образом, энергия колебаний сейсмических волн поглощается не только в элементе, на который она непосредственно действует, но и во всех прочих элементах конструкции сооружения. Поэтому если использовать в конструкциях сооружения преимущественно вставки из пенобетона с твердыми фазами и высоким содержанием энтропии, то мера рассеивания в них упругих волн, порожденных сейсмическими волнами, будет увеличиваться. Это решение поможет существенно повысить коэффициент разгружения сооружения от динамических нагрузок, вызываемых воздействиями сейсмических волн, а также, следовательно, повысить надежность сооружений при землетрясениях.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемое купольное сооружение не известно и данное техническое решение обладает мировой новизной.

По мнению авторов и заявителя, заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве.

Сущность технического решения купольного сооружения поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-2.

На фиг. 1 представлено купольное сооружение в разрезе.

На фиг. 2 представлена вставка из пенобетона в крупноразмерной железобетонной плите купольного сооружения в разрезе.

Купольное сооружение содержит: крупноразмерные железобетонные плиты 1 (фиг. 1), продольные ребра которых направлены по меридианам, в нижней части жестко соединенные с опорным кольцом 2, каждая железобетонная плита 1 содержит по две вставки 3 из пенобетона и покрытие 4 (фиг. 2-3) из высокопрочной листовой стали с наружной и внутренней сторон до вставок 3, причем вставки 3 из пенобетона закрыты с обеих сторон металлическими накладками 5, одной стороной жестко соединенной с покрытием 4.

Купольное сооружение работает следующим образом: при воздействии сейсмических волн на крупноразмерные железобетонные плиты 1 и опорное кольцо 2 происходят деформации двух вставок 3 из пенобетона, при этом верхняя часть сооружения по пути наименьшего сопротивления сдвигается к средней части, которая, в свою очередь, сдвигается к нижней части.

Такое конструктивное решение позволяет повысить надежность купольного сооружения при землетрясениях по сравнению с прототипом.