Большепролетные здания с покрытиями              пространственными стержневыми оболочками     двояковыпуклой кривизны

В мировой строительной практике пространственные покрытия в виде оболочек из металлических стержней получили очень широкое распространение, в связи с чем характеризуются многообразием форм и конструктивных решений. Рассмотренные в разделе 6 купольные пространственные покрытия являются частным видом оболочек на круглом плане. Рассмотренные в разделе 7 своды являются также одним из частных видов оболочек на прямоугольном плане. Сетчатые пологие оболочки двояковыпуклой кривизны [12] могут иметь квадратный план, треугольный план и форму частного купола (рис. 8.1; рис. 8.2). Они могут быть одноволновыми и многоволновыми (рис. 8.3; рис. 8.4). Относительно поверхности земли пологие оболочки располагаются или непосредственно на столбчатых фундаментах, или на колоннах. При этом в пролете опорный криволинейный контур по каждой из четырех  плоскостей  опирается или на сквозную  

Рис. 8.1. Пологая оболочка на квадратном плане: i - здесь и далее – направление уклона

 

Рис. 8.2. Пологая оболочка на треугольном плане

Рис. 8.3. Пологая оболочка на прямоугольном плане, одноволновая

Рис. 8.4. Пологая оболочка на прямоугольном плане, двухволновая

 

диафрагму-ферму, или на ряд колонн (рис. 8.5; рис. 8.6; рис. 8.7; рис. 8.8), или выполняют функцию арки.

Оболочки с поверхностью гиперболического параболоида сокращенно называют гипарами. Они имеют широкие возможности по формообразованию покрытий из сеток с прямолинейными стержнями (рис. 8.9). По углам покрытие гипаров опирают или на фундаменты, или на колонны. При опирании на колонны концы гипара соединяют затяжками для снятия распоров с фундаментов. Для образования поверхности пологих оболочек двояковыпуклой кривизны рекомендуются сетки с квадратными или треугольными ячейками. В отличие от сводов пологие оболочки получают проектированием плоских сеток на заданную криволинейную поверхность. Например, основной способ разрезки пологих сетчатых оболочек положительной гауссовой кривизны (рис. 8.10) состоит в нанесении на исходную поверхность правильной сетки Чебышева с равной длиной противоположных сторон четырехугольных ячеек, закрепленной по ортогональным образующим поверхности. При этом в угловых зонах в четырехугольные ячейки сети ставят диагональные стержни, воспринимающие растягивающие кольцевые усилия. В сетчатых оболочках с поверхностью в виде гиперболического параболоида (рис. 8.11; рис. 8.12; рис. 8.13) разрезку выполняют по прямолинейным образующим, параллельным сторонам прямоугольного контура. Это позволяет компоновать из нескольких элементарных секций разнообразные покрытия из треугольных и трапециевидных фрагментов гиперболоида, сохраняя однотипность стержневых и узловых элементов (рис. 8.14; рис. 8.15). Институт ЦНИИПСК предложил формообразования сетчатых оболочек двояковыпуклой кривизны с применением кривых образующих с постоянным угловым шагом, не совпадающих с параллелями (рис. 8.16; рис. 8.17). По этому типу формообразования оболочек можно компоновать сложные оболочки из треугольных и трапецеидальных фрагментов сферического вида (рис. 8.18; рис. 8.19).

 

Рис. 8.5. Пологая оболочка с контурными ребрами-арками, опирающимися на фундаменты по углам прямоугольного плана

 

Рис. 8.6. Пологая оболочка с контурными арками с затяжками на колоннах по углам плана

 

Рис. 8.7. Пологая оболочка с криволинейным опорным контуром по каждой из четырех плоскостей с опиранием на сквозную диафрагму-ферму и колонны по углам плана

 

 

Рис. 8.8. Пологая оболочка с криволинейным опорным арочным контуром по каждой из четырех плоскостей с опиранием на ряд колонн в пролетах арок и на фундаменты по углам плана

 

Рис. 8.9. Сетчатая оболочка из нескольких лепестков гиперболического параболоида

 

Рис. 8.10. Разрезка поверхности пологой сетчатой оболочки положительной гауссовой кривизны на квадратном или прямоугольном планах

 

 

Рис. 8.11. Разрезка поверхности пологой сетчатой оболочки в форме гиперболического параболоида на квадратном или прямоугольном планах с криволинейными образующими

 

 

Рис. 8.12. Разрезка поверхности пологой сетчатой оболочки в форме гиперболического параболоида на квадратном или прямоугольном планах с прямолинейными образующими

 

 

Рис. 8.13. Разрезка пологой оболочки в форме гиперболического параболоида на ломаной секторальной поверхности на квадратном или прямоугольном планах

 

 

					5
							3
			5
								1
	5

				4
							4
	5

 

Рис. 8.14. Разрезка пологой оболочки на ломаной поверхности из треугольных ячеек на квадратном или многоугольном планах

 

5

5

2

2

5

1

1

1

1

3

2

2

3

5

4

4

4

4

4

3

1

1

1

2

2

3

3

2

3

3

3

3

3

 

 

Рис. 8.15. Разрезка пологой оболочки на ломаной поверхности из трапецеидальных ячеек на квадратном или многоугольном планах

 

 

 

Рис. 8.16. Разрезка пологой оболочки, предложенная институтом      ЦНИИПСК, с применением кривых образующих на квадратном или прямоугольном планах

 

 

 

Рис. 8.17. Разрезка пологой оболочки, предложенная институтом       ЦНИИПСК, с применением кривых образующих на произвольном плане

 

 

Рис. 8.18. Разрезка пологой оболочки сложной формы поверхности из треугольных и трапецеидальных фрагментов на квадратном или прямоугольном планах

 

                              

 

 

Рис. 8.19. Разрезка пологой оболочки сложной формы поверхности из треугольных фрагментов на произвольном плане

 

Сетчатые оболочки двояковыпуклой кривизны могут применяться в широком диапазоне пролетов 30…150 м. При этом при пролетах свыше   60 м для повышения их жесткости и устойчивости рекомендуется использовать двухсетчатую структуру решетки и поясов с высотой сечений между поясами , где пролет оболочки.