RU2110655C1 - Modular system of construction framework - Google Patents
Modular system of construction framework Download PDFInfo
- Publication number
- RU2110655C1 RU2110655C1 RU96119119A RU96119119A RU2110655C1 RU 2110655 C1 RU2110655 C1 RU 2110655C1 RU 96119119 A RU96119119 A RU 96119119A RU 96119119 A RU96119119 A RU 96119119A RU 2110655 C1 RU2110655 C1 RU 2110655C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- figures
- rods
- modular
- edges
- ribs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Residential Or Office Buildings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении малоэтажных зданий (дач, сельских жилых домов, общественных зданий рекреационного, социального, культурного, бытового, спортивного назначения, производственных и складских помещений, гаражей, бань им и.п.). The invention relates to the construction and can be used in the construction of low-rise buildings (cottages, rural residential buildings, public buildings, recreational, social, cultural, domestic, sports purposes, industrial and storage facilities, garages, baths, etc.).
Известна пространственная модульная строительная система, выполненная в виде блок-модулей, имеющих в плане вид сектора окружности, а в вертикальном разрезе - C-образное поперечное сечение. Блок-модули собираются на круглом фундаменте вокруг центрального элемента, стыкуясь друг с другом своими боковыми гранями и образуя круглое в плане здание [1]. Known spatial modular building system, made in the form of block modules having a plan view of a sector of the circle, and in vertical section - a C-shaped cross section. Block modules are assembled on a round foundation around a central element, joining each other with their side faces and forming a building round in plan [1].
Недостатком этой системы является ее жестко заданная конструктивная схема, не позволяющая разнообразить возводимые в этой системе здания. The disadvantage of this system is its rigidly defined structural scheme, which does not allow diversifying the buildings being built in this system.
Большее разнообразие зданий позволяет получить модульная система по техническому решению [2], в котором здание возводится в виде модульных объемных элементов квадратного в плане сечения, установленных на некотором расстоянии друг от друга и объединенных друг с другом перекрещивающимися вертикальными диафрагмами, образующими межквартирные коридоры. Промежутки между модульными объемными элементами имеют наружные стены и перекрытия. A greater variety of buildings can be obtained by a modular system according to the technical solution [2], in which the building is erected in the form of modular volumetric elements of square cross-section, installed at a certain distance from each other and combined with each other by crossing vertical diaphragms forming inter-apartment corridors. The gaps between the modular volumetric elements have external walls and ceilings.
Описанное техническое решение пригодно для многоэтажных жилых зданий, однако в таких зданиях невозможно разместить учреждения, например, физкультурного или производственного назначения, поскольку помещения здания имеют замкнутый ограниченный объем. The described technical solution is suitable for multi-storey residential buildings, however, in such buildings it is impossible to place institutions, for example, physical education or industrial purposes, since the premises of the building have a closed limited volume.
Известна также сводчатая конструкция, образованная на сборных плоских или пространственных элементов одинакового размера. Конструкция опирается на фундамент. Она выполнена по длине из чередующихся разновысоких секций с взаимным заскреплением смежных секций посредством связевых элементов, выполненных в виде раскосов, строек и /или/ гибких тяжей [3]. A vaulted structure formed on prefabricated flat or spatial elements of the same size is also known. The design is based on the foundation. It is made along the length of alternating differently high sections with mutual fastening of adjacent sections by means of connecting elements made in the form of braces, constructions and / or / flexible cords [3].
Эта конструкция, хотя и позволяет перекрывать значительные пролеты помещений, однако недостатком ее является жесткая ограниченность сочетаний стыкуемых друг с другом объемов и как следствие этого - очень узкий круг функциональной пригодности конструкции. This design, although it allows you to cover significant spans of the premises, however, its drawback is the tight limitations of the combinations of volumes that can be joined together and, as a result, a very narrow circle of the functional suitability of the structure.
Наиболее близким к изобретению является пространственный каркас здания, выполненный в виде модулей, образованных вертикальными решетками, соединенными поперечными неразрезными стержнями. Решетки выполнены у наклонных стержней, образующих четырехугольные ячейки с горизонтальными связями и соединительными элементами с отверстиями для пропуска поперечных неразрезных стержней и болтов [4]. Closest to the invention is the spatial frame of the building, made in the form of modules formed by vertical gratings connected by transverse continuous rods. Lattices are made of inclined rods forming quadrangular cells with horizontal connections and connecting elements with holes for passing transverse continuous rods and bolts [4].
Пространственный модульный каркас описанной конструкции хорошо решает задачи строительства зданий на склонах, вписываясь в рельеф местности и перераспределяя нагрузку от наземной части здания на его фундамент, однако как и в случае с аналогом [3] круг функциональной применимости и разнообразия этой применимости у такого каркаса весьма ограничены. The spatial modular framework of the described construction solves well the problems of building buildings on slopes, fitting into the terrain and redistributing the load from the ground part of the building to its foundation, however, as in the case of the analogue [3], the range of functional applicability and the variety of this applicability in such a framework are very limited .
Задача изобретения - создание модульной системы каркаса здания, состоящей из минимального количества элементарных деталей, собираемых в модулируемые простейшие объемные геометрические фигуры, обладающие технологичностью при сборке и придающие зданию, сооружению или их частям соизмеримость. Эта задача решается за счет того, что модульная система каркаса здания содержит соединенные друг с другом в местах пересечения стержни, образующие геометрические объемные фигуры, выполненные в виде параллелепипеда с прямыми углами, трехгранных призм и пирамид. Объемные фигуры образованы стержнями, ребра которых имеют длину , где l - длина максимального ребра параллелепипеда, входящего в модульную систему. При объединении геометрических фигур друг с другом своими гранями или ребрами каждый из образующих эти грани или ребра смежных стержней принадлежит одновременно каждой из объединенных фигур. Параллелепипеды с прямыми углами, входящие в модульную систему, имеют соотношение ребер 1:1:1, или 1:1/2:1, или 1:1/2:1/2, или 1/2:1/2:1/2, или , или . Трехгранные призмы имеют соотношение ребер или или или или или или или или или Пирамиды имеют соотношение ребер и высот или или или , где 1/2 - высота пирамиды, или , где 1 - высота пирамиды, или или или , или
Сопоставительный анализ предлагаемой модульной системы каркасного здания с прототипом показывает, что она отличается, во-первых, ограниченным количеством первичных элементов -стержней, длина которых имеет четко выраженную математическую зависимость от базового стержня, определенного длиной максимального ребра, параллелепипеда, входящего в модульную систему, и, во-вторых, - большим разнообразием образованных этими стержнями объемных фигур при резком ограничении типов этих фигур: параллелепипед с прямыми углами (как частный случай - куб), трехгранная призма и пирамида. При этом ребра одной из объемных геометрических фигур, образующих каркас здания, сочетаются по длине с соответствующим ребром других геометрических фигур.The objective of the invention is the creation of a modular building frame system, consisting of a minimum number of elementary parts assembled into modulated simple volumetric geometric shapes that are adaptable to the assembly and give the building, structure or parts thereof commensurability. This problem is solved due to the fact that the modular building frame system contains rods connected to each other at the intersection points, forming geometric volumetric figures made in the form of a parallelepiped with right angles, trihedral prisms and pyramids. Volumetric figures are formed by rods whose edges are of length where l is the length of the maximum edge of the parallelepiped included in the modular system. When combining geometric shapes with each other with its faces or edges, each of the edges and adjacent edges forming these faces or edges belongs to each of the combined shapes at the same time. Parallelepipeds with right angles included in the modular system have an edge ratio of 1: 1: 1, or 1: 1/2: 1, or 1: 1/2: 1/2, or 1/2: 1/2: 1 / 2, or , or . Trihedral prisms have an edge ratio or or or or or or or or or Pyramids have a ratio of edges and heights or or or where 1/2 is the height of the pyramid, or where 1 is the height of the pyramid, or or or , or
A comparative analysis of the proposed modular system of the frame building with the prototype shows that it differs, firstly, in a limited number of primary elements - rods, the length of which has a pronounced mathematical dependence on the base rod, defined by the length of the maximum rib, parallelepiped included in the modular system, and secondly, a wide variety of volumetric figures formed by these rods with a sharp restriction of the types of these figures: a parallelepiped with right angles (as a special case, ), Triangular prism and pyramid. In this case, the edges of one of the three-dimensional geometric figures forming the building frame are combined in length with the corresponding edge of other geometric figures.
Сравнение позволяет сделать вывод о наличии признака новизны в предлагаемом изобретении. The comparison allows us to conclude that there is a sign of novelty in the present invention.
Сравнение предлагаемого модульного каркаса с другим известными техническими решениями того же назначения показывают, что предложенный модульный каркас с его ограниченным количеством составляющих объемные геометрические фигуры стержней позволяет получить большое разнообразие конструктивных решений зданий и сооружений: от простейшего односкатного сарая до шатровой церкви с колокольней, трапезной и гульбищем. При этом следует учитывать, что предлагаемая модульная система каркаса здания является чисто инженерным решением и не подпадает под действие п.3 ст.4. Патентного закона РФ. Это сравнение говорит о промышленной осуществимости изобретения, позволяющего получить ранее неизвестный эффект. Comparison of the proposed modular frame with other well-known technical solutions of the same purpose show that the proposed modular frame with its limited number of volumetric geometric shapes of the rods allows you to get a wide variety of structural solutions of buildings and structures: from the simplest pitched shed to the tent church with a bell tower, refectory and gulbishche . It should be borne in mind that the proposed modular building frame system is a purely engineering solution and does not fall within the scope of
На фиг. 1 показано образование элементов объемного каркаса в виде прямоугольных параллелепипедов; на фиг. 2 - образование элементов объемного каркаса в виде трехгранных призм; на фиг. 3 - образование элементов объемного каркаса в виде пирамид; на фиг. 4 - узел соединения элементов объемного каркаса; на фиг. 5 - применение пространственной модульной системы в жилом здании; на фиг.6 - применение пространственной модульной системы в общественном здании;
За основу построения объемных геометрических фигур, составляющих модульную систему каркаса здания, взят куб 1 с длиной ребра 2, условно принятой за единицу. Производные прямоугольные параллелепипеды образованы путем использования половины 3 длины ребра 2 куба 1 и путем построения параллелепипеда на диагоналях 4, соединяющих середины двух перекрещивающихся ребер 2 основного куба 1. Таким образом получаются шесть модификаций прямоугольных параллелограммов с соотношением сторон 1:1:1, или 1:1/2:1, или 1:1/2:1/2, или 1/2:1/2:1/2, или или
Аналогичный подход применяется к образованию трехгранных призм, однако в этом случае, помимо равнобедренных призм, можно получить призмы с прямоугольными треугольными основаниями, если все грани призмы (за исключением одной) расположены в плоскостях, параллельных плоскостям куба. В образовании трехгранных призм участвует помимо ребра 2, половины 3 ребра диагонали 4, соединяющей середины двух перекрещивающихся ребер, также диагонали 5 грани 6 куба 1, половины 7 диагоналей 5, а также диагонали 8, соединяющие в плоскости грани 6 куба один из углов с серединой противолежащего ребра. Таким образом, можно получить 10 модификаций призм с соотношением ребер или или или или или или или или или
При образовании третьей группы объемных геометрических фигур-пирамид можно получить 11 модификаций пирамид, часть из которых, имеющая минимум две грани, расположенные в плоскостях, параллельных плоскостям основного куба, имеют как минимум по две взаимно перпендикулярные грани. В образовании этой группы участвуют дополнительно диагонали 9, соединяющие точку 10 пересечения диагоналей 5, расположенных на одной грани 6 куба 1, с одним из противолежащих углов 11, а также диагонали 12, соединяющие точку 10 с серединой 13 противолежащей грани, и диагонали 14, расположенной между точкой 15 пересечения диагоналей (не показаны) куба и точкой 13 и диагоналями 16, расположенными между точками 15 и 11. Соотношение ребер и высот в пирамидах равно или или или , где 1/2 высота пирамиды, или , где 1 - высота пирамиды, или или или .In FIG. 1 shows the formation of volumetric frame elements in the form of rectangular parallelepipeds; in FIG. 2 - the formation of volumetric frame elements in the form of trihedral prisms; in FIG. 3 - the formation of the volumetric frame elements in the form of pyramids; in FIG. 4 - connection node of the volumetric frame elements; in FIG. 5 - application of a spatial modular system in a residential building; figure 6 - the use of spatial modular system in a public building;
The basis for the construction of volumetric geometric shapes that make up the modular building frame system is a
A similar approach is applied to the formation of trihedral prisms, but in this case, in addition to isosceles prisms, it is possible to obtain prisms with rectangular triangular bases if all the faces of the prism (except for one) are located in planes parallel to the planes of the cube. Apart from
When the third group of volumetric geometric pyramid shapes is formed, 11 pyramid modifications can be obtained, some of which having at least two faces located in planes parallel to the planes of the main cube have at least two mutually perpendicular faces. In the formation of this group, diagonals 9 are additionally involved, connecting the
Соединение стержней друг с другом в случае их изготовления из дерева может быть выполнено следующим образом. The connection of the rods with each other in the case of their manufacture from wood can be performed as follows.
На торцах 17 стержней образованы надрезы 18 разной конфигурации: в вертикальных стержнях-стойках 19 они имеют вид сквозных прорезей 20, а в горизонтальных 21 и наклонных 22 стержнях-балках эти прорези 23 имеют наклонную относительно продольной оси стержня стенку 24. В прорези 20 вертикальных стержней-стоек 19 вставляются плоские металлические или пластмассовые пластины 25, на консольно выступающие части 26 которых опираются при сборке каркаса прорезями 23 горизонтальные 21 и наклонные 22 стержни-балки. Для фиксации стержней и пластины 25 относительно друг друга в рабочем положении в этих элементах выполнены горизонтальные отверстия 27, в которые при сборке каркаса вставляются фиксаторы 28. At the ends of the 17 rods,
Очевидно, что в случае выполнения каркаса из стального проката соединение его элементов может быть иным, более соответствующем применяемому материалу, например на болтах или на сварке на существо конструкции это влияние не оказывает. Obviously, if the frame is made of rolled steel, the connection of its elements may be different, more appropriate for the material used, for example, on bolts or welding, this does not affect the essence of the structure.
Применяя предлагаемую модульную систему каркаса здания, можно построить с ее помощью разнообразные по своему функциональному назначению и архитектурному воплощению этого назначения дома, начиная от простейшего сарая с односкатной кровлей и кончая такими сложными сооружениями, как православная церковь с шатровой колокольней и гульбищем, а из гражданских общественных зданий клубы, кафе и т.п. Using the proposed modular building frame system, it is possible to build houses with a variety of functional purpose and architectural embodiment of this purpose, starting from the simplest shed with a single-pitched roof and ending with such complex structures as the Orthodox Church with a tented bell tower and gulbish, and from civil public buildings clubs, cafes, etc.
Помимо описанных каркасов призматической, пирамидальной и параллелепипедной формы могут быть с применением уже упомянутых элементов получены каркасы октаэдральной, гексаэдральной, ромбической и т.п. формы. Так, приведенный на чертеже шатер 29 церкви 30 выполнен из каркаса ромбической формы. In addition to the described prismatic, pyramidal and parallelepipedal frameworks, octahedral, hexahedral, rhombic, and the like frameworks can be obtained using the elements already mentioned. forms. So, shown in the drawing, the tent 29 of the church 30 is made of a rhombic frame.
Применение модульной системы каркаса позволяет наладить изготовление элементов каркаса в заводских условиях, значительно упростив технологию их обработки и сборки на объекте. The use of a modular frame system allows to establish the manufacture of frame elements in the factory, greatly simplifying the technology of their processing and assembly at the facility.
Источники информации
1. Патент США N 4612741, НКИ 52-79.4, 1986.Sources of information
1. US patent N 4612741, NKI 52-79.4, 1986.
2. Авторское свидетельство СССР N 1747651 от 1992 г. кл. E 04 H 1/00. 2. USSR author's certificate N 1747651 of 1992, class. E 04
3. Патент РФ N 2016967 кл. E 04 B 1/32, 1994. 3. RF patent N 2016967 class. E 04
4. Авторское свидетельство СССР N 1597435, кл. E 04 H 1/00, 1990, прототип. 4. Copyright certificate of the USSR N 1597435, cl. E 04
Claims (2)
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что трехгранные призмы, входящие в модульную систему, имеют соотношение ребер или или или или или или или или или
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что пирамиды, входящие в модульную систему, имеют соотношение ребер и высот или или или где 1/2 - высота пирамиды, или где 1 - высота пирамиды, или или или или е2. The system according to claim 1, characterized in that the parallelepipeds with right angles included in the modular system have an edge ratio of 1: 1: 1, or 1: 1/2: 1, or 1: 1/2: 1/2 , or 1/2: 1/2: 1/2, or or
3. The system according to claim 1, characterized in that the trihedral prisms included in the modular system have a ratio of ribs or or or or or or or or or
4. The system according to claim 1, characterized in that the pyramids included in the modular system have a ratio of edges and heights or or or where 1/2 is the height of the pyramid, or where 1 is the height of the pyramid, or or or or e
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96119119A RU2110655C1 (en) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | Modular system of construction framework |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96119119A RU2110655C1 (en) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | Modular system of construction framework |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2110655C1 true RU2110655C1 (en) | 1998-05-10 |
RU96119119A RU96119119A (en) | 1998-12-27 |
Family
ID=20185856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96119119A RU2110655C1 (en) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | Modular system of construction framework |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2110655C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006057571A1 (en) * | 2004-11-22 | 2006-06-01 | Shumovskiy Vladimir Valerievic | Multistage framework structure |
RU2726101C1 (en) * | 2019-11-07 | 2020-07-09 | Константин Юрьевич Костерин | Trispat synergic spatial construction |
RU210960U1 (en) * | 2022-01-12 | 2022-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | The densest structure modulus |
-
1996
- 1996-09-26 RU RU96119119A patent/RU2110655C1/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006057571A1 (en) * | 2004-11-22 | 2006-06-01 | Shumovskiy Vladimir Valerievic | Multistage framework structure |
RU2726101C1 (en) * | 2019-11-07 | 2020-07-09 | Константин Юрьевич Костерин | Trispat synergic spatial construction |
RU210960U1 (en) * | 2022-01-12 | 2022-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | The densest structure modulus |
RU211725U1 (en) * | 2022-01-12 | 2022-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | The densest structure modulus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8893451B2 (en) | Building block for construction of buildings and its procedure | |
CA1083377A (en) | Prefabricated self-supporting modular room elements | |
US6802160B2 (en) | Building structure utilizing modular building elements | |
EP0013285A1 (en) | Framed space structure incorporating modular generally Y-shaped structural components | |
JPS61502549A (en) | Buildings and their constituent parts | |
CA2302137A1 (en) | Sandwich wall construction and dwelling | |
US3990195A (en) | Hub for geodesic dome framework construction | |
US20020000071A1 (en) | Modular tenon and slot mortise building blocks for habitable shelters | |
RU2110655C1 (en) | Modular system of construction framework | |
US4144692A (en) | Building unit | |
RU2712905C1 (en) | Building block | |
JP2023075890A (en) | Modular framework structure | |
RU2755174C9 (en) | Ribbed dome made of glued wooden arch trusses | |
KR102629892B1 (en) | Variable apartment building with modular atructure | |
RU210472U1 (en) | The densest structure modulus | |
WO1990010125A1 (en) | Space frame and module for its construction | |
RU2755174C1 (en) | Ribbed dome made of glued wooden arch trusses | |
CN102859088B (en) | Net-like three-dimensional building block for building and method thereof | |
Saidani et al. | Investigation into a new type of multi-reciprocal grid | |
BR102018070856B1 (en) | CONSTRUCTION PROCESS WITH COMBINATION OF STANDARDIZED CUBIC MODULES WITH SPECIFIC VERTICE FITTINGS | |
RU3772U1 (en) | BUILDING ELEMENT | |
RU2456418C1 (en) | Architectural construction system of bulk modules to erect buildings | |
RU2194126C1 (en) | Mobile prefabricated modular structure | |
JPS5948543A (en) | Tree-dimensional enclosure | |
CA2367949C (en) | Paraseismic monolithic concrete construction |