Несущие конструкции плоских покрытий

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 8Следующая ⇒

Несущие конструкции покрытий больших пролетов в зависимости от их конструктивной схемы и статической работы можно подразделить на три группы:

1. несущие конструкции, работающие в одной плоскости;

2. несущие конструкции, работающие в двух плоскостях (так называемые перекрестные);

3. несущие конструкции пространственной системы, при расчете которых учитывают усилия в трех плоскостях.

Несущие конструкции покрытий, работающие в одной плоскости:

· балки

· фермы

· рамы

· арки

Рис. 1. Несущие конструкции для перекрытия залов:

1 – односкатная балка; 2 – двускатная балка; 3 – решетчатая балка; 4 – сегментная раскосная ферма; 5 – арочная безраскосная ферма

Несущие конструкции балочной системы больших пролетов в залах общественного назначения применяют сравнительно редко, главным образом, в случаях необходимости создания покрытий небольшой строительной высоты. Сечение балок обычно применяют двутавровое. По архитектурным требованиям нежелательно оставлять в интерьере балки открытыми, поэтому чаще всего на нижнюю полку двутавров укладывают плиты, чтобы создать гладкий потолок. На рисунке (рис. 2) приведен пример конструкции балочного покрытия зала общественного здания пролетом 48 м.

Рис. 2. Несущие конструкции балочного покрытия зала пролетом 48 м:

1 – балка длиной 48 м; 2 – утепленное покрытие; 3 – светильник; 4 – конструкция остекленного перекрытия

Несущие конструкции зальных помещений часто применяются в виде различного рода сквозных ферм:

· треугольные

· полигональные

· с параллельными поясами

· сегментные

· арочные

Рис. 3. Стропильные железобетонные фермы

а – сегментная ферма; б – то же, безраскосная; в – то же, для пологой или плоской кровли; г – с параллельными поясами

Пролеты ферм, выполненных из сборного железобетона, в большинстве случаев не превышает 30 м, так как при больших пролетах перевозка ферм затруднительна. Поэтому, сборные железобетонные фермы больших пролетов целесообразно сваривать на месте их отдельных элементов (рис. 4).

Рис.4.Железобетонная предварительно напряженная ферма пролетом 36 м, собираемая из отдельных элементов:

а – конструктивное решение фермы; б – деталь крепления раскосов

Целесообразно решение покрытий достигается также при применении длинномерных сборных настилов, укладываемых по продольным балкам, опертым на колонны, или по несущим продольным стенам. Такие настилы могут быть пустотелыми – высотой 80 – 100 см; ребристыми – шириной 1, 5 – 3 м, типа ТТ, сводчатыми, вспарушенными, гиперболического очертания и т. д. (рис. 5).

Рис. 5. Длинномерные сборные железобетонные настилы покрытий:

а – пустотный «динакор»; б – ребристый; в – настил типа ТТ; г – сводчатый настил КЖС; д – вспарушный; е – гиперболический

Несущие конструкции для создания крупных общественных помещений могут применяться в виде одноэтажных рамных конструкций, в которых ригели жестко соединены с колоннами. Железобетонные рамы больших пролетов применяют редко ввиду их массивности и высокой стоимости (рис. 6 а, б)

Рис. 6 Рамные конструкции больших пролетов:

а – выставочный павильон в Гамбурге (ФРГ); б – навес на автомобильной выставке в Сиднее (Австралия); в – подземный выставочный зал в Турине (Италия); г – здание бассейна Ла-Турель; д – здание бассейна в Реймсе (Франция)

Пример уникальной железобетонной рамы покрытия подземного выставочного зала в Турине пролетом 53, 27 м показан на рис. 6, в. В большепролетных общественных зданиях применение деревянных клееных рам дает значительное уменьшение материалоемкости конструкций при простоте изготовления (см. рис. 6, г). Металлические рамы сплошного сечения целесообразны только при сравнительно небольших пролетах (до 24 м), решетчатые же рамы могут применяться в пролетах до 150 м (рис. 7, а).

Несущие конструкции рамного типа могут иметь разнообразные формы с прямыми, ломанными и криволинейными очертаниями, что в ряде случаев позволяет получить определенный архитектурный эффект. Они допускают устройство крупных нависающих консолей, например, на железнодорожных перронах, посадочных площадках аэровокзалов, над трибунами стадионов, входами в крупные общественные здания (рис. 7, б). Арочные покрытия перекрывают пролеты 100 м и более. Высокие архитектурные качества арочных конструкций позволяют во многих случаях получить выразительные интерьеры крупных залов (рис. 7, в).

Рис. 7. Несущие конструкции больших пролетов:

а-г – металлические решетчатые рамы; сложные железобетонные рамы: д – трибуны стадиона в Красноярске; е – Центральный стадион имени В. И. Ленина в Москве; ж – спортивный зал в Эссене (ФРГ); з – спортивный зал в Женеве (Швейцария); арочные покрытия: и – пространственная решетчатая арка из алюминиевого сплава; к – арочное покрытие из стальных элементов

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: свод, оболочки одинарной и двоякой кривизны, гипары.

Свод — в архитектуре тип перекрытия или покрытия сооружений, конструкция, которая образуется выпуклой криволинейной поверхностью.

Рис. 9.24. Основные формы сводов:
а — гладкий свод и его опорные реакции, б - ребристый, в—д — сомкнутый, е — зеркальный, ж - цилиндрический, и - крестовый

Своды позволяют перекрывать значительные пространства без дополнительных промежуточных опор, используются преимущественно в круглых, многоугольных или эллиптических в плане помещениях.

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

Оболочки одинарной кривизны делятся на цилиндрические, конические, коноидальные.

Виды оболочек одинарной кривизны: а - цилиндрическая; б - коническая; 1 - диафрагма; 2 - бортовой элемент

Оболочки двоякой кривизны делятся на: оболочки вращения с вертикальной осью купола; выпуклые оболочки переноса на прямоугольном плане; вогнутые висячие оболочки на круглом или эллиптическом плане, выпукло-вогнутые (седловидные) оболочки, бочарные своды, волнистые своды, очертание которых в поперечном сечении может быть криволинейным или складчатым.

Виды оболочек двоякой кривизны: а - оболочка вращения; б, в - оболочки переноса положительной и отрицательной Гауссовой кривизны; г - волнистый свод; д - висячая оболочка; 1 - опорное кольцо; 2 - диафрагма; 3 - затяжка

В тонкостенных пространственных конструкциях благодаря работе конструкции в обоих направлениях достигается лучшее использование материала и существенная его экономия.

В железобетонных тонкостенных покрытиях необходимо стремиться к тому, чтобы бетон использовался в работе на сжатие по максимально большей части поверхности, так как растянутые части требуют расчетного армирования.

По технологии возведения тонкостенные пространственные конструкции делят на монолитные, сборные и сборно-монолитные.

Существенное влияние на развитие тонкостенных конструкций больших пролетов имело применение предварительного напряжения.

Гипар (сокращение от гиперболический параболоид)- самая простая форма предварительно напряженной мембраны отрицательной гауссовой кривизны. Но несмотря на простоту поверхности, мембраны такой формы обладают очень высокими показателями устойчивости и несущей способности. Используются как отдельно стоящие гипары так и сблокированные из нескольких модулей.

Рис. 1. Способы образования поверхности гипара: а, г - образование поверхности переносом параболы; б - то же. прямой по скрещивающимся направляющим; в - пространственный прямоугольник

Гипар принадлежит к поверхностям двоякой разнозначной кривизны - центры его кривизны лежат по разные стороны поверхности. Используют три способа его графического построения (рис.1). Поверхность гипара может быть образована:

- плоскопараллельным перемещением образующей параболы по направляющей параболе (параболы имеют кривизны разного знака);

- скольжением образующей прямой по.двум скрещивающимся в пространстве прямолинейным направляющим,

- смещением по вертикали углов плоского четырехугольника, который становится пространственным.

В сечениях гипара плоскостями, параллельными координатным плоскостям xOz и yOz, лежат параболы; в сечениях плоскостями, параллельными плоскости хОу, - гиперболы. Отсюда название поверхности - гиперболический параболоид.

Покрытия из гипаров бывают одиночными и составными, в виде сочетаний нескольких элементов оболочки, одно- и многопролетными. Вдоль линий сопряжения устраивают ребра жесткости.

В архитектурной практике чаще всего используются гипары с прямолинейным контуром. Известны также покрытия с криволинейным контуром из трех и более элементов.

Гипары имеют две разновидности: в одном случае линии главной кривизны поверхности направлены вдоль диагоналей основания, в другом - линии главной кривизны параллельны сторонам.

Для покрытий чаше всего применяют пологие оболочки, что определяется возможностями унификации сборных элементов и условиями возведения оболочек.

Гипары проектируют с опиранием по контуру на стены, фермы, арки, рамы, балки и другие конструкции, называемые диафрагмами, кроме того, они могут иметь точечное опирание в углах на пилоны (контрфорсы) или фундаменты.

Купольные покрытия

В зависимости от конструктивной схемы купола можно разделить на типы: гладкие, сетчатые, ребристые и ребристо-кольцевые, геодезические, волнистые, складчатые.

Сетчатые купола представляют собой пространственную стержневую систему с треугольными ячейками.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 Следующая ⇒