Плоские покрытия больших пролетов

Фермы, балки. Обычное техническое решение плоского покрытия заключается в установке металлических, деревянных или железобетонных стропильных ферм или балок на расстоянии 6 м друг от друга с покрытием в виде железобетонного ребристого настила или профилированного стального листа.

В общественных зданиях стропильные фермы редко оставляют открытыми и чаще всего закрывают снизу декоративным подвесным потолком.

Фермы могут иметь прямоугольную форму с параллельными поясами, трапециевидную, сегментную, линзообразную в зависимости от архитектурного замысла.

Стропильные фермы применяются не только в покрытиях, но и в междуэтажных перекрытиях для образования больших помещений в промежуточных этажах.

Иногда фермы оставляют в интерьере открытыми.

Ребристые перекрытия из перекрещивающихся железобетонных балок могут перекрывать большие пролеты (до 36 м).

Цельномерные железобетонные сборные пастилы покрытий

А - пустотный «динакор»; без ребристый; в- настил типа ТТ; г- сводчатый настил КЖС;

Д вспарушенный; е -гиперболический

Пространственные покрытия

Пространственные покрытия от плоскостных отличаются тем, что тонкая плита оболочки работает преимущественно на сжатие, а растягивающие усилия рационально сосредоточены в контурных элементах, причем все эти элементы работают в разных плоскостях. Основными видами пространственных покрытий являются оболочки, складки и висячие и пневматические шатры.

Оболочки бывают одинарной и двоякой кривизны. Первые представляют собой цилиндрические или конические поверхности. Оболочки двоякой кривизны могут быть либо оболочками вращения с криволинейной образующей (купол, гиперболический параболоид, эллипсоид вращения и др.).

По структуре оболочки бывают гладкие, волнистые, ребристые и сетчатые. Они могут быть выполнены как монолитными, так и сборными. В сборных конструкциях помимо железобетона используются асбестоцемент, металл и пластик. Ребристыми являются оболочки, у которых тонкая криволинейная стенка усилена ребрами. Сетчатые оболочки состоят только из ребер или из стержней, промежутки между которыми заполняются ненесущим материалом (стеклопластиком, пленкой и др.). Гладкие железобетонные оболочки делают всегда монолитными. При изготовлении монолитных оболочек наиболее сложным является подготовка криволинейной опалубки и устройство лесов, что сопряжено со значительным расходом материалов и большими трудозатратами. Железобетонные и металлические оболочки применяют для устройства покрытий пролетом до 100 м, а иногда и более.

Своды-оболочки: а – цилиндрическая; б – цилиндрическая многоволновая; в – сплошная диафрагма жесткости; г – рамная диафрагма; д – арочная диафрагма; е, ж – бочарный свод-оболочка; и – схема монтажа бочарного свода; к – сетчатые оболочки; 1 – оболочка; 2 – диафрагма жесткости; 3 – ребро жесткости; 4 – подвески; 5 – затяжки

Складки и шатры – это пространственные покрытия, образованные плоскими взаимно пересекающимися элементами (рис.7.7). Складки обычно состоят из ряда повторяющихся в определенном порядке поперек пролета элементов, опирающихся по краям на диафрагмы жесткости. Шатры перекрывают прямоугольное в плане пространство смыкающимися кверху с четырех сторон плоскостями. Толщина плоского элемента складки должна быть не менее 1/200 пролета, высота – 1/20, а ширина грани – 1/5 пролета. Их применяют для зданий пролетом до 40 м.

 

 

Складки и шатры:

а – складка пилообразная; б – то же, трапециевидного профиля; в – то же, из однотипных треугольных плоскостей; г – шатер на прямоугольном основании с плоским верхом; д – складка сложного профиля; е – многогранный складчатый свод; ж – складка-капитель;

и – четырехгранный шатер; л – складчатый купол; м – сборная складка призматического типа; н – сборная стяжка с затяжками

Висячие покрытия отличаются наиболее экономичным расходом металла, который работает только на растяжение. Расход стали на висячее покрытие пролетом 70-80 м составляет примерно 10-15 кг/м², тогда как применение металлических ферм или рам для перекрытия такого пролета потребовало бы расхода металла 80-120 кг/м².

Пневматические покрытия позволяют перекрывать пролеты до 30 м. Бывают они трех основных видов: воздухоопорные оболочки, пневматические каркасы и пневматические линзы. Их используют для устройства летних театров и других зрелищных сооружений временного и передвижного характера.

 

 

 

Висячие предварительно напряженные покрытия облегченного типа:

а – седловидное по аркам; б – то же, с опиранием на изогнутый контур; в – гиперболический параболоид (гипар) с жестким контуром; г – то же, с контуром в виде троса-подпора; д – то же, по вертикальным аркам; е – покрытие с опиранием на жесткий опорный диск или объем и наклонную арку; ж – тентовое покрытие с опиранием на жесткий диск и устойчивую стенку; и – то же, с опиранием на несущие и стабилизирующие тросы; к – покрытие, опертое по продольной оси на два главных троса пролетом 126 м; 1 – несущие тросы; 2 – предварительно напряженные стабилизирующие тросы; 3 – жесткий опорный контур; 4 – оттяжки; 5 – стойки-оттяжки; 6 – опорные мачты; 7 – трос-подбор; 8 – опорные арки; 9 – опорный объем; 10 – тент; 11 – устойчивая стена; 12 – опорный узел; 13 – железобетонные балки-распорки; 14 – главные тросы, поддерживающие сетчатое покрытие

 

Пневмокаркасные сооружения

К пневмокаркасным зданиям с укрывающей оболочкой относятся сооружения основанные, на пневматике низкого давления с постоянным поддувом.

Жескость пневмокаркасным сооружения и придают сварные арки из тентовой ткани ПВХ (плотностью 850 гр/м²), наполняемые воздухом. Они заменяют в пневмокаркасных конструкциях опорные балки.

Воздухоопорные сооружения

Воздухоопорные конструкции представляют собой оболочку из прочной армированной ткани без каких-либо металлических каркасов, внутрь которых для создания избыточного давления подаётся воздух, являющийся опорой для такого сооружения. Такие воздухоопорные здания являются надёжными в эксплуатации и абсолютно безопасны при правильном обращении и соблюдении нехитрых правил.

 

Типы пневматических покрытий: а, б – воздухоопорные; в – пневматическая линза; г – фрагмент стеганной конструкции; д, е – каркасные пневматические сводчатые покрытия; ж – пневматический арочный купол; 1 – воздухонепроницаемая оболочка; 2 – окно-иллюминатор из органического стекла; 3 – анкеры-штопоры для крепления к грунту; 4 – шлюз; 5 – тяж-“простежка”; 6 – стальной опорный пояс линзы; 7 – растяжка для придания продольной устойчивости и поддержки тента покрытия

 

Вопросы для самоконтроля.

1. Виды каркасов общественных зданий.

2. Конструкции безригельного каркас.

3. Большепролетные конструкции, плоскостные и пространственные.

4. Висячие конструкции. Пневмоконструкции.