Вантовая крыша раздвигающаяся

(51) 04 3/10 (2006.01) 04 7/14 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ игрового поля стадиона с травяным покрытием, и закрывания для создания комфортного от непогоды помещения для зрителей и спортсменов. Технический результат,обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в том, что исключены горизонтальные составляющие нагрузки на раздвижные конструкции (подвижные блоки) крыши. Крепление всех вант с одной стороны к неподвижным жестким балкам, расположенным вне зоны перемещения раздвижных конструкций, а с другой - к - образным пилонам, расположенным по обе стороны объекта, за его пределами, исключает передачу нагрузки на перекрываемый объект. Открываемая часть крыши (участок) локально опускается в вертикальной плоскости до уровня нижнего пояса несущего блока. Здесь, в комфортных условиях,без отрицательного воздействия климатических обстоятельств,открываемый участок крыши откатывается по направляющим под закрытую часть крыши. Данная кинематическая схема раздвигающейся крыши обеспечивает повышение жсткости и наджности,расширяет функциональные возможности для открывания и закрывания крыши, позволяет снизить расход металла. При этом отсутствует парусность,конструкция является относительно простой.(74) Маулетбаева Гульнара Маратовна Хегай Юрий Валентинович(57) Полезная модель относится к строительству, в частности к сооружениям с большими пролтами и раздвигающимися частями крыши, устраиваемой консольной над покрываемым крышей сооружением. Применяется,например,для стадионов, как уже существующих, так и для вновь проектируемых, а также для крупных выставочных павильонов крупногабаритных экземпляров промышленности(самолтов,космических аппаратов, ракет и прочих достижений). Технической задачей полезной модели является создание конструкции крыши для помещения большого объма в трхмерном измерении над существующим, или проектируемым спортивным стадионом. Также для других объектов, с возможностью открывания участков крыши для доступа прямого солнечного света, например, для Полезная модель относится к строительству, в частности к сооружениям с большими пролтами и раздвигающимися частями крыши, устраиваемой консольной над покрываемым крышей сооружением. Применяется,например,для стадионов, как уже существующих, так и для вновь проектируемых, а также для крупных выставочных павильонов крупногабаритных экземпляров промышленности(самолтов,космических аппаратов, ракет и прочих достижений). Известны конструкции вантовых перекрытий и раздвигающихся крыш, например,672279,744083, 1020540, 1232765,22494, 73000,74658, 2173751, 2187611,10043130,19912278, 3801586,2002322830. Известны раздвигающиеся крыши над стадионами Гелредом в городе Арнем, Голландия,Фелтис Арена в Гельзенкирхен, Германия,Юниверсити оф Финикс Стэдиум в городе Глендейл, штат Аризона, США и в Японии (новый стадион глаз) Строится стадион в СанктПетербурге, где крыша должна будет складываться гармошкой. Перекрытия всех стадионов выполнены по каркасной схеме, что не может служить аналогом заявленной полезной модели (Стадионы мира интернет, Википедия). Недостаток их конструкции заключается в ограниченной возможности их использования только для эксклюзивных (авторских) проектов,причм участок крыши раскрывается целиком, что влечт за собой (как показала практика) сбои в работе механизма раскрытия - закрытия. Известно вантовое перекрытие, содержащее подвешенные к пилону на вантах блоки, собранные из ферм. Блоки расположены радиально пилону,который выполнен полым и установлен за пределами перекрываемого помещения, а каждый блок концом, обращенным в сторону пилона, имеет консольную опору на неподвижно закрепленный каркас перекрываемого помещения. Пилон выполнен в виде полой башни, блоки жестко скреплены с каркасом, фермы блоков выполнены из стальных трубчатых элементов ( 73000). Недостатком данной конструкции является необходимость размещения пилона в средней части сооружения, что ограничивает используемую полезную площадь. Известна подвесная крыша, включающая ряд последовательно установленных на основаниях рам,каждая из которых образована парой обращенных навстречу друг другу и шарнирно соединнных стоек с ригелями под настил, связанными посредством несущих вант. Недостаток известной подвесной крыши заключается в том,что для погашения горизонтальных усилий в несущих вантах используют оттяжки, требующие наличия большой свободной территории вокруг здания. Кроме того,такое устройство сложно в изготовлении и неудобно в эксплуатации. Наиболее близким аналогом к предлагаемой модели является конструкция - стадион. В проекте описывают спортивно-зрелищную площадку,2 трибуны, колонны, трансформируемое покрытие из ограждающих секционных элементов. Указанные секции смонтированы с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей до смыкания ограждающих элементов. Покрытие снабжено стационарным сетчатым несущим каркасом, содержащим опорный контур,ванты или арки, а ограждающие элементы смонтированы на несущем каркасе и имеют фиксаторы, устанавливаемые по контуру каждой секции ограждающего элемента для временного крепления их к сетчатому несущему каркасу. Опорный контур несущего каркаса выполнен в виде стержневых конструкций, или опорный контур несущего каркаса выполнен в виде плоских конструкций, или опорный контур выполнен в виде пространственной конструкции из неподвижных несущих трибун. При этом несущий каркас покрытия снабжен дефлектором, смонтированным на вантах или арках в центре каркаса с возможностью соединения с ограждающими секционными элементами ( 2187611). Недостатком данной конструкции является сложность трансформируемого покрытия. Помимо большого количества дополнительных элементов(колонны, опорный контур, и прочее) выделяются два основных недостатка. При трансформации перекрытия, ограждающие секционные элементы в открытом положении остаются в вертикальной плоскости. При большой высоте секции, а также ширине,создается колоссальная площадь парусности, проблему которой, вероятнее всего,невозможно будет решить. Второй недостаток прототипа - относительно малая площадь покрытия,перекрываемого объекта. Такая конструкция возможно применима, но для ограниченного числа объектов с малыми размерами своего объма. Технической задачей полезной модели является создание конструкции крыши для помещения большого объма в трхмерном измерении над существующим, или проектируемым спортивным стадионом. Также для других объектов, с возможностью открывания участков крыши для доступа прямого солнечного света, например, для игрового поля стадиона с травяным покрытием, и закрывания для создания комфортного от непогоды помещения для зрителей и спортсменов. Технический результат,обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в том, что исключены горизонтальные составляющие нагрузки на раздвижные конструкции (подвижные блоки) крыши. Крепление всех вант с одной стороны к неподвижным жестким балкам, расположенным вне зоны перемещения раздвижных конструкций, а с другой - к - образным пилонам, расположенным по обе стороны объекта, за его пределами, исключает передачу нагрузки на перекрываемый объект. Открываемая часть крыши (участок) локально опускается в вертикальной плоскости до уровня нижнего пояса несущего блока. Здесь, в комфортных условиях,без отрицательного воздействия климатических обстоятельств,открываемый участок крыши откатывается по направляющим под закрытую часть крыши. Данная кинематическая схема раздвигающейся крыши обеспечивает повышение жсткости и наджности,расширяет функциональные возможности для открывания и закрывания крыши, позволяет снизить расход металла. При этом отсутствует парусность,конструкция является относительно простой. На чертежах показано-на фиг.1 - схема консольной вантовой конструкции- на фиг.3 - разрез по 1-1 и 2-2 на фиг.2 Раздвигающаяся вантовая крыша состоит из двух одинаковых консольных частей - правой и левой,симметрично относительно обеих осей объекта. Крыша содержит пару - образных пилонов 1,ориентированных вершинами - образных форм противоположно друг другу и размещенных противоположно (по осям сооружения) снаружи периметра перекрываемого сооружения. Крыша содержит также две встречно ориентированные группы подвешенных к указанным пилонам 1, на вантах 3 в точках (метках) 7 жестких балок 2 с закрепленным на них кровельным покрытием. Балки 2 (за исключением дополнительно установленных балок 2) расположены радиально (веером) пилонам 1, и консольно оперты с каждой стороны сооружения на неподвижный каркас 4,выполненный для размещения на нм дополнительно конструкции 5 нового яруса сидячих мест зрителей. Блоки 6 крыши, размещенные с возможностью перемещения вдоль дополнительно установленных направляющих,параллельных жестким балкам 2, расположенным в средней части сооружения. Пилоны 1, в каждой группе установлены наклонно к горизонтальной плоскости,причем пилон размещен нижней (опорной) частью ближе к периметру сооружения в продольном направлении сооружения. В каждой группе пилон 1 обращен вершиной- образной формы вверх. Стойки (ветви) пилона 1 выполняются с наклоном 680 - 720 к вертикальной оси перекрываемого объекта, одна из которых опорная,а вторая большая,имеющая наклон в противоположную сторону от периметра сооружения, выше крыши в зависимости от длины балки 2 перекрытия. Сечение стоек пилона 1 прямоугольное,переходящее по высоте на меньший размер сечения до стыковки стоек друг с другом. Большая стойка пилона 1 выполняются круглого сечения,конической формы, полой внутри для прохода вверх ремонтному персоналу. Балки 2 жстко скреплены с каркасом 4 и собраны из ферм. Раздвижные блоки 6 крыши выполнены из ферм с кровельным покрытием из прозрачного материала. Раздвижные блоки 6 крыши снабжены колесными катками 9 (опорные части в виде колс,по подобию мостовых кранов) для перемещения по параллельным дополнительно установленным направляющим на нижнем поясе балки 2. Каркас 4 с каждой стороны сооружения выполнен с возможностью размещения конструкции 5 нового яруса сидячих мест зрителей. Каждая группа подвешенных к пилонам 1, на вантах 3 жестких балок 2 с закрепленным на них кровельным покрытием, разделена в продольном направлении на участки деформационными швами 8, образованными дополнительно установленными парными балками 2. Таким образом, крыша состоит из нескольких групп неподвижных, закрепленных к вантам 3 и консольно опертых на каркасы 4 группы блоков 2 с кровельным покрытием, разделенных деформационными швами 8 вдоль и поперек перекрываемого сооружения. Раскрываемый участок в середине, представляющий собой четыре блока 6, которые могут перемещаться на катках 9 по направляющим, закреплнным на нижних поясах параллельных жестких балок 2. Геометрия устройства несущих конструкций вантовой крыши обусловлена параметрами перекрываемого сооружения. В каждом конкретном проекте требуется определение геометрических характеристик, приведнных ниже.- половина перекрываемой крыши. Н - высота от пола до крепления вант на пилонах.- высота от пола до покрытия объекта. Н 0,8 ,. не 2, т.е. 2 Н 0,8 Взаиморасположение - образных пилонов 1 выбирается исходя из условия устойчивости конструкции их основания. Центр тяжести опрокидывающего момента, возникающего от горизонтальных усилий, действующих на пилон 1,уравновешивается осевым усилием (векторной вертикальной составляющей от вантовой нагрузки) пилона 1. Раздвигающаяся вантовая крыша эксплуатируется следующим образом. В статическом состоянии вантовая конструкция крыши работает по классической схеме (фиг.1). В процессе эксплуатации ванты 3 как растянутые элементы обладают устойчивостью своего пространственного положения. Крыша раскрывается в центральной своей части по поперечной оси блоками 6 количеством в четыре места. Суммарная составляющая горизонтальных усилий,образующихся в вантовой конструкции, передатся на - образные пилоны 1, устанавливаемые с двух противоположных наружных сторон сооружения. Благодаря этому в центральной своей части крыша раздвигается отдельными блоками 6 для обеспечения возможности пропуска прямого солнечного света для игрового поля стадиона с травяным покрытием и закрывается для создания комфортного от непогоды помещения для зрителей и спортсменов. Раскрывается крыша по типу конвейерного способа, путм откатки кровельных блоков 6 поштучно под крытую часть для хранения данных блоков. Каркас 4 этого сооружения одновременно служит опорной частью для жстких блоков 2(балок жсткости) вантовой конструкции крыши и 3 конструкции 5 - нового яруса сидячих мест зрителей. Крыша над объектом сооружается без передачи нагрузки на перекрываемый объект. Каждая из частей крыши делится на участки деформационными швами 8, образующимися спаренными жсткими блоками(балками жсткости) 2. Основную вертикальную нагрузку несут железобетонные пилоны 1, и каркас 4, а горизонтально составляющий вектор растягивающих усилий воспринимается вантовой конструкцией металлических вант 3, что позволяет уменьшить материаломкость на 7-9. Кроме того,становится возможным ремонт кровельных блоков 6 без нарушения целостности всей раскрывающейся крыши. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Вантовая крыша раздвигающаяся, содержащая подвешенные к пилонам на вантах блоки,отличающаяся тем, что блоки расположены радиально- образным пилонам, которые выполнены полыми и установлены противоположно снаружи периметра перекрываемого сооружения,делящиеся на две встречно ориентированные группы, а подвешенные к указанным пилонам на вантах жесткие балки одним концом, обращнным в сторону пилона, консольно опертые с каждой стороны сооружения на неподвижный каркас,образуемый совместно с новым ярусом сидячих мест,противоположные концы балок с закрепленным на них кровельным покрытием, 4 выполненным с возможностью размещения раздвижных блоков крыши, опускающиеся с дальнейшим перемещением по нижним поясам балок, расположенным в средней части сооружения. 2. Крыша по п.1, отличающаяся тем, что в каждой группе пилон обращен вершиной- образной формы вверх, и большая ветвь пилона отклонена в противоположную сторону от крыши. 3. Крыша по любому из п.п.1,2, отличающаяся тем, что ветви пилонов установлены с наклоном 680-720 к вертикальной оси перекрываемого объекта. 4. Крыша по любому из п.п. 1,2, отличающаяся тем, что балки, собранные из блоков, жстко скреплены с каркасом и в пределах деформационных участков завязаны между собой в диск. 5. Крыша по любому из п.п.1, 2, отличающаяся тем, что раздвижные блоки крыши выполнены из ферм с покрытием из прозрачного материала. 6. Крыша по любому из п.п.1, 2, отличающаяся тем, что раздвижные блоки крыши снабжены колесными катками для перемещения по направляющим нижних поясов несущих балок. 7. Крыша по любому из п.п.1,2, отличающаяся тем, что каждая группа жестких балок,подвешенных к пилонам на вантах, с закрепленным на них кровельным покрытием, разделена в продольном направлении на участки деформационными швами,образованными дополнительно установленными парными балками.