Пространственные своды-оболочки. Пространственные покрытия и их применение

Пространственные своды-оболочки. Волнистыми или бочарными сводами-оболочками, а также складчатыми сводами можно перекрывать очень большие пролеты – прежде 100 м и более (см. статью 11.86), а потому они могут с успехом применяться в промышленных зданиях типа гаражей, ангаров, самолетосборочных цехов и т. п. Форма поперечного сечения пространственных сводов может быть криволинейной alias складчатой (см. статью 11.86, 11.87). При этом расход бетона в конструкции при увеличении пролета изменяется недовольно. Так, при пролете 30–48 м расход бетона составляет почти 0,07 м3/м2; при пролете 75 ж – около 0,08 м3/м2, а при 96-м пролете увеличивается исключительно до 0,12 – 0,15 м3/м2.

     Стрела подъема оси свода может приниматься в пределах величины перекрываемого пролета. Очертание оси свода рекомендуется брать по дуге окружности или квадратной параболе. Высота сечения волны свода обычно составляет пролета свода. Длина волны свода принимается равной 1,5–4 еевозвышенность.

    Пространственные своды удобно осуществлять в сборном железобетоне, так как стыки промеж сборными элементами работают на сжатие.

    На см. статью 11.87 приведен пример сборного волнистого свода пролетом 30,9 м, каждая вал которого собирается из двух элементов и опирается на балки.

     Сборная конструкция волнистого (бочарного) свода с затяжками пролетом 96 м при длине волны 7,5 м осуществлена в покрытии цеха комбината строительных деталей в Автове и в ряде автобусных гаражей в Ленинграде.

    Другим примером перекрестной конструкции может служить перекрытие над зрительным залом Дворца съездов в Кремле (рис.37) Перекрытие состоит из стальных поперечных балок, с шагом 6,4 м, и двух продольных стальных балок, отстоящих от опор 12,8 м. Поперечные балки сплошные двутавровой формы, продольные – решетчатые; высота балок 3,5 м. Расстояние между осями поперечник диафрагм называемой пролетом оболочки, а между осями бортовых элементов – длиной волны. Цилиндрический свод-оболочка – безраспорная конструкция, работающая на поперечный изгиб как балка пространственной формы, свод – распорная конструкция, работающая преимущественно на осевые усилия.

    Для обеспечения последнего условия кривая свода принимается пологой, в то время как для повышения жесткости свода – оболочки целесообразна большая кривизна формы, наконец, продольная ось длинного цилиндрического свода – оболочки размещается параллельно перекрываемому пролету, а продольная ось свода – перпендикулярно ему. Стабильность формы цилиндрической оболочки обеспечивается торцовыми диафрагмами жесткости. Статическая работа, геометриче- ская форма и размещение в пространстве цилиндрического свода-оболочки существенно отличаются от работы свода.

    Пространственные покрытия и их применение

    Конструктивные решения многоэтажных зданий с техническими эта¬жами  являются наиболее перспективными и экономичными. Во многих случаях такие конструкции выполняют функции не только покрытий, но и стен, создавая единые пространственные формы и композиции. Более рациональны такие пространственные системы, в которых совмещены несущие и ограждающие функции. Пространственные конструкции классифицируют по различным признакам: геометрическим формам, формам перекрываемого плана, конструктивным особенностям, материалу, принципам статической работы и др.

    В зависимости от геометрической формы пространственные конструкции покрытий могут быть: цилиндрическими (оболочки); в виде призматических складок; осесимметричными (оболочки вращения); двоякой кривизны, прямоугольные в плане; составными (пространственные системы из элементов поверхностей положительной, отрицательной и нулевой гауссовой кривизны); в форме волнистых и складчатых сводов; висячими; в виде регулярных стержневых структур и мягкими.
    По характеру работы под нагрузкой пространственные покрытия делят на два вида. К первому виду относят покрытия, напряженно-деформированное состояние и несущая способность которых зависят преимущественно от одного размера в плане. К этому виду относятся цилиндрические оболочки, призматические складки, своды и т.п. Ко второму относятся покрытия, несущая способность и характер работы которых зависят от двух размеров в плане.
    Напряженно-деформированное состояние пространственных покрытий во многом зависит от характера работы контурных конструкций. В качестве контурных конструкций могут быть стены, балки, фермы, арки с затяжкой, контурные брусья, ряды часто поставленных колонн.
    Выбор геометрических форм пространственных конструкций производят с учетом функциональных, градостроительных и эстетических требований, а также условий рациональной статической работы и членения поверхностей на сборные элементы, отвечающие индустриальное™ изготовления и монтажа.
    Номенклатура зданий и сооружений, где могут быть применены пространственные конструкции, довольно разнообразна. По объемно-планировочному решению эти здания и сооружения могут быть отдельно стоящие, встроенные и пристроенные, одно- и многосекционные с разнообразной формой в плане (рис. XIII-6).
    Раньше других типов стали применять тонкостенные железобетонные цилиндрические оболочки, которым предшествовали массивные каменные своды и купола. В зависимости от соотношения сторон плана цилиндрические оболочки подразделяют на длинные и короткие (рис. XIII-7 и XIII-8).
    Сборные и сборно-монолитные железобетонные цилиндрические оболочки выполняют из плит толщиной от 30 до 50 мм с ребрами и контурных конструкций. Монолитные железобетонные оболочки обычно выполняют гладкими толщиной от 50 до 80 мм.

    При пролетах 18 м и более оболочки выполняют с предварительным напряжением.
    Податливость незамкнутого контура поперечного сечения цилиндрических оболочек вызывает значительные деформации в направлении волны и появление соответствующих усилий, требующих в отдельных случаях усиления бортовых элементов в горизонтальном направлении.
    Более рациональным решением для прямоугольных планов являются сборные оболочки переноса положительной гауссовой кривизны. Их конструктивные решения позволяют осуществлять покрытия: с укрупненной сеткой колонн 18x18 и 24x24 м из плит размером 3x6 м (рис. XIII-9, а); пролетом до 102 м из плит Зх 2 м с системой промежуточных балок и без них (рис. XIII-9, б, в); пролетом до 42 м из плит 3 х 6 м, монтируемых навесным способом -9, г); пролетом до 60 м из унифицированных плит 3x6 м, в том числе с шагом колонн 18 и 24 м (рис. XIII-9, д).
    3 оболочках первых трех типов (рис. XIII-9, о-в) кривизна цилиндрической поверхности плит соответствует кривизне поверхности оболочки и сопряжение плит в направлении их длинных сторон осуществляется без переломов. В оболочках конструкций, показанных на рис. XIII-9, г, д плиты 3 х 6 м располагаются с переломами, образуя пространственный многогранник с криволинейными гранями.
    Надежную связь сборных плит и контурных конструкций обеспечивают сваркой выпусков арматуры и закладных деталей с последующим замоноличиванием бетоном швов между элементами с образованием шпонок.
    Оболочки отрицательной гауссовой кривизны (гипары) отличаются линейчатостью поверхностей, что значительно упрощает изготовление опалубки и армирование конструкций, а также дает возможность разрезки поверхности на отдельные однотипные сборные элементы. Такие оболочки позволяют создавать разнообразные архитектурные формы покрытий.
    Поверхность гипара может быть образована либо скольжением (переносом) образующей параболы с кривизной одного знака по направляющей параболе с кривизной другого знака(рис. XIII-10, а), либо плоскопараллельным перемещением прямой по двум направляющим, лежащим в параллельных плоскостях (рис. XIII-10, б).
    Оболочками такого типа осуществлены покрытия производственных зданий в Черногорске, Абакане, Красноярске. Оболочки имеют размеры в плане 6x18 м и составлены из четырех панелей размером 3x9 м.
    Висячие покрытия с замкнутым и разомкнутым опорным контуром.
    Металлические перекрёстно-стержневые конструкции
    Своды. Мягкие оболочки. Пневматические оболочки. Тентовые оболочки

    Пространственные деревянные конструкции

    К пространственным деревянным конструкциям или, как их часто принято называть, к покрытиям-оболочкам относят покрытия с изогнутой поверхностью, в которых все составляющие элементы работают совместно как единое целое. Оболочки благодаря такой поверхности менее материалоёмки, чем плоские конструкции и являются совмещённым видом покрытия, т.к. способны выполнять одновременно несущую и ограждающую функции. Они могут иметь многообразные формы различного функционального назначения.

    К основным конструктивным типам пространственных деревянных конструкций относятся:

        распорные своды при прямоугольном плане и опирании на продольные стены;
        складки и своды оболочки, опёртые в основном только на поперечные торцевые стены, а также оболочки двоякой положительной или отрицательной кривизны;
        купола, опёртые по контуру круглого или многоугольного здания

    Указанные типы деревянных конструкций могут быть выполнены в виде:
        тонкостенных оболочек;
        ребристых складок и оболочек, в которых для увеличения жёсткости тонкостенные элементы усиленны рёбрами
        сетчатых систем.

    Применение перечисленных пространственных деревянных конструкций целесообразно в следующих случаях:
    когда необходимо использовать внутренний габарит при малой строительной высоте конструкций (область применения сводов-оболочек и куполов);
    если в продольных стенах необходимы большие проёмы для ворот (например в ангарах) и опирание должно осуществляться на торцевые стены (это область применения сводов-оболочек и складок);
    в покрытиях над круглыми, овальными, квадратными и многоугольными помещениями в плане (область применения куполов).

    Пространственные деревянные конструкции используются для покрытий различных промышленных, общественных и сельскохозяйственных зданий: спортивных залов, зерноскладов, выставочных павильонов, театральных и концертных залов, крытых рынков и т.п.

    Наша страна обладает приоритетом в области пространственных деревянных конструкций, у нас разработаны многие их современные виды.

    Длительная эксплуатация пространственных конструкций как у нас в стране, так и за рубежом свидетельствует о их надёжности и долговечности. Построенные в нашей стране свыше 35 лет назад деревянные своды и купола продолжают эксплуатироваться и находятся в хорошем состоянии. За рубежом пространственные деревянные конструкции всё шире применяют для перекрытия уникальных по размерам пролётов.

    Рассмотрим основные типы пространственных деревянных конструкций, придерживаясь их классификации.

    Похожие товары

    Изображение
    Рваный камень (кирпич под рваный камень). Клинкерный кирпич
    Камень издавна считался одним из самых надежных и долговечных строительных материалов. Существует много типов кирпича, а также способов укладки. За счет своей пористой структуры он обладает большой шумо- и теплоизоляцией. Кирпичу не страшны грибки, плесень и прочие микроорганизмы. Материал любого вида кирпича огнеупорен, что немаловажно при возведении или облицовке стен дома.
    Отзывы :0шт.
    Факторы производства: труд, земля и капитал. Основные факторы производства и их значение
    Для того, чтобы начать процесс производства того или иного блага, необходимо иметь представление о том, кто будет производить, а также из чего будут про-изводить. Поэтому можно говорить минимум о двух факторах производства - человеке и природе. Уильям Петти был одним из первых, кто выразил мысль, что любой продукт человеческой деятельности является результатом соединения способностей человека к...
    Отзывы :0шт.
    Экономическая роль основных видов ресурсов производства. Сущность управления материальными ресурсами
    Ресурсы – это факторы, используемые для производства экономических благ. Ресурсы производства – это все природные, людские и произведенные человеком ресурсы, которые используются для производства товаров и услуг.
    Формирование, состав и характеристика денежных ресурсов предприятия Денежные средства – это самостоятельная экономическая категория. В их понятие вкладываются средства предприятий,...
    Отзывы :0шт.
    Виды производства на предприятии: классификация
    Производства на предприятии могут быть классифицированы не только в зависимости от характера технологического процесса, но и в зависимости от характера выпускаемой продукции.
    Отзывы :0шт.
    Основные виды издержек производства и их характеристика. Понятие, виды издержек производства и себестоимости продукции
    Различают издержки экономические и бухгалтерские. Под экономическими издержками понимаются все виды выплат фирмы поставщикам за используемые ресурсы. Они состоят из двух видов: внешних (явных, или денежных) и внутренних (неявных, или имплицитных).
    Наиболее общее понятие основные виды издержек производства фирм в зарубежных учебниках определяется как затраты на вводимые факторы или...
    Отзывы :0шт.