Конструктивные решения большепролетных плоскостных покрытий общественных зданий.

В плоскостных конструкциях все элементы работают под нагрузкой автономно, как правило, в одном направлении и не участвуют в работе соединенных с ними конструкций.

БЕЗРАСПОРНЫЕ ПЛОСКОСТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ.

К ним относятся балки и фермы.

Балки могут быть прямоугольного и двускатного очертания. Нижний пояс балки работает на растяжение, а верхний – на сжатие. Поэтому в нижнем поясе должна размещаться основная рабочая арматура, а сечение верхнего пояса должно иметь большую площадь бетона, хорошо работающего на сжатие. На опорах балки должны быть утолщены для восприятия максимальной поперечной силы от опорных реакций. Пролеты балок не превышают 18 м.

Пролеты 15, 18, 24 м и более перекрываются стержневыми плоскостными конструкциями – стропильными фермами. Фермы могут быть железобетонными, стальными и деревянными.

В фермах (в сравнении с балками) оставлены только самые напряженные элементы конструкции - верхний и нижний пояса, которые соединяются вертикально и наклонно поставленными элементами, образующими решетку фермы. Фермы значительно легче балок (несущая способность расходуется на полезные нагрузки, а не на собственный вес), поэтому могут перекрывать гораздо большие пролеты.

РАСПОРНЫЕ ПЛОСКОСТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ.

К распорным конструкциям относятся арки и рамы.

Арки - это изогнутые балки с неподвижными опорами на концах, передающие на эти опоры наклонно направленные усилия. Арки чаще всего проектируют кругового очертания, так как такие арки выполняются как в монолитном, так и в сборном варианте. Однако арки могут быть и в виде параболы, эллипса, а так же кривых, состоящих из отрезков окружностей разных радиусов.

Рамы могут быть разнообразного очертания, однопролетные и многопролетные. Чем сложнее рама, тем большему числу ограничительных условий она должна удовлетворять (в отношении надежности фундаментов, распределения нагрузок и т.п.). Поэтому чаще всего применяют однопролетные рамы; комбинируя их с балками можно получить конструкции разнообразных очертаний, с разным числом пролетов.

Арки и рамы бывают бесшарнирными, двухшарнирными, трехшарнирными.

Арки и рамы выполняют из дерева, железобетона, металла. Деревянные, подобно балкам, выполняют гвоздевыми и клееными пролетом до 24м; обычно их делают трехшарнирными, что облегчает монтаж. Железобетонные арки и рамы выполняют двутаврового сечения пролетом до 40м и решетчатыми - для больших пролетов; могут быть сборными и монолитными. Металлические арки и рамы применяют сплошного (для пролетов до 60м) и решетчатого (для пролетов больше 60м) сечения.

28.Конструктивные решения большепролетных пространственных покрытий общественных зданий.

Пространственные большепролетные конструкции покрытия включают в себя плоские складчатые покрытия, своды, оболочки, купола, перекрестно-ребристые покрытия, стержневые конструкции.

Плоские складчатые покрытия, оболочки, перекрестно-ребристые покрытия и стрежневые конструкции выполняются из жестких материалов (железобетон, металлические профили, дерево и др.) За счет совместной работы конструкций пространственные жесткие покрытия имеют небольшую массу, что снижает расходы как на устройство покрытия, так и на устройство опор и фундаментов.

Пространственные конструкции дают возможность создавать самые разнообразные формы зданий и сооружений. Однако возведение пространственных конструкций требует более сложной организации строительного производства и высокого качества всех строительных работ.

Складкой называют пространственное покрытие, образованное плоскими взаимно пересекающимися элементами. Складки бывают пилообразные, трапецеидальные, из однотипных треугольных плоскостей, шатровые (четырехугольные и многогранные) и др.

Своды. Цилиндрический и сомкнутый своды. Крестовый свод образуется вырезкой из пересечения двух цилиндрических сводов.

Оболочки. Тонкостенные оболочки являются одним из видов пространственных конструкций и используются в строительстве зданий и сооружений с помещениями больших площадей (ангаров, стадионов, рынков и т.п.).

Жесткие оболочки могут возводиться над зданиями любой конфигурации в плане: прямоугольной, квадратной, круглой, овальной и т.п.

По конструктивным схемам жесткие оболочки делятся на: оболочки положительной и отрицательной кривизны, зонтичные оболочки, своды и купола.

Оболочки выполняются из железобетона, армоцемента, металла, дерева, пластмасс и других материалов, хорошо воспринимающих сжимающие усилия.

Купол представляет собой поверхность вращения. Купольные оболочки могут опираться на опорное кольцо, работающее на растяжение, на колонны - через систему диафрагм или ребер жесткости, если оболочка имеет в плане квадратную или многогранную форму. Купола бывают сферические и многогранные, ребристые, гладкие, гофрированные, волнистые.

Оболочки с противоположным направлением одной и другой кривизны образуются путем перемещения прямой линии (образующей) по двум направляющим кривым. К ним относятся коноиды, однополые гиперболоиды вращения и гиперболические параболоиды. Опорными элементами коноидных оболочек могут являться арки, рандбалки и других конструкции. Пролет таких оболочек составляет от 18 до 60 м.

Перекрестно-ребристые покрытия представляют собой систему балок или ферм с параллельными поясами, перекрещивающимися в двух, а иногда и в трех направлениях. Эти покрытия по своей работе приближаются к работе сплошной плиты. Перекрестно-ребристые покрытия могут быть стальными, железобетонными, деревянными. Перекрестно-ребристые покрытия, выполненные из железобетона в виде кессонов, рационально применять с пролетами до 36 м. При больших пролетах следует переходить на использование стальных или железобетонных ферм.

Деревянные перекрестные покрытия размером до 24 × 24 м выполняются из фанеры и брусков на клею и гвоздях.