Пространственные конструкции.

В пространственных конструкциях - все или большинство элементов работают в двух направлениях и участвуют в работе сопрягаемых с ними конструкций.

Основной признак пространственных конструкций: прочность обеспечивается за счёт формы или структурного расположения элементов конструкции.

Преимущества: материалы работают во всю, а не на 20% (как в плоских) – экономия материала, увеличение пролёта (пролёт более 40м), совмещает в себе элементные покрытия и переходит в стену, архитектурная выразительность.

Недостатки: трудоемкость возведения, усложнение устройства кровли (особенно при покрытиях двоякой кривизны), криволинейные элементы менее технологичны в изготовлении (чем плоские).

Классификация:

- Конструкции, работающие на пролёт: плиты, настилы, складки, цилиндрическая оболочка – работают на изгиб; своды – на сжатие

- Жёсткие оболочки: крестовые своды, оболочки положительной кривизны, зонтичные оболочки, купола – на сжатие

- Оболочки отрицательной кривизны (двоякой) – на сжатие и растяжение

- Системы регулярной структуры: структурные плиты с перекрёстными плитами – на изгиб; структурные плиты стержневые, структурные плиты пластинчатые, сетчатые оболочки и своды, сетчатые купола – работают на сжатие и растяжение

- Висячие (вантовые) системы – подвесные конструкции: фермы из тросов, сетки из тросов, сетки из тросов и балок, висячие оболочки, конструкции с жёсткими вантами, мембраны, комбинированные вантовые системы – на растяжение

- Пневматические конструкции: трансформируемые жёсткие покрытия – на растяжение

2.2 Большепролетныеплоскостные конструкции

Сюда относятся: настилы, балки, фермы, рамы, арки, цилиндрические своды и плиты, опертые на 2 стороны.

Настилы, балки, фермы, плиты – безраспорные (возникают вертикальные реакции);

Рамы, арки и цилиндрические своды – распорные (возникают вертикальные и горизонтальные реакции);

Настилы, плиты, цилиндрическая оболочка работают на изгиб;

Своды работают на сжатие;

Работа конструкций основана на использовании внутренних физико-механических свойств материала и передаче усилий в конструкции на опоры.

Обычно применяются для пролетов до 40 метров. Пролеты до 36 м разработаны как сборные типовые конструкции.

Материал: обычно сталь и ж/б; алюминий (легче и дороже)

 

2.2.1 Длинномерные настилы. Область применения

– для покрытий одно- и многоэтажных зданий различного назначения, укладываются по продольным балкам, опираются на колонны или на несущие продольные стены.

Виды: //1-4 предварительно напряженные, 5-6 непонятно//

1. пустотелые или длинномерные настилы коробчатого сечения (КОП). (h 80-100 см) Пролеты 12, 15 и 18 м; h плиты 80-100 см. Гладкие потолки в рабочих помещениях, коммуникации в толще покрытия или перекрытия, использование пустот настилов в качестве воздуховодов.

2. ребристые. Меньший вес, за счет толщины плиты. Применяются в регионах с высокой сейсмической активностью (устойчивость за счет продольных ребер). Для производственных и общественных зданий, так как потолок получается негладким.

3. типа ТТ. Пролеты 9, 12, 15, 18 м. Для покрытий общественных зданий: спортивные и актовые залы школ и вузов.

4. сводчатые или плиты-оболочки КЖС (крупноразмерные железобетонные сводчатые). Применяются в строительстве автодорожных мостов и арочных сооружений. Конструкции рассчитаны на значительные нагрузки, температурное и ветровое воздействие.

5. вспарушенные

6. гиперболического очертания

А – пустотный “динакор”

Б – ребристый

В – настил типа ТТ

Г - сводчатый настил КЖС

Д - гиперболический

2.2.2. Стропильные балки и фермы, материал конструкции, основные габариты. Примеры применения.

По характеру укладки балки и фермы бывают: стропильные, если перекрывают пролет, поддерживают опертые на них конструкции покрытия, и подстропильные, если перекрывают 12 - 18-метровые шаги колонн продольного ряда и служат опорой для стропильных конструкций.

Стропильные балки изготовляют из бетона и перекрывают пролеты 6, 9, 12 и 18 м (при шаге колонн 6 м). Название балок зависит от очертания верхнего пояса.

Материал: ж/бетон, металл

Односкатные балки (рис. 36, а, б) применяют в однопролетных зданиях и в пристройках.

Балки имеют тавровое сечение с утолщением на опорах и с толщиной стенки 100 мм. Для 12-метровых пролетов используют балки двутаврового сечения с предварительно напряженной арматурой.

Двускатные балки предназначены для зданий со скатной кровлей или с «ломаным покрытием». Для пролетов 6 и 9 м применяют балки (рис. 36,в) таврового сечения с утолщением на опоре и толщиной стенки 100 мм.

Для 12 - 18-метровых пролетов предназначаются балки (рис. 36,г) двутаврового сечения с вертикальной стенкой толщиной 80 мм и с предварительно напряженной арматурой.

 

 

- Решетчатые балки (рис. 36,(5) имеют прямоугольное сечение с отверстиями для пропуска труб, электрокабеля и др.

 

- Балки с параллельными поясами (рис. 36,е) используют для зданий с плоской кровлей. Они имеют двутавровое, сечение с утолщением в опорных узлах и толщиной вертикальной стешш 80 мм.

 

Стропильные фермы

Стержневые конструкции, нижний пояс, верхний пояс, раскосы.

Материал: деревянные, металлические, смешанные

 Различают: сегментные, арочные, с параллельными поясами, полигональные, треугольные.

-пролет до 36 м 1/6...1/8 (отношение длины к высоте)— ж/бетон

пролет до 36 м 1/6...1/8 — металл

пролет до 48 м (до100м) 1/10...1/12 — металл

 

Сегментная фера

Арочная ферма

С паралленльными поясами

Полигональная ферма

Треугольная ферма

Металлическе конструкции:

Ферма из круглых труб

Ферма из двух полуферм

Ферма рыбка

2.2.3. Подстропильные конструкции: балки и фермы. Характеристика. Примеры применения.

Подстропильные конструкции применяют для опирания стропильных конструкций в тех случаях, когда шаг средних колонн больше шага крайних колонн.

 Подстропильные конструкции устанавливаются вдоль пролета на средние колонны.

Существуют железобетонные подстропильные фермы при шаге колонн 12 м и стальные подстропильные фермы при шаге колонн от 12 до 24 м.