Большепролетные покрытия

Архитектурные и конструктивные решения большепролетных
конструкций отличаются значительным разнообразием. Они подразделяются на плоскостные и пространственные.

К плоскостным конструкциям относят такие, у которых каждый несущий элемент, перекрывающий пролет, работает только в своей вертикальной плоскости.

Пространственные большепролетные конструкции передают на опорные элементы нагрузки, направление и величина которых определяются статистической схемой работы данного покрытия, его габаритами, собственной массой, временными нагрузками.

Плоскостные покрытия

Балки и фермы - будут рассмотрены в курсе « Архитектурные конструкции промышленных зданий»

Рамы и арки - то же.

Пространственные конструкции

Структуры представляют собой перекрестную систему балок или ферм с параллельными поясами. Структуры выполняют решетчатыми из труб или уголков. Они пересекаются в горизонтальных, наклонных плоскостях и могут быть металлическими, железобетонными и деревянными.

Благодаря особой архитектурной выразительности интерьеров,
экономическому использованию высоты помещения, редкому расположению опор эти конструкции находят широкое применение в покрытиях гражданских зданий (рис. 151, 152, 153, 154,164, 165, 166, 167).

Висячие конструкции

Висячие конструкции – это наиболее эффективные конструкции большепролетных конструкций большепролетных покрытий. Висячими называют все виды покрытий, у которых основная несущая конструкция, перекрывающая пролет, работает на растяжение. Важным преимуществом этих конструкций является возможность перекрывания пролета без промежуточных опор.

Висячие конструкции находят все более широкое применение в большепролетных сооружениях общественного назначения: крытых стадионах, плавательных бассейнах, выставочных павильонах, крытых рынках, вокзалах, концертных залах, сельскохозяйственных постройках, складах большой емкости и др.

Вантовые покрытия

Вантовыми покрытиями называются покрытия - пролетная часть которых образована сетью несущих гибких нитей (вантов) с последующей укладкой на нее ограждающих элементов без обеспечения совместной работы их между собой и с опорным контуром.

Обладая относительно небольшой стрелой подъема или провисания (1/20-1/25 пролета), эти покрытия обеспечивают наименьшую строительную высоту здания, уменьшают внутренний объем и снижают расходы на систему отопления иэксплуатацию здания.

Висячая вантовая конструкция может быть возведена над зданиями любого очертания в плане,при этом на одном и том же плане возможно устройство покрытий, имеющих разную форму поверхности. Обладая большими возможностями формообразования, вантовые покрытия предопределяют архитектурную выразительность здания.

Мембраны

Мембрана - тонкая гибкая сплошная пластина, которая обладает весьма высокой прочностью на растяжение, но ничтожно малой, практически приближающейся к нулю изгибной жесткостью. Поэтому главное напряженное состояние мембраны - растяжение.

Ее толщину обычно назначают не из расчета на прочность, а по конструктивным соображениям. Мембраной могут быть перекрыты пролеты 100-120м притолщине алюминиевых листов не более 1,5 мм.

Мембраны образуются из стальных или алюминиевых сплошных листов или лент, искусственных пленок или специальных тканей, выполняющих функции основного несущего конструктивного элемента, и ограждающей (кровельной ) конструкции (рис. 158, 159,160).

Пространственные тонколистовые алюминиевые конструкции (в виде мембран, предварительно напряженных оболочек, складок, шатровых поверхностей, систем, образованных переплетением алюминиевых лент и пр.) имеют ничтожно малую массу, достаточно просты в изготовлении и монтаже, поэтому находят все большее применение в покрытиях большепролетных сооружений.

Купола

Купол - пространственная конструкция выпуклого покрытия здания или сооружения круглой, эллиптической или многоугольной формы в плане.

Купола являются наиболее экономичной формой покрытия гражданских и промышленных зданий.

В отличие от сводчатых покрытий, купольные имеют не линейную, а центрическую композицию объемно - пространственной структуры. Работают купола в основном на сжатие с передачей на опоры не только вертикальной нагрузки, но и распора.

С появлением железобетона возобновилось широкое применение купольных конструкций.

В последнее время значительное распространение получили металлические конструкции купольных покрытий.

По конструкции купола могут быть: гладкими (оболочки), ребристыми, парусными и волнообразными - выполняются из железобетона; ребристыми и сетчатыми - из металла.

Своды

Своды-оболочки двоякой кривизны - их применяют для покрытия прямоугольных в плане помещений. Они опираются по четырем сторонам на диафрагмы (фермы, арки, стены). К ним по конструктивным особенностям относят также сферические парусные оболочки.

Бочарные своды - имеют продольную ось, изогнутую по кривой с выпуклостью кверху, чаще всего очерченной по окружности.

Рис. 150.

Рис. 151.

Рис. 152.

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТЕРЖНЕВАЯ СИСТЕМА ТИПА СТРУКТУРЫ ИЗ СТАЛЬНЫХ ТРУБЧАТЫХ ПИРАМИДАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРИМЕРЕ ПЕРЕКРЫТИЯ 60х60м

ФРАГМЕНТ ПЕРЕКРЫТИЯ (вид снизу)

Рис. 153.

ПОКРЫТИЕ В ВИДЕ РЕГУЛЯРНОЙ СТРУКТУРНОЙ ПЛИТЫ ИЗ АРМОЦЕМЕНТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (ПО СЕРИИ 1.260 – 1)

ПЛАН ПО РЕБРИСТЫМ ПЛИТАМ

И ПИРАМИДАЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТАМ

МОНТАЖНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УЗЛЫ

СТЫК ПИРАМИДАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРОЛЁТЕ

ОПОРНЫЙ ПИРАМИДАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Рис. 154.

Рис. 155.

Рис. 156.

ПОКРЫТИЕ АРОЧНО – ВАНТОВЫМИ ФЕРМАМИ ПРОЛЕТА С СЕТКОЙ

V-ОБРАЗНЫХ КОЛОНН 12х72м.

ПОПЕРЕЧНЫЙ РАЗРЕЗ
АКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ
ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ БЛОКА ПО ОСИ ЗДАНИЯ

Рис. 157.

Рис. 158.

Рис. 159.

ПОКРЫТИЕ СТАЛЬНОЙ ПРОВИСАЮЩЕЙ МЕМБРАНЫ В ВИДЕ ШАРОВОГО СЕГМЕНТА РАДИУСОМ 404м С ОСНОВАНИЕМ РАДИУСОМ 80м

Рис. 160.

СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ МНОГОВОЛНОВЫЕ ОБОЛОЧКИ 18х24 И 18х30м ИЗ ПЛИТ 3х6м И СТАЛЬНЫХ КОНТУРНЫХ ФЕРМ

(СЕРИЯ 1.466 - 1)

1-1 РАЗРЕЗ В НАПРАВЛЕНИИ 24 – МЕТРОВОГО ПРОЛЕТА	2-2 РАЗРЕЗ В НАПРАВЛЕНИИ 18 – МЕТРОВОГО ПРОЛЕТА

Рис. 161.

Сводчатые покрытия из сборных армоцементных оболочек пролетом 40м

монтажные стыки оболочек 1-1
2-2

Рис. 162.

Рис. 163.

КРЕСТОВЫЕ СВАИ

ПОЛОГАЯ ОБОЛОЧКА	КРЕСТОВЫЙ СВОД
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КУПОЛА
Гладкий	Ребристо - кольцевой	Кристаллический
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КАРКАСЫ КУПОЛОВ
Звездчатый	Сетчатый типа «Цейсс»

Рис. 164.

	ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ
Цилиндрические своды	СВОД ГЛАВНОГО ПАВИЛЬОНА ВЫСТАВОЧНОГО ЦЕНТРА В ТУРИНЕ 1-1
Волнистые своды	Поперечный разрез
Свод покрытия дворца международных выставок в Ницце (франция)	деталь свода

Рис. 165.

ГИПЕРБОЛИЧЕСКИЕ ПАРАБОЛОИДЫ (ГИПАРЫ)

Одиночный	Комбинация одиночных гипаров
Комбинация одиночных гипаров	Седловидное покрытие
ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ НА ПРЯМОУГОЛЬНОМ ПЛАНЕ
Покрытие с ж/б стяжками (гараж в Красноярске)	Покрытие без оттяжек с шпренгельными сегментами

Рис. 166.

Висячие покрытия на круглом плане

чашеобразное покрытие (Бауманский рынок в Москве)	покрытие типа «велосипедное колесо» (дворец спорта «Юбилейный» в Ленинграде)
листовое покрытие универсального спортивного зала в пврке победы в ленинграде

двухскатные висячие покрытия

покрытие олимпийского велотрека в москве	схема конструкции спортивного зала в токио

Рис. 167.