UA54504C2

UA54504C2 - Method for building an assembled-monolithic dome

Info

Publication number: UA54504C2
Application number: UA99105920A
Authority: UA
Inventors: Маркус Йосипович Коляков; Олена Леонідівна Болдар
Original assignee: Український Зональний Науково-Дослідний І Проектний Інститут По Цивільному Будівництву М.Київ.
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2003-03-17

Abstract

Method for making assembled-monolithic dome is in placing at horizontal base with central post the falsework and the tabs of trapeze-like elements, the lower layer of those is made of sheet orthotropic elements, with account of the direction of fiber in those – the lower elements of the tabs are cut in such a way that direction of the fiber is parallel to the base of the trapeze, and the upper elements – in normal direction to the base of the trapeze; at mounting the structure the tabs are connected to each other in designed position by means of sets and glue mixes, and the joints between the tabs and the elements of those are heat-insulated by insertions, those are connected from the beneath to the sets, and from the above – through filling. Technical result is in increase of reliability of work of the lower sheet layer of the structure of the dome, quick sealing and heat-insulation of the joints of the elements in the assembly, with decrease of material consumption of the structure.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до будівництва | може бути використаний при зведенні збірних і збірно-монолітних 2 куполів.The invention relates to construction can be used when erecting prefabricated and prefabricated monolithic 2 domes.

Відомі способи виготовлення оболонок і куполів із ортотропних матеріалів, коли утворюючі їх волокна розміщують вздовж максимальних нормальних напруг (зусилля стиску або розтягу), або поперек дії зусиль на зріз або зсув. Наприклад, циліндричні і конічні оболонки виготовляють намотуючи попередньо натягнуту стрічку вздовж твірної каркасу (1). Однак, такі конструкції мають складний характер напруг по висоті, а способи 70 виготовлення не враховують його у повній мірі. В цивільному і промисловому будівництві до покриттів просторових конструкцій пред'являють вимоги не тільки по міцності і стійкості, а і по тепло- і звукоізоляції та зовнішньому вигляду. Для забезпечення цих вимог покриття виконують багатошаровими, а також збірно-монолітними. Найбільші труднощі у цих випадках виникають при виконанні внутрішнього шару, особливо у куполів і оболонок, що мають криволінійну форму поверхні І2). Замонолічування стиків збірних конструкцій 12 проводиться за допомогою зварювання, склеювання, встановлення спеціальних розкладок (3-5). Недоліками цих способів є велика матеріалоємність і трудомісткість робіт по замонолічуванню стиків між збірними елементами.There are known methods of manufacturing shells and domes from orthotropic materials, when the fibers forming them are placed along the maximum normal stresses (compressive or tensile forces), or across the effect of shear or shear forces. For example, cylindrical and conical shells are made by winding a pre-tensioned tape along the frame (1). However, such structures have a complex nature of stresses along the height, and the manufacturing methods do not fully take it into account. In civil and industrial construction, the coverings of spatial structures are subject to requirements not only for strength and stability, but also for heat and sound insulation and appearance. In order to meet these requirements, the coating is made of multilayer, as well as prefabricated monolithic. The greatest difficulties in these cases arise when performing the inner layer, especially for domes and shells that have a curvilinear shape of the surface I2). The jointing of the joints of prefabricated structures 12 is carried out by means of welding, gluing, installation of special layouts (3-5). Disadvantages of these methods are the high material consumption and labor-intensive work on monopolizing the joints between prefabricated elements.

Найбільш близьким до запропонованого є спосіб зведення оболонок на пневмоопалубці, що включає улаштування горизонтальної основи і багатоланцюгові елементи, підняття опалубки у проектне положення, фіксування збірних елементів між собою за допомогою тросових і смугових бандажів і склеювання (б).The closest to the proposed method is the method of erecting shells on pneumatic formwork, which includes the arrangement of a horizontal base and multi-chain elements, raising the formwork to the design position, fixing the prefabricated elements together with the help of cable and strip bandages and gluing (b).

Недоліками цього способу є велика трудомісткість виготовлення опалубки і складність конструкції покриття.The disadvantages of this method are the high complexity of formwork production and the complexity of the coating design.

В основу винаходу поставлена задача спрощення конструкції покриття, підвищення його надійності і зменшення трудомісткості по замонолічуванню стиків між збірними елементами.The basis of the invention is the task of simplifying the design of the coating, increasing its reliability and reducing the labor-intensiveness of the monolithization of the joints between the prefabricated elements.

Поставлена задача досягається тим, що спосіб зведення збірно-монолітного купола включає виготовлення горизонтальної основи з центральним стояком, розташування навколо нього опалубки і багатоланцюгових с пелюсток, з'єднання їх з опалубкою, підняття конструкції з пелюсток в проектне положення, прикріплення Ге) пелюсток до нижнього опорного кільця основи, з'єднання їх між собою за допомогою розкладок, замонолічування стиків, торкретування зовнішньої поверхні швидкотверднучою сумішшю і від'єднання опалубки відрізняється тим, що трапецієподібні елементи пелюсток виготовляють із листових ортотропних матеріалів, волокна яких у нижніх елементів розташовані паралельно основі трапеції, а у верхніх елементів - перпендикулярно основі трапеції, З утеплюють стики між пелюстками і їх трапецієподібними елементами і підсилюють конструкцію вкладишами із «3 утеплювача трапецієподібного перерізу, з наклеєними на них брусками, які з'єднують з розкладками, що прикріплені до пелюсток, і з брусками, які розташовані на трапецієподібних елементах пелюсток і утворюють між о собою прямий кут, після чого на зовнішню поверхню купола наносять швидкотверднучу суміш. «ІThe task is achieved by the fact that the method of erecting a prefabricated monolithic dome includes the manufacture of a horizontal base with a central riser, the arrangement of formwork and multi-chain c petals around it, their connection with the formwork, raising the structure from the petals to the design position, attaching the petals to the lower of the support ring of the base, connecting them to each other with the help of layouts, monolithizing the joints, shotcrete the outer surface with a quick-setting mixture and disconnecting the formwork is distinguished by the fact that the trapezoidal elements of the petals are made of sheet orthotropic materials, the fibers of which in the lower elements are located parallel to the base of the trapezoid, and in the upper elements - perpendicular to the base of the trapezoid, C insulates the joints between the petals and their trapezoidal elements and strengthens the structure with inserts made of "3 insulation of trapezoidal cross-section, with bars glued on them, which are connected to the layouts attached to the petals, and to the bars , which is dissolved are shoved on the trapezoidal elements of the petals and form a right angle with each other, after which a quick-hardening mixture is applied to the outer surface of the dome. "AND

Вказані вище ознаки способу, зберігаючи корисні ознаки аналогів і прототипу, надають можливість підвищитиThe above features of the method, while preserving the useful features of analogues and the prototype, provide an opportunity to increase

Зо жорсткість складових елементів пелюсток і підсилити цим нижній шар покриття, виконувати замонолічування о стиків на малій висоті (знизу). Запропонований взаємозв'язок шарів забезпечує покращання властивостей окремих шарів (неаддетивність властивостей шарів) і покриття у цілому.Due to the rigidity of the constituent elements of the petals and thereby strengthening the lower layer of the coating, perform monolithization of the joints at a low height (from below). The proposed interconnection of layers ensures improvement of the properties of individual layers (non-additivity of layer properties) and the coating as a whole.

Винахід ілюструється такими графічними матеріалами: « на фіг.1 - З - пелюстка купола, вигляд у плані, поперечний переріз А-А, повздовжній переріз Б-Б, відповідно. З 50 на фіг.4 - конструкція після укладення пелюсток на опалубку (рівень 1), розріз; с на фіг.5 - 7 - вигляд вкладишів для закриття стиків;The invention is illustrated by the following graphic materials: "in Fig. 1 - C - dome petal, plan view, cross-section A-A, longitudinal section B-B, respectively. From 50 to Fig. 4 - the structure after placing the petals on the formwork (level 1), section; c in Fig. 5 - 7 - a view of the inserts for closing the joints;

Із» на фіг.8 - 10 - розрізи конструкції на рівнях ІІ - ІМ; на фіг11 - вигляд купола в кінцевому (проектному) положенні в двох варіантах, що розділені штрихпунктирною лінією; на фіг.12 - розріз В-В на фіг 4; і-й на фіг.13 - розріз Г-Г на фіг.11; «» на фіг.14 - розріз Д-Д на фіг.11.Из" in fig. 8 - 10 - sections of the structure on levels II - IM; in Fig. 11 - a view of the dome in the final (design) position in two versions separated by a dash-dotted line; in Fig. 12 - section B-B in Fig. 4; i-th in Fig. 13 - section GG in Fig. 11; "" in Fig. 14 - section D-D in Fig. 11.

На фіг. показані: 1 - 5 - трапецієподібні елементи пелюсток, з'єднані між собою гнучким зв'язком 6; 7 - і-й гіпсокартонний лист, що складається з гіпсової серцевини 8 та картону 9 з обох її боків; 10 - плити ав! 20 утеплювача; 11 - бруски; 12 - елементи, що армують швидкотверднучу суміш; 13 - розкладки таврового перерізу, до яких прикріплені елементи кріплення 14.In fig. shown: 1 - 5 - trapezoidal elements of the petals, connected to each other by a flexible connection 6; 7 - i-th plasterboard sheet, consisting of a plaster core 8 and cardboard 9 on both sides of it; 10 - plates av! 20 heaters; 11 - bars; 12 - elements that reinforce the quick-hardening mixture; 13 - T-shaped layouts to which fastening elements 14 are attached.

Т» На фіг.4 показана опалубка 15, що має верхнє кільце 16 з конусоподібною консоллю 17 з виступами 18, на які надягається верхнє невід'ємне конусоподібне кільце 19 купола, що з'єднується з пелюстками гвинтами 20; основа 21, до якої прикріплені центральний стояк 22 і опорне кільце 23 купола. 52 На фіг.5 - 7 показані: 24 - вкладиші стиків між пелюстками; 25 - вкладиші стиків між трапецієподібнимиT" Fig. 4 shows the formwork 15, which has an upper ring 16 with a cone-shaped console 17 with protrusions 18, on which the upper integral cone-shaped ring 19 of the dome, which is connected to the petals with screws 20, is put on; the base 21, to which the central riser 22 and the support ring 23 of the dome are attached. 52 Figures 5 - 7 show: 24 - inserts for joints between petals; 25 - liners of joints between trapezoidal

ГФ) елементами пелюсток; 26 - проміжні вкладиші; 27 - 32 - бруски, що наклеєні на утеплювач вкладишів; 33 - юю наскрізні отвори; 34 - місця для з'єднання брусків між собою, наприклад, шурупами.GF) elements of petals; 26 - intermediate liners; 27 - 32 - bars glued to the insulation of the liners; 33 - through holes; 34 - places for connecting bars to each other, for example, with screws.

Збірно-монолітний купол складається з пелюсток, що виготовлені, наприклад, з п'яти трапецієподібних елементів 1 - 5, шви між якими замонолічені і утеплені вкладишами 24 - 26, та зовнішнього монолітного шару з 60 швидкотверднучої суміші, наприклад, гіпсобетону, що наноситься методом торкретування.The prefabricated monolithic dome consists of petals made, for example, of five trapezoidal elements 1 - 5, the seams between which are sealed and insulated with liners 24 - 26, and an external monolithic layer 60 of a quick-hardening mixture, for example, gypsum concrete, applied by the method shotcrete

Спосіб здійснюють таким чином.The method is carried out as follows.

Трапецієподібні елементи 1 - 5 пелюсток виготовляють із листових ортотропних матеріалів, наприклад, із гіпсокартонних листів 7, волокна картону У яких у нижніх елементів 4 - 5 направлені паралельно основі трапеції, а у верхніх елементів 1 - З - перпендикулярно основі трапеції. Після виготовлення пелюсток вони бо являють собою з'єднані гнучким зв'язком б трапецієподібні елементи 1 - 5 з наклеєними на них плитами утеплювача 10, до яких прикріплені, наприклад, на клеєві, дерев'яні або пластмасові бруски 11, що призначені для кріплення елементів 12, наприклад, у вигляді сітки, що армують швидкотверднучу суміш. З однієї бокової сторони кожної пелюстки прикріплюють, наприклад, на клеєві металеві або пластмасові розкладки 13 таврового або двотаврового перерізу.The trapezoidal elements 1 - 5 of the petals are made of sheet orthotropic materials, for example, from plasterboard sheets 7, the cardboard fibers of which in the lower elements 4 - 5 are directed parallel to the base of the trapezoid, and in the upper elements 1 - C - perpendicular to the base of the trapezoid. After the petals are made, they are trapezoidal elements 1 - 5 connected by a flexible connection b with insulation plates 10 glued to them, to which are attached, for example, with glue, wooden or plastic bars 11, which are intended for fastening the elements 12, for example, in the form of a grid reinforcing the quick-setting mixture. On one side of each petal, for example, metal or plastic layouts of 13 tabular or double tabular cross-sections are attached to the adhesive.

Вкладиші стиків 24 між пелюстками, а також 25 між елементами пелюсток і проміжні вкладиші 26 являють собою утеплювач трапецієподібного переріз)", з зовнішньої сторони якого приклеєні дерев'яні або пластмасові бруски 27 - 32 з пазами на кінцях, призначеними для з'єднання їх один з одним і з брусками 11, розміщеними на плитах утеплювача 10 трапецієподібних елементів, наприклад, за допомогою шурупів. Вкладиші 24 мають 70 наскрізні отвори З3, через які проходять елементи кріплення їх 14 до розкладок 13, наприклад, м'яка проволока.Inserts of the joints 24 between the petals, as well as 25 between the elements of the petals and intermediate inserts 26 are a trapezoidal cross-section insulation)", on the outside of which wooden or plastic bars 27 - 32 with grooves at the ends, intended for connecting them to one another, are glued with one and with bars 11 placed on insulation plates 10 of trapezoidal elements, for example, with the help of screws. Inserts 24 have 70 through holes C3, through which the elements of fastening them 14 to the layouts 13, for example, soft wire, pass.

На основі 21 встановлюють центральний стояк 22, опорне кільце 23, розміщують опалубку 15. На виступ 18 конусоподібної консолі 17 надягають верхнє конусоподібне кільце 19 купола. На відкриті полки розкладок 13 наносять клейову суміш. Розміщують пелюстки на опалубці 15 навкруги центрального стояка 22 і приклеюють їх до верхнього невід'ємного конусоподібного кільця 19 купола верхні трапецієподібні елементи 1 пелюсток і 75 додатково фіксують їх гвинтами 20. Опалубка 15 має таку будову, що її висота п при розміщенні на основі 21 (рівень І) дорівнює висоті п сегмента Купола, який утворюють елементи 1 - 2 пелюсток. У зв'язку з ЦИМ стики між пелюстками і елементами першого і другого рядів замонолічують і закривають утеплювачем одразу після розміщення їх на опалубці. Спочатку встановлюють вкладиші 24 (фіг.3), потім вкладиші 25 і 26. Перед встановленням вкладишів 24 - 26 на їх бокові сторони і скоси плит утеплювача 10 наносять клейову суміш, наприклад, полівінілхлоридну. Після встановлення вкладишів 24 їх з'єднують з розкладками 13 елементами кріплення 14. Бруски 32 з'єднують з брусками 11, що розміщені в кільцевому напрямі. При встановленні вкладишів 25 їх бруски 29 з'єднують з брусками 11, що розміщенні у меридіональному напрямі, наприклад, за допомогою шурупів. Вкладиші 26 своїми брусками 27 з'єднують з брусками 31 вкладишів 24, а брусками 28 - З брусками 30 вкладишів 25. ГаA central riser 22, support ring 23, formwork 15 are placed on the base 21. The upper cone-shaped ring 19 of the dome is put on the protrusion 18 of the cone-shaped console 17. An adhesive mixture is applied to the open shelves of the layouts 13. Place the petals on the formwork 15 around the central riser 22 and glue them to the upper integral cone-shaped ring 19 of the dome, the upper trapezoidal elements 1 of the petals and 75 additionally fix them with screws 20. The formwork 15 has such a structure that its height n when placed on the base 21 ( level I) is equal to the height n of the Dome segment, which is formed by the elements of 1 - 2 petals. In connection with THIS, the joints between the petals and the elements of the first and second rows are monolithized and closed with insulation immediately after placing them on the formwork. First install liners 24 (Fig. 3), then liners 25 and 26. Before installing liners 24 - 26, an adhesive mixture, for example, polyvinyl chloride, is applied to their sides and bevels of insulation plates 10. After installing the liners 24, they are connected to the layouts 13 by fastening elements 14. The bars 32 are connected to the bars 11 placed in the ring direction. When installing the inserts 25, their bars 29 are connected to the bars 11 located in the meridional direction, for example, with the help of screws. Inserts 26 are connected with bars 27 to bars 31 of inserts 24, and with bars 28 - to bars 30 of inserts 25. Ha

Далі замонолічування і утеплення стиків збірних елементів купола проводять у різних варіантах, наприклад, по мірі підняття опалубки (перший варіант), або після підняття її у проектне положення (другий варіант). і9)Next, the monolithization and insulation of the joints of the prefab elements of the dome is carried out in different options, for example, as the formwork is raised (first option), or after it is raised to the design position (second option). i9)

Зведення купола за першим варіантом умовно розділено на етапи, що позначені рівнями | - ЇМ на які послідовно піднімають опалубку 15 (фіг.2, 4). Пісня розміщення пелюсток на опалубці 15 і замонолічування стиків між трапецієподібними елементами 1 і 2 виконують підняття опалубки 15 на рівень ІІ, при якому «І трапецієподібні елементи З займуть проектне положення. Після цього замонолічують стики між елементами З пелюсток і між елементами 2 і З кожної пелюстки. Далі опалубку піднімають на рівень ЇЇ і замонолічують стики о між елементами 4 пелюсток і між елементами З і 4 кожної пелюстки. Після підняття пелюсток в проектне ю положення (рівень ІМ) трапецієподібні елементи 5 пелюсток прикріпляють до опорного кільця 23, замонолічують стики між ними і між трапецієподібними елементами 4 і 5 пелюсток. МThe construction of the dome according to the first option is conventionally divided into stages marked by levels | - HIM on which the formwork 15 is successively raised (fig. 2, 4). The placement of the petals on the formwork 15 and the monolithization of the joints between the trapezoidal elements 1 and 2 carry out the raising of the formwork 15 to level II, at which "And the trapezoidal elements Z will occupy the design position. After that, the joints between elements C of the petals and between elements 2 and C of each petal are monolithized. Next, the formwork is raised to its level and the joints o between the elements of the 4 petals and between the elements C and 4 of each petal are sealed. After lifting the petals to the design position (IM level), the trapezoidal elements 5 of the petals are attached to the support ring 23, the joints between them and between the trapezoidal elements 4 and 5 of the petals are monolithized. M

При зведенні купола за другим варіантом після замонолічування і утеплення стиків між пелюстками і ю трапецієподібними елементами 1 і 2 пелюсток їх піднімають у проектне положення (рівень ІМ), прикріплюють трапецієподібні елементи 5 до опорного кільця 23, замонолічують і утеплюють всі стики.When erecting the dome according to the second option, after sealing and insulating the joints between the petals and the trapezoidal elements 1 and 2 of the petals, they are raised to the design position (IM level), trapezoidal elements 5 are attached to the support ring 23, all joints are sealed and insulated.

Потім за обома варіантами наносять на зовнішню поверхню купола швидкотверднучу суміш, наприклад, « гіпсобетон і після набуття його міцності опалубку 15 опускають на основу 21 і від'єднують від неї кільце 23.Then, according to both options, a quick-setting mixture is applied to the outer surface of the dome, for example, "gypsum concrete" and after acquiring its strength, the formwork 15 is lowered onto the base 21 and the ring 23 is disconnected from it.

Запропонований спосіб зведення збірно-монолітного купола забезпечує підвищення надійності роботи - с нижнього листового шару конструкції купола, швидке замонолічування та утеплення стиків збірних елементів, й зниження матеріалоємності конструкції. "» Перелік джерел 1. Яценко В.Ф, Прочность композиционньїх материалов. - Киев: Вища школа. 1988.- 191 с. 2. Коляков М.Й., Гофштейн О.А., Загоруйко О.В. Конструювання огороджуючих елементів системи "ГІТОР" // ос Перспективні напрямки проектування житлових та громадських будівель. 36. наук. праць.-Київ: Київ ЗНДІЕП, 1998.-С. 72-78. ве 3. А.с. СССР Мо 1749426, кл. Е 04 б 11/04, Б.Й. Мо 27, 1992. с 4. А.с. СССР Мо 1484889, кл. Е 04 В 7/00, Е 04 б 21/16, Б.0И. Мо 21, 1989 5. Бурмистров Г.Н. Материаль! для облицовочньїх работ. - М.: Стройиздат. 1990. - 272 с. о 6. Патент Российской Федерации Мо 2112120, кл. Е 04 (з 11/04. Б.И.Мо 15, 1998. с»The proposed method of erecting a prefabricated monolithic dome provides increased reliability of work - from the lower sheet layer of the dome structure, quick monolithization and insulation of the joints of prefabricated elements, and a reduction in the material consumption of the structure. "» List of sources 1. Yatsenko V.F., Strength of composite materials. - Kyiv: Vyshcha shkola. 1988.- 191 p. 2. Kolyakov M.Y., Hofshtein O.A., Zagoruyko O.V. Design of enclosing elements of the system "GITOR" // os. Prospective directions of design of residential and public buildings. 36. scientific work.-Kyiv: Kyiv ZNDIEP, 1998.-P. 72-78. ve 3. AS USSR Mo 1749426, class E 04 b 11/04, B.Y. Mo 27, 1992. p 4. AS USSR Mo 1484889, class E 04 B 7/00, E 04 b 21/16, B.0I Mo 21, 1989 5 . Burmystrov G.N. Material for facing works - M.: Stroyizdat. 1990. - 272 pp. o 6. Patent of the Russian Federation Mo 2112120, class E 04 (from 11/04. B.I.Mo 15, 1998. p.

Claims

The formula of the invention

The method of erecting a prefabricated monolithic dome, which includes the manufacture of a horizontal base with a central one

F) a riser, the arrangement of formwork and multi-chain petals around it, their connection with the formwork, raising the structure from the petals to the design position, attaching the petals to the lower support ring of the base, connecting them to each other with the help of layouts, monopolizing the joints, shotcrete the outer surface of br with a quick-setting mixture and disconnection of the formwork, which is characterized by the fact that the trapezoidal elements of the petals are made of sheet orthotropic materials, the fibers of which in the lower elements are located parallel to the base of the trapezoid, and in the upper elements - perpendicular to the base of the trapezoid, insulate the joints between the petals and their trapezoidal elements and strengthen the structure with inserts made of insulation of a trapezoidal cross-section, with sticks glued on them, which are connected to the layouts attached to b5 petals, and with bars that are located on the trapezoidal elements of the petals and form a right angle between them, after which on the outer surface of the dome is sutured liquid-hardening mixture.