- •Раздел 4. Конструкции общественных и промышленных зданий
- •Тема 4.1 Одноэтажные общественные и промышленные здания
- •4.1.1 Конструктивные особенности и классификация одноэтажных общественных и промышленных зданий, требования, предъявляемые к ним.
- •4.1.2 Обеспечение пространственной жесткости этих зданий.
- •4.1.3 Объемно-планировочные параметры зданий
- •4.1.4 Подъемно-транспортное оборудование промышленного здания, его влияние на конструктивные решения, обеспечивающие функционирование подъемно-транспортного оборудования промышленного здания.
- •4.1.5 Конструктивные элементы несущего остова (колонны, балки, фермы, плиты покрытий и т. Д. ).
- •1. Ребристые плиты покрытий:
- •4.1.6 Правило привязок элементов одноэтажных зданий к координационным осям. Конструктивные решения деформационных швов.
- •Тема 4.2. Конструктивные системы промышленных зданий
- •4.2.1 Одно и многопролетные промышленные здания с расположением стропильных конструкций в поперечном или продольном направлениях
- •4.2.2 Типы связей и места их расположения
- •4.2.3 Членение одноэтажных зданий на деформационные отсеки. Виды деформационных швов. Температурные и осадочные швы в зданиях с каркасными и стеновыми несущими составами
- •Тема 4.3 Типовые элементы одноэтажных общественных и промышленных зданий
- •4.3.1 Основные элементы каркасных несущих остовов одноэтажных промышленных и общественных зданий.
- •Тема 4.4 Стены промышленных зданий теплые и холодные
- •4.4.1 Виды стен, стены из мелких искусственных камней
- •4.4.2 Стены из панелей. Типы панелей, их крепление к элементам каркаса, конструкции стыков
- •Тема 4.5 Покрытия одноэтажных одно- и многоэтажных зданий
- •4.5.1 Виды покрытия для одноэтажных зданий их типы и варианты укладки по одно и двухскатным балкам и фермам.
- •3 Покрытия из профилированного стального листа
- •4 Прогонный вариант покрытия
- •Стальные решетчатые прогоны пролетом 12 м
- •4.5.2 Разновидности плит укрупненных размеров. Ребристые и длинномерные плиты
- •Тема 4.6 Световые и светоаэрационные фонари верхнего освещения
- •4.6.1 Условия применения верхнего естественного освещения и проветривания помещений.
- •4.6.2 Классификация световых фонарей.
- •4.6.3 Схемы устройства аэрационных и светоаэрационных фонарей.
- •4.6.4 Зенитные фонари: типы, конструкции, детали.
- •Тема 4.7 Ворота, подвесные потолки, перегородки, полы
- •4.7.2 Типы перегородок и их конструктивное решение
- •4.7.3 Полы
- •4.7.4 Основные элементы пола, их характеристика
- •4.7.5 Типы полов промышленных зданий и их конструкции
- •4.7.6 Полы из штучных материалов
- •Тема 4.8 Светопрозрачные ограждающие конструкции
- •4.8.2. Блочные стены
- •4.8.3 Железобетонные фермы покрытия
- •Производство элементов несущих конструкций из бетона ↑
- •Маркировка
- •Конструкция железобетонных стропильных ферм ↑
- •Типы: безраскосые, раскосые, типовые
- •Особенности монтажа
- •Тема 4.9 Распорные несущие конструкции покрытий
- •4.9.1 Арки
- •4.9.2 Схема арок
- •4.9.3 Примерные соотношения их геометрических размеров для шарнирных и без шарнирных арок.
- •4.9.4 Методы погашения распора, их применения.
- •4.9.5 Основные типы сводов, их применения.
- •4.9.6 Конструктивные решения сводчатых покрытий. Примеры покрытий в виде оболочек
- •4.9.7 Применения рам различной формы и из разных материалов
- •Тема 4.10 Пространственные конструкции покрытий
- •4.10.1 Основные типы поверхностей оболочек, их классификация.
- •4.10.7 Размещения опор.
- •4.10.8 Виды висячих покрытий, их детали.
- •Висячие стропила
- •Монтаж висячих стропил
- •Наслонные стропила
- •4.10.9 Крепления тросов к опорам
4.9.5 Основные типы сводов, их применения.
Свод (от «сводить» — соединять, смыкать) — в архитектуре тип перекрытия или покрытия пространства (помещения), ограниченного стенами, балками или столбами — конструкция, которая образуется наклонными поверхностями (прямолинейными или криволинейными).
Своды позволяют перекрывать значительные пространства без дополнительных промежуточных опор, используются преимущественно в круглых, многоугольных или эллиптических в плане помещениях.
Сводчатые перекрытия на протяжении веков использовались, в первую очередь, для религиозных и общественных помещений, поскольку при правильном расчете свода он может покрыть огромное пространство — в то время как балка, вне зависимости от материала, имеет предел длины. (Именно поэтому в частном строительстве, даже в тех же панельных домах, до сих пор преобладает балочно-стоечная система, так как там нет нужды в большом метраже и высоких потолках). Наибольшее разнообразие типов сводов демонстрирует сакральная архитектура, которая обязана была совмещать вместительность и красоту, а в сталинской архитектуре этим параметрам должно было соответствовать метро, поэтому в настоящий момент станции московского метрополитена демонстрируют большую вариабельность в типах сводов.
4.9.6 Конструктивные решения сводчатых покрытий. Примеры покрытий в виде оболочек
а – шедовое с диафрагмами в виде железобетонных арок; б – то же, в виде стальных ферм криволинейного очертания
Оболочки, которые могут перекрывать большие пролеты, имеют незначительную толщину 30... 100 мм, так как бетон в этом случае работает в основном на сжатие.
Оболочки могут быть цилиндрические купольные, параболоидные и др. Хорошие показатели имеет покрытие из длинных цилиндрических оболочек, применяемых при сетке колонн 12×24 м и более.
Важным аспектом устройства покрытия является возможность принятия такого конструктивного решения, которое позволило бы добиться оптимальной металлоемкости и массы здания, а также сократить трудозатраты на его возведение.
В настоящее время успешно используют возводимые из унифицированных трубчатых элементов структурные конструкции покрытия типа «Модуль» и «Берлин». Покрытие типа «Модуль» компонуют из структур размером 36×36, 30×30, 24×24 м. Пространственное стальное покрытие типа «Берлин» представляет собой стержневую складчатую конструкцию, состоящую из наклонно расположенных основных ферм с общими верхними и нижними поясами. Сетка колонн при таком покрытии имеет размеры 12×18 и 12×24м. Для изготовления ферм используют трубы диаметром от 45 до 108 мм.
Устраивают также висячие покрытия, которые работают на растяжение. Висячие конструкции делятся на вантовые и собственно висячие.
а – висячее покрытие однопоясное пролетом 12+78+12 м; б – то же, двупоясное пролетом 9+50+9 м
Несущими элементами в вантовых покрытиях являются тросы и вантовые прямолинейные элементы. В качестве настилов используют алюминиево-пластмассовые панели, коробчатые настилы из стеклопластиков и сотовые панели. Вантовые покрытия могут быть пролетом 100 м и более.
В собственно висячих покрытиях несущими конструкциями являются мембраны и гибкие нити, криволинейно очерченные под действием приложенной к ним нагрузки. Так, в здании гаража с сеткой осей 12×(12 + 78 + 12) м несущими элементами служат канаты диаметром 40 мм с шагом 1,5 м, которые прикреплены к железобетонным бортовым балкам двутаврового сечения. По канатам уложены железобетонные плиты размером 1,5×1,5 м. Бортовые балки опираются на колонны, усиленные заанкеренными в грунт оттяжками.
В промышленном строительстве широко используют и пневматические конструкции. Принцип возведения их основан на том, что во внутреннее замкнутое пространство мягких оболочек нагнетают атмосферный воздух, который растягивает оболочку, придавая ей заданную форму, устойчивость и несущую способность. Материал оболочек этих зданий должен быть воздухонепроницаемым, эластичным, прочным, легким, долговечным и надежным в эксплуатации. Избыточное давление составляет 50...500 Па и для человека не представляет никакой опасности.
Сводчатые покрытия пролетом 24, 36, 48 и 60 м для большепролетных промышленных зданий запроектированы ЛенЗНИИЭП. Своды образованы из прямолинейных элементов (рис. 55) складчатого сечения шириной 3 м, толщиной стенок 25 мм, а полок — от 80 до 100 мм (в зависимости от пролета здания). Элементы армированы двумя ткаными сетками, в горизонтальных полках — стержневой арматурой. Монтаж элементов ведут на кондукторе; стыки болтовые с последующей их сваркой. После завершения монтажа все швы омоноличиваются. Свод жестко связан с железобетонными балками пролетом 3 м, опорами для которых служат фундаменты.
Такое покрытие имеет главный корпус пролетом 36 м деревообрабатывающего завода в Ленинграде. Приведенная толщина бетона 6,57 см, расход стали — 14,06 кг/м2.
В Свердловске здание пролетом 24 м покрыто армоцементный сводом (рис. 56). Приведенная толщина бетона 4,71 см, расход стали — 11, 1 кг/м2.
Положительным у сводов складчатого поперечного сечения, собираемых из отдельных элементов, являются сравнительно небольшие размеры элементов, простота армирования, на 30—35% меньший расход бетона и на 5—10% стали по сравнению с другими большепролетными пространственными покрытиями.
Армоцементные покрытия для массового строительства операционных залов вокзалов разработаны СибЗНИИЭП совместно с Сибгипротрансом. Зал на 700 пассажиров пролетом 24 м и длиной 18 м покрыт сводом, который собирают из двух элементов полной заводской готовности. Поперечное сечение волнообразное шириной 2 м и толщиной 30 мм. Армируют элементы двумя ткаными сетками № 10 и стержнями диаметром Ю мм, расположенными по два в верхних гребнях волн и по четыре внизу. Распор от горизонтальной реакции свода может восприниматься двумя способами: наклонными контрфорсами, расположенными через каждые 3 м, либо горизонтальной затяжкой. Тогда наклонные растяжки отсутствуют При пролете 24 м и первому конструктивному решению опор приведенная толщина бетона равна 3,5 см, а расход стали — 5 кг/м2, а с учетом контрфорсов, балок, стоек и фундаментов соответственно 14 см и 13,8 кг/м2. Во втором варианте опор с учетом всех конструкций приведенная толщина бетона — 10 см, расход стали — 9,6 кг/м2.
Следует также отметить примеры подобных покрытий из зарубежной практики. Например, покрытие центрального зала выставки в Турине (рис. 3). Свод зала пролетом 98 м состоит из сборных армоцементных элементов, соединенных монолитными железобетонными ребрами. Вес элемента 1,5 т. Опалубка армоцементная. В гребнях и ендовах элементы замоноличивали на месте. Освещается помещение через световые проемы в наклонных стенках армоцементных элементов.
В проекте покрытия ангара пролетом 180 м в аэропорту Буэнос-Aйpeca свод образован аналогичными сборными армоцементными элементами, замоноличиваемыми на месте.
Площадь Св. Петра в Риме запроектировано перекрыть сводом пролетом 300 м, собранным из отдельных армоцементных скорлуп.