RU2517314C1 - Pneumatic frame structure - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to temporary rapidly erected pneumatic frame structures adapted for operation under various climatic conditions. The pneumatic frame structure comprises a pneumatic frame, having a polygon shape in plan, formed by a contour of inflatable balloons along structure perimeter, inflatable balloons arranged in other horizontal planes of the structure, connected to inflatable stands arranged in vertical planes, and with inflatable elements limiting door openings. The pneumatic frame is wrapped with an elastic material forming a tent. Side faces of the structure are separated by mutually perpendicular inflatable balloons and vertical support stands into parts, at the same time the vertical support stand is displaced from the centre of the face axis and forms an opening with the nearest vertical support inflatable balloon. Inflatable balloons representing inclined beams forming a roof vault are connected by opposite ends with centres of balloons arranged in the horizontal plane of the lower and upper ends of the inclined beams. The lower and upper bases of the frame have the shape of identical polygons. External and internal linings of the tent of the side faces of the module have openings stretching in the centre of additional vertical inflatable balloons and nearest support balloons.

EFFECT: development of rapidly erected pneumatic frame structures, adapted for operation under various climatic conditions.

4 cl, 2 dwg

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к временным быстровозводимым пневмокаркасным сооружениям, приспособленным для эксплуатации в различных условиях, в том числе и в экстремальных, и в любых климатических.The invention relates to temporary prefabricated pneumoframe structures adapted for operation in various conditions, including extreme and in any climatic.

Известно наиболее близкое по конструкции к заявляемому изобретению пневмокаркасное быстровозводимое сооружение по патенту РФ №2255192, опубл. 27.06.2005, выбранное в качестве ближайшего аналога (прототипа).Known closest in design to the claimed invention pneumatic frame prefabricated structure according to the patent of the Russian Federation No. 225192, publ. 06/27/2005, selected as the closest analogue (prototype).

Пневмокаркасное сооружение состоит из пневматического каркаса, образованного контуром опорных надувных баллонов по периметру сооружения, надувными баллонами, расположенными в других горизонтальных плоскостях сооружения, соединенными с надувными элементами типа стоек, расположенными в вертикальных плоскостях, и с надувными элементами, ограничивающими дверные проемы, причем весь пневматический каркас обтянут эластичным материалом, образующим тент.The pneumatic frame structure consists of a pneumatic frame formed by the contour of the supporting inflatable balloons around the perimeter of the structure, inflatable balloons located in other horizontal planes of the structure, connected to inflatable elements such as racks located in vertical planes and with inflatable elements limiting the doorways, the whole pneumatic the frame is covered with an elastic material forming an awning.

К недостаткам этого пневмокаркасного сооружения можно отнести то, что оно не позволяет при необходимости стыковать модули боковыми сторонами вплотную друг к другу, громоздко, имеет недостаточную жесткость конструкции и неустойчивость к ветровым нагрузкам.The disadvantages of this pneumatic frame structure include the fact that it does not allow, if necessary, to connect the modules with the sides close to each other, bulky, has insufficient rigidity and instability to wind loads.

Техническим результатом является создание пневмокаркасного сооружения, которое легко возводилось, было бы технологичным в изготовлении, надежным и устойчивым.The technical result is the creation of a pneumatic frame structure, which was easily erected, would be technologically advanced to manufacture, reliable and stable.

Этот технический результат достигается тем, что пневмокаркасное сооружение, состоящее из пневматического каркаса, имеющего в плане форму многоугольника, образованного контуром опорных надувных баллонов по периметру сооружения, надувными баллонами, расположенными в других горизонтальных плоскостях сооружения, соединенными с надувными стойками, расположенными в вертикальных плоскостях, и с надувными элементами, ограничивающими дверные проемы. Пневматический каркас обтянут эластичным материалом, образующим тент. Боковые грани сооружения разделены взаимно перпендикулярными надувными баллонами и вертикальными опорными стойками, соединенными в виде повернутой на 90° буквы «Т», на части, при этом вертикальная опорная стойка смещена от центра оси грани и образует с ближайшим вертикальным опорным надувным баллоном проем, а надувные баллоны, представляющие собой наклонные балки, образующие свод крыши, соединены противоположными концами с центрами баллонов, расположенных в горизонтальной плоскости нижнего и верхнего концов наклонных балок, при этом нижнее и верхнее основания каркаса имеют форму подобных многоугольников, наружная и внутренняя обшивки тента боковых граней модуля имеют разъемы, проходящие по центру дополнительных вертикальных надувных баллонов и ближайших опорных баллонов.This technical result is achieved by the fact that the pneumatic frame structure, consisting of a pneumatic frame, having a plan in the form of a polygon formed by the contour of the supporting inflatable balloons around the perimeter of the structure, inflatable balloons located in other horizontal planes of the structure, connected to inflatable racks located in vertical planes, and with inflatable elements restricting doorways. The pneumatic frame is covered with an elastic material forming an awning. The lateral faces of the structure are divided by mutually perpendicular inflatable balloons and vertical support struts connected in the form of a letter “T” rotated 90 °, into parts, while the vertical support strut is offset from the center of the axis of the face and forms an opening with the nearest vertical supporting inflatable balloon, and inflatable cylinders, which are inclined beams forming a roof arch, are connected by opposite ends to the centers of cylinders located in the horizontal plane of the lower and upper ends of the inclined beams, while the lower and upper base of the frame are shaped like polygons, the outer and inner sheathing of the awning of the side faces of the module have connectors running in the center of the additional vertical inflatable balloons and the nearest supporting cylinders.

Разделение боковых граней сооружения взаимно перпендикулярными надувными баллонами и вертикальными опорными стойками на части повышает жесткость конструкции и придает дополнительную ветровую устойчивость конструкции.Separation of the side faces of the structure with mutually perpendicular inflatable balloons and vertical support struts into parts increases the rigidity of the structure and gives additional wind stability to the structure.

Смещение вертикальной опорной стойки от центра оси грани позволяет произвести технологичное и надежное соединение баллонов.The offset of the vertical support column from the center of the axis of the face allows for a technologically advanced and reliable connection of the cylinders.

Проем, образованный вертикальной опорной стойкой с ближайшим вертикальным опорным надувным баллоном, позволяет осуществлять проветривание пневмокаркасного сооружения для регуляции микроклимата внутри сооружения, а также осуществлять переход в пристыкованное аналогичное сооружение.An aperture formed by a vertical support column with the nearest vertical reference inflatable balloon allows airing of the air-frame structure to regulate the microclimate inside the structure, as well as transition to a docked similar structure.

Присоединение надувных баллонов, представляющих собой наклонные балки, образующие свод крыши, противоположными концами к центрам баллонов, расположенных в горизонтальной плоскости нижнего и верхнего концов балок, повышает технологичность конструкции и позволяет осуществить надежное клеевое соединение.The connection of inflatable balloons, which are inclined beams that form the roof arch, with opposite ends to the centers of the cylinders located in the horizontal plane of the lower and upper ends of the beams, increases the manufacturability of the structure and allows for reliable adhesive bonding.

Выполнение нижнего и верхнего основания каркаса в форме подобных многоугольников позволяет присоединить наклонные балки, образующие свод крыши, противоположными концами к центрам баллонов, расположенных в горизонтальной плоскости нижнего и верхнего концов балок, что повышает технологичность конструкции и позволяет осуществить надежное клеевое соединение.The implementation of the lower and upper base of the frame in the form of such polygons allows you to attach the inclined beams forming the roof arch with opposite ends to the centers of the cylinders located in the horizontal plane of the lower and upper ends of the beams, which increases the manufacturability of the structure and allows for reliable adhesive bonding.

Наличие в наружной и внутренней обшивках боковых граней разъемов, проходящих по центру дополнительных вертикальных надувных баллонов, также позволяет осуществлять проветривание пневмокаркасного сооружения для регуляции микроклимата внутри сооружения.The presence in the outer and inner sheathing of the side faces of the connectors passing through the center of the additional vertical inflatable balloons also allows airing of the air-frame structure to regulate the microclimate inside the structure.

На вертикальных опорных надувных баллонах с наружной стороны расположены элементы крепления и фиксации для соединения нескольких пневмокаркасных сооружений друг с другом. Наличие на вертикальных опорных надувных баллонах с наружной стороны элементов крепления и фиксации позволяет соединять несколько пневмокаркасных сооружений друг с другом.On the vertical supporting inflatable balloons from the outside there are fastening and fixing elements for connecting several pneumoframe structures to each other. The presence of fastening and fixing elements on the vertical supporting inflatable balloons from the outside allows connecting several pneumoframe structures to each other.

Длина надувного баллона верхнего основания составляет не менее двух диаметров наклонной балки, образующей свод крыши.The length of the inflatable balloon of the upper base is at least two diameters of the inclined beam forming the roof arch.

Наружная обшивка тента боковых граней модуля, ограниченная разъемами, проходящими по центру дополнительных вертикальных надувных баллонов и ближайших опорных баллонов, установлена с возможностью скатывания в валик. При этом в зоне стыковки сооружений образуется защитный козырек от осадков.The outer sheathing of the awning of the side faces of the module, limited by the connectors passing through the center of the additional vertical inflatable balloons and the nearest supporting cylinders, is installed with the possibility of rolling into a roller. At the same time, a protective peak against precipitation is formed in the docking zone of the structures.

На фиг.1 изображено пневмокаркасное сооружение, общий вид, на фиг.2 изображено пневмокаркасное сооружение без тента.Figure 1 shows the pneumoframe structure, a general view, figure 2 shows the pneumoframe structure without an awning.

Пневмокаркасное сооружение состоит из пневматического каркаса 1, закрытого тентом 2. Пневматический каркас 1 образован соединенными между собой надувными баллонами из герметичного эластичного материала, например прорезиненной ткани.The pneumatic frame structure consists of a pneumatic frame 1 covered by an awning 2. The pneumatic frame 1 is formed by interconnected inflatable balloons of a sealed elastic material, such as rubberized fabric.

Нижнее основание каркаса образовано соединенными между собой с помощью клеевого соединения надувными баллонами 3, расположенными в горизонтальной плоскости по периметру сооружения и придающими пневмокаркасному сооружению в плане форму многоугольника. В углах многоугольника надувные баллоны 3 соединены с вертикальными опорными надувными баллонами 4, которые, в свою очередь, в своей верхней части соединены с надувными баллонами 5, расположенными в горизонтальной плоскости по периметру сооружения с образованием боковых граней 6 пневмокаркасного сооружения. Каждый из надувных баллонов 5 соединен с наклонными балками 7, представляющими собой также надувные баллоны и образующими свод крыши пневмокаркасного сооружения. В верхней части каждая из наклонных балок 7 соединена с надувными баллонами 8, расположенными в горизонтальной плоскости и образующими верхнее основание каркаса. Надувные баллоны 8 объединены между собой с образованием многоугольника, подобного нижнему основанию. Наклонные балки 7 присоединены к центрам надувных баллонов 5 и 8. Длина надувного баллона 8 составляет не менее двух диаметров наклонной балки 7. Внутри боковых граней 6 установлены дополнительные вертикальные опорные стойки 9 и 10, также представляющие собой надувные баллоны. Вертикальные опорные стойки смещены относительно центра боковой грани. В двух противоположных боковых гранях 6 установлены по две вертикальные опорные стойки 9 на одинаковом расстоянии от центра боковой грани 6, представляющие собой надувные элементы, ограничивающие дверные проемы. В остальных боковых гранях 6 установлено по одной вертикальной опорной стойке 10 со смещением от центра боковой грани 6. При этом эти боковые грани разделены на две неравные части. В более широкой части боковой грани 6 установлен расположенный горизонтально дополнительный надувной баллон 11, соединяющий опорный надувной баллон 4 с опорной стойкой 10. Дополнительный надувной баллон 11 и вертикальная опорная стойка 10 взаимно перпендикулярны. Между вертикальными опорными стойками 9, образующими дверной проем, установлены двери 12 с возможностью открывания. Вертикальные опорные стойки 10 образуют с вертикальными опорными надувными баллонами 4 проем 13. Весь пневматический каркас обтянут эластичным материалом, образующим тент 2, представляющим собой внутреннюю и наружную обшивки каркаса. Наружная и внутренняя обшивки боковых граней имеют разъемы 14, проходящие по центру вертикальных опорных стоек 10 и ближайшего опорного надувного баллона 4. На вертикальных опорных надувных баллонах 4 с наружной стороны расположены известные элементы крепления и фиксации для соединения нескольких пневмокаркасных сооружений друг с другом 15.The lower base of the frame is formed by interconnected by means of adhesive bondinginflatable balloons 3 located in a horizontal plane around the perimeter of the structure and giving the pneumatic frame structure in plan a polygon. In the corners of the polygon,inflatable balloons 3 are connected to vertical supportinginflatable balloons 4, which, in turn, are connected in their upper part toinflatable balloons 5 located in a horizontal plane around the perimeter of the structure with the formation ofside faces 6 of the pneumoframe structure. Each of theinflatable balloons 5 is connected to theinclined beams 7, which are also inflatable balloons and forming the roof arch of the pneumatic frame structure. In the upper part, each of theinclined beams 7 is connected toinflatable balloons 8 located in the horizontal plane and forming the upper base of the frame.Inflatable balloons 8 are combined with each other with the formation of a polygon similar to the lower base.Inclined beams 7 are connected to the centers ofinflatable balloons 5 and 8. The length of theinflatable balloon 8 is at least two diameters of theinclined beam 7. Inside the side faces 6, additional vertical supportingposts 9 and 10 are installed, which are also inflatable balloons. The vertical support posts are offset from the center of the side face. In twoopposite side faces 6, twovertical support posts 9 are installed at the same distance from the center of theside face 6, which are inflatable elements defining the doorways. In theremaining side faces 6, onevertical support column 10 is installed with an offset from the center of theside face 6. Moreover, these side faces are divided into two unequal parts. In a wider part of theside face 6, a horizontally arranged additionalinflatable balloon 11 is mounted, connecting the supportinginflatable balloon 4 to the supportingstrut 10. The additionalinflatable balloon 11 and the vertical supportingstrut 10 are mutually perpendicular. Between thevertical support pillars 9, forming a doorway, installeddoors 12 with the possibility of opening. The vertical supportingposts 10 form an opening 13 with the vertical supportinginflatable balloons 4. The entire pneumatic frame is covered with an elastic material forming an awning 2, which is the inner and outer skin of the frame. The outer and inner sheathing of the side faces have connectors 14 extending in the center of thevertical support columns 10 and the nearest supportinginflatable balloon 4. On the vertical supportinginflatable cylinders 4, there are known fastening and fixing elements on the outside for connecting several pneumoframe structures to each other 15.

Работа пневмокаркасного сооружения осуществляется следующим образом.The operation of the pneumatic frame structure is as follows.

Производят доставку пневмокаркасного сооружения, компактно упакованного в герметичные чехлы. Для монтажа пневмокаркасного сооружения из чехлов вынимают конструктивные части сооружения - каркас и тент, разворачивают их, подключают воздухонагнетательную установку. Наполняют пневмокаркас до рабочего давления. Для предотвращения смещения от ветровых нагрузок пневмокаркасное сооружение вдоль боковых поверхностей сооружения можно закрепить к поверхности установки каким-либо из известных элементов, например штырями (не показано). Сооружение готово к эксплуатации, и через двери 12 дверного проема можно попасть внутрь сооружения. Тент в зоне проема 13 можно приподнимать и осуществлять дополнительное проветривание сооружения.They deliver a pneumoframe structure compactly packed in sealed cases. For the installation of the pneumatic frame structure, the structural parts of the structure — the frame and the tent, are removed from the covers, deployed, an air-injection unit is connected. Fill the pneumatic frame to working pressure. To prevent displacement from wind loads, the pneumatic frame structure along the side surfaces of the structure can be fixed to the installation surface with any of the known elements, for example, with pins (not shown). The structure is ready for operation, and through thedoor 12 of the doorway you can get inside the structure. The tent in the area of theopening 13 can be raised and carry out additional ventilation of the structure.

Демонтаж пневмокаркасного сооружения выполняют в обратной последовательности.The dismantling of the pneumatic frame structure is performed in the reverse order.

При необходимости увеличения превмокаркасного сооружения к проемам 13 боковых граней пристыковывают аналогичное пневмокаркасное сооружение с помощью известных элементов крепления и фиксации 15. Часть тента, закрывающую проем 13, скатывают в валик 16, фиксируют в верхней части, например вязками, с образованием в зоне стыковки сооружений защитного козырька от осадков. При этом через проем 13 можно переходить из одного пневмокаркасного сооружения в пристыкованное сооружение не выходя из внутреннего помещения. Таким образом можно увеличивать сооружение до необходимых размеров.If it is necessary to increase the pre-carcass structure to theopenings 13 of the side faces, a similar air-carcass structure is docked using known fastening and fixing elements 15. The part of the tent covering theopening 13 is rolled into a roller 16, fixed in the upper part, for example, by bindings, with the formation of a protective structure in the docking zone visor from precipitation. At the same time, through the opening 13, it is possible to pass from one pneumoframe structure to the docked structure without leaving the interior. Thus, it is possible to increase the structure to the required size.

Предложенная конструкция пневмокаркасного сооружения технологична в изготовлении и надежна в работе, позволяет создать комфортные условия работы внутри сооружения, снаружи имеет плавные формы, что снижает воздействие внешних факторов (повышает аэродинамические показатели и устойчивость к метеоусловиям) на стабильность работы конструкции.The proposed design of the pneumatic frame structure is technological in manufacture and reliable in operation, allows you to create comfortable working conditions inside the structure, has smooth shapes on the outside, which reduces the influence of external factors (increases aerodynamic performance and weather resistance) on the stability of the structure.

Пневмокаркасное сооружение может быть изготовлено имеющимися техническими средствами на имеющемся оборудовании.Pneumoframe construction can be manufactured by available technical means on existing equipment.

Claims (4)

Translated fromRussian

1. Пневмокаркасное сооружение, состоящее из пневматического каркаса, имеющего в плане форму многоугольника, образованного контуром опорных надувных баллонов по периметру сооружения, надувными баллонами, расположенными в других горизонтальных плоскостях сооружения, соединенными с надувными стойками, расположенными в вертикальных плоскостях, и с надувными элементами, ограничивающими дверные проемы, при этом пневматический каркас обтянут эластичным материалом, образующим тент, отличающееся тем, что боковые грани сооружения разделены взаимно перпендикулярными дополнительными горизонтальными надувными баллонами и вертикальными опорными стойками на части, при этом вертикальная опорная стойка смещена от центра оси грани и образует с ближайшим вертикальным опорным надувным баллоном проем, а надувные баллоны, представляющие собой наклонные балки, образующие свод крыши, соединены противоположными концами с центрами баллонов, расположенных в горизонтальной плоскости нижнего и верхнего концов наклонных балок, при этом нижнее и верхнее основания каркаса имеют форму подобных многоугольников, наружная и внутренняя обшивки тента боковых граней модуля имеют разъемы, проходящие по центру дополнительных вертикальных надувных баллонов и ближайших опорных баллонов.1. Pneumoframe structure, consisting of a pneumatic frame, having a plan in the form of a polygon formed by the contour of the supporting inflatable balloons around the perimeter of the structure, inflatable balloons located in other horizontal planes of the structure, connected to inflatable racks located in vertical planes, and with inflatable elements, limiting doorways, while the pneumatic frame is covered with an elastic material forming an awning, characterized in that the side faces of the structure are divided into with perpendicular additional horizontal inflatable balloons and vertical support struts to pieces, while the vertical support strut is offset from the center of the axis of the face and forms an aperture with the nearest vertical support inflatable balloon, and inflatable balloons, which are inclined beams that form the roof arch, are connected by opposite ends to centers of cylinders located in the horizontal plane of the lower and upper ends of the inclined beams, while the lower and upper base of the frame are shaped under GOVERNMENTAL polygons outer and inner sheathing tent side faces of the module connectors are extending on the center vertical inflatable additional cylinder and the nearest support cylinders.2. Пневмокаркасное сооружение по п.1, отличающееся тем, что на вертикальных опорных надувных баллонах с наружной стороны расположены элементы крепления и фиксации для соединения нескольких пневмокаркасных сооружений друг с другом.2. The pneumoframe structure according to claim 1, characterized in that on the vertical supporting inflatable balloons from the outside there are fastening and fixing elements for connecting several pneumoframe structures to each other.3. Пневмокаркасное сооружение по п.1, отличающееся тем, что длина надувного баллона верхнего основания составляет не менее двух диаметров наклонной балки, образующей свод крыши.3. The pneumoframe structure according to claim 1, characterized in that the length of the inflatable balloon of the upper base is at least two diameters of the inclined beam forming the roof arch.4. Пневмокаркасное сооружение по п.1, отличающееся тем, что наружная обшивка тента боковых граней модуля, ограниченная разъемами, проходящими по центру дополнительных вертикальных надувных баллонов и ближайших опорных баллонов, установлена с возможностью скатывания в валик с образованием в зоне стыковки сооружений защитного козырька от осадков.4. The pneumoframe structure according to claim 1, characterized in that the outer sheathing of the awning of the side faces of the module, limited by the connectors passing through the center of the additional vertical inflatable balloons and the nearest supporting cylinders, is installed with the possibility of rolling into the roller with the formation of a protective peak from precipitation.

Images