Многоволновые своды - оболочки и своды - складки

Для зданий пролетом 18, 21 и 24 м со стрелой подъёма соответственно 9; 7,2м и 6м целесообразно использовать армоцементные полуарки заводского изготовления. Армоцементная панель-оболочка из бетона класса В20 размером 3×12,7 м - это ребристая конструкция с гладкой наружной поверхностью. Ее продольные ребра высотой 380 мм, поперечные высотой 120 мм располагают с шагом 1 м. Оболочка армируется одной тканой сеткой, расположенной в срединной поверхности, ребра - плоскими сварными каркасами. По сравнению с железобетонными, армоцементные трехшарнирные своды снижают расход стали и бетона на 15...20 %.

По торцовым краям сборные тонкостенные элементы сводов усиливают армированными ребрами, позволяющими надежно замоноличивать их стыки и обеспечивать устойчивость и прочность сборных элементов при транспортировании и монтаже. При ширине волны l₂ ≤ 1,5 м и толщине плиты t ≥ 40 мм криволинейные элементы могут быть изготовлены без торцовых ребер. Крайние тонкостенные элементы свода опирают на фундамент или замыкают на опорной балке. Вместо данной балки можно усилить торцовое ребро крайнего элемента свода. Многоволновые своды рассчитывают как плоские двухшарнирные арки, имеющие криволинейное или складчатое очертание поперечного сечения.

Купольные покрытия

Тонкостенные оболочки вращения применяют для покрытий круглых В плане зданий и сооружений диаметром до 100 м, например цирков, выставочных залов, резервуаров и т.п. Покрытия состоят из двух конструктивных элементов: оболочки и опорного кольца. Если требуется верхнее естественное освещение, то в куполе устраивают второе - фонарное кольцо. По расходу материалов купола более экономичны, чем другие оболочки. Срединная поверхность оболочки вращения описывается уравнениями второго порядка. Форму очертания поверхности диктуют архитектурные и технологические требования. Однако рациональная ее форма получается при стреле подъема купола f = (1/5...1/3)D. Чаще всего в строительстве применяют сферические оболочки, образованные вращением дуги круга.

Монолитные купола имеют, как правило, гладкую оболочку вращения (рис. 16.7, а). Ее толщина t≥50 мм и не менее r/600, где r- радиус кривизны купола. Для оболочки кругового очертания радиус

r = (D² + 4f²) / 3f.

Оболочка утолщается уместа ее примыкания к опорному кольцу. Оболочка монолитного купола, за исключением приопорных зон, является сжатой, поэтому ее армируют конструктивно одиночной сеткой. При толщине оболочки t≥80 мм устанавливают двойную сетку. Вблизи опорного кольца оболочку утолщают. Здесь ставят дополнительные сетки с рабочими стержнями в меридиональном и кольцевом направлениях для восприятия растягивающих напряжений. В строительстве применя­ют в основном купола со сборными оболочками (рис.16.7, б). Разрезка оболочки на сборные элементы может быть радиальной (для небольших куполов) или радиально-кольцевой. В обоих случаях сборные элементы ребристые. Контурные ребра позволяют выполнять надежные сопряжения элементов между собой, а также с опорным и фонарным кольцами. Сборные элементы оболочки имеют трапециевидную форму в плане. При радиальной разрезке оболочки элементы являются криволинейными, а при радиально-кольцевой разрезке как криволинейными, так и плоскими (чаще всего).

Опорное кольцо, которое воспринимает распор оболочки, может быть сборным или монолитным. В обоих случаях с целью повышения трещиностойкости и жесткости оболочки кольцо рекомендуют выполнять с напрягаемой арматурой.

Висячие покрытия

Пространственные тонкостенные конструкции висячего типа применяют для покрытия стадионов, спортивных залов, рынков и других большепролетных зданий. Эти покрытия состоят из основной конструкции - вантов (гибких тросов), опорного контура прямоугольной, кольцевой, овальной или другой формы в плане и оболочки ограждения, состоящей из сборных железобетонных или армоцементных плит (рис. 3). Плиты крепят к вантам с помощью выступов рабочей арматуры или специальных крюков. Висячие покрытия - пологие пространственные конструкции, так как стрела провеса в центре оболочки составляет лишь 4...10% основного размера здания в плане.

Следует отметить, что для зданий круглой в плане формы целесообразно радиальное расположение вантов. По сравнению с покрытием, имеющим ортогональную систему вантов, радиальное расположение вантов позволяет снижать расход стали и бетона примерно на 30 % .

Монтаж висячих покрытий несложен. К другим преимуществам таких покрытий относят возможность полного использования несущей способности вантов, независимость плит покрытия от пролета оболочки. Поэтому висячие покрытия эффективны, а при пролетах более 100 м они экономичнее любых других пространственных покрытий. Однако таким покрытиям присуща большая деформативность. Чтобы обеспечить стабильность геометрической формы висячих покрытий, ванты подвергают предварительному натяжению следующими способами: их натягивают до замоноличивания швов сборных плит с помощью подвесной монтажной пригрузки, которая снимается после замоноличивания швов бетоном или раствором и приобретения им передаточной прочности, а бетон оболочки обжимается; ванты размещают в каналах и натягивают домкратами после возведения оболочки; швы плит покрытия замоноличивают бетоном на напрягающем цементе, при гидратации которого оболочка подвергается предварительному обжатию; применяют двухпоясную систему вант (рис. 3,г), в которой нижние ванты - несущие, а верхние - напрягающие.

Ванты небольших покрытий изготовляют из стержневой горячекатаной арматуры классов A-IIIв, A-IV и А-V. Большепролетные покрытия армируют стальными канатами и специальными пучками из высокопрочной проволоки. Опорный контур покрытия выполняют из сборного или сборно-монолитного бетона класса не ниже В30. Для повышения его устойчивости сборные элементы имеют корытообразное поперечное сечение. Ванты закрепляют в опорном контуре с помощью специальных анкерных устройств, позволяющих регулировать их длину во время монтажа покрытия и создания в нем предварительных напряжений.