Распорные своды-оболочки из сборных элементов: скорлуп кругового и ломанного очертания.

Распорные своды представляют собой пространственные конструкции из отдельных клеефанерных плит-скорлуп круглого или ломаного очертания с одной или двумя обшивками. Распор от сводов воспринимается затяжками или передают его непосредственно на фундаменты.

Конструкция скорлуп кругового очертания состоит из основных ребер, склеенных из выгнутых по окружности досок, вспомогательных поперечных ребер и приклеенных к ним обшивок из водостойкой фанеры. Из таких скорлуп собирают двух- и трехшарнирные своды кругового или стрельчатого очертания.

Клеефанерные скорлупы с ребрами ломаного очертания собирают из прямолинейных элементов ребер с применением более толстых досок. Элементы ребер в местах переломов стыкуют с использованием клеевого соединения на зубчатый шип, вклеенных в древесину арматурных стержней или с помощью фанерных вкладок, приклеенных с двух сторон.

Конструкцию приопорных плит проектируют с учетом необходимости восприятия вертикальных реакций и распора свода. В случаях когда распор свода воспринимают затяжками, для передачи вертикальных усилий на колонны (стены) предусматривают устанавливаемые на них бортовые диафрагмы в форме балок треугольного сечения или ферм с металлическим нижним поясом.

Своды рассчитаывают как двух- и трехшарнирные арки, при этом за арку принимают одну из секций свода, например одну панель или одну волну. Поперечные сечения такой арки считают недеформируемыми.

Гладкие пластмассовые и волнистые своды. Примеры проектирования.

Сводом называется пространствен­ная конструкция с постоянным криво­линейным профилем и прямолинейными направляющими. Две из них служат его опорами. Профиль свода может быть очерчен любой выпуклой кривой.

Пластмассовые гладкие купола-оболчки бывают:

1) однослойные;

2) двухслойные;

3) трехслойные.

1) Изготавливают из органического стекла, полиэфиного стеклопластика (светопрозрачного) и пенопласта. Диаметр и толщина из оргстекла достигают 10 м и 20 мм, из стеклопластика 9 м и 6 мм, из пенопласта – 24 м и 100 мм.

2) Состоят из наружного стеклопластикового слоя и внутреннего пенопластового.

3) Толщиной от 15 до 50 мм, стеклопластиковая обшивка до 3 мм, средний слой из пенополистирола, пенополиуретана, сотопласта и воздушной прослойки. Возводят диаметром до 25 м с общей толщиной оболочки до 50 мм.

Волнистые своды принадлежат, к наиболее распространенной разновид­ности конструкций покрытий с приме­нением пластмасс. Перекрываемые ими пролеты доходят до 40 м. Основным конструктивным материалом служит полиэфирный стеклопластик, к одному из достоинств которого следует отнести светопроницаемость, достаточную для того, чтобы обходиться без световых проемов.

Практикой установлены следующие оптимальные соотношения размеров волнистых сводов при стреле подъема от 1/2 до 1/10 пролета: ширина волны b = 1,5-2 м, высота профиля h_п = 1/40-1/60 пролета, тол­щина оболочек от 5 см и выше, сборных – 3-4 см.

Складчатые своды и структурные сводчатые покрытия. Примеры проектирования.

Придание поперечному сечению сводов складчатого очертания увеличивает их жесткость и несущую способность и позволяет перекрывать пролеты до 100 м и более. В ряде случаев в качестве обшивки сводов применяют полимерные материалы. Эти обшивки могут совмещать функции кровельных и несущих покрытий.

Структурные своды собирают из тонкостенных пирамид, соединяя их вершины стержнями коль­цевого и продольного или косого направлений. Мате­риалом пирамид может служить листо­вой металл, фанера, пластмассы, армоцемент и железобетон. В результате возникает двухпоясная система, у которой одним поясом слу­жит стержневая сетка, другим – реб­ра пирамид, которыми они состыкованы. Ребра пирамид выполняют роль раско­сов структуры, а их грани – огражда­ющей конструкции.

Представляет интерес другой вари­ант структурного свода, где пирамиды заменены ромбовидными в плане элементами с седловидной поверхностью – гипарами, которые обладают боль­шей жесткостью формы, нежели плос­кие грани пирамид.

Двоякоскладчатыми сводами называются такие, поверхность которых имеет складки как по образующей, так и по направляющим линиям. Пространственную геометри­ческую основу таких сводов образуют правильные многоугольники, рас­положенные в плоскостях, нормальных к общей продольной оси, и многоуголь­ники, повернутые на половину одной стороны. Двоякоскладчатый свод тем устойчивее, чем рельефнее его поверхность, что достигается исполь­зованием панелей сравнительно боль­шой длины.

Некоторые двоякоскладчатые своды обладают способностью развертываться в плоскость. Это свойство может быть успешно использовано при монтаже, позволяет производить предварительную сборку треугольных панелей на плос­кой монтажной площадке.

Пологие оболочки положительной Гауссовой кривизны. Особенности работы под нагрузкой и примеры проектирования.

Покрытия этого типа представляют собой купол с отсеченными сегментами, превращенный в простран­ственную форму, опирающуюся на че­тыре угла. Однако опирание оболочки на четыре угла ставит ее в тяжелые условия работы, так как нагрузка сосредо­точивается только в четырех углах с тонкой оболочкой. Во избежа­ние этого контур оболочки опирают на жесткие поддерживающие конструк­ции – диафрагмы, их роль выпол­няют арки, сегментные фермы, криво­линейные балки, стены с закруглен­ными фронтонами. Пологие оболочки имеют малый подъем над опорами.

Оболочки могут быть:

- одиночными;

- многоволновыми.

Разделяются на:

1) железобетонные пологие оболочки;

2) деревянные оболочки.

1) Способны перекрывать помещения с прямоугольным планом, близким к квадрату, в широком диапазоне проле­тов – от 18 до 100 м и более. Плиты сборных оболочек имеют толщину от 3 до 5 см и усилены контур­ными и диагональными ребрами.

2) Заметного распространения не получили. Деревянная оболочка состоит из нескольких (не менее трех) склеенных между собой слоев тонких досок, опирающихся на контурные диафрагмы.

Недостатки:

- предварительного возведения подмостей, лесов и кружальной опалубки;

- построечный способ изго­товления.

Изгибающие моменты в контурных зонах невелики, но при конструировании наличие их учиты­вают. Действуя в зоне местного изгиба на расстоянии от края х₁ = 0,597√rt, момент равен M = 0,0937prt. Устойчивость оболочки считается обеспеченной, если интенсивность расчетной нагрузки не превышает крити­ческой величины q_cr = E_bt²/20r₁r₂, где r₁ и r₂ радиусы главных кривизн поверхности.