2.3.3. Разновидности сплошных цилиндрических оболочек

К разновидностям цилиндрических оболочек можно отнести длинные и короткие призматические складки, оболочки типа «бабочка», шедовые и коноидальные оболочки.

2.3.3.1. Призматические складки

Призматические складки отличаются от цилиндрических оболочек тем, что в них криволинейная направляющая заменена ломаной линией. В пределе складка превращается в оболочку при уменьшении длины прямых участков направляющей и увеличении их числа. На рис. 72 приведена длинная призматическая складка.

Рис. 72. Длинная призматическая складка:

1 – торцевая диафрагма;

2 – плоские плиты;

3 – бортовая балка

2.3.3.2. Цилиндрические оболочки типа «бабочка»

Цилиндрическая оболочка типа «бабочка» состоит из бортовой балки, двух криволинейных консолей и диафрагм жесткости. Криволинейные консоли имеют общую бортовую балку и располагаются симметрично по обе стороны от нее в виде «крыльев». Диафрагмы жесткости расположены между криволинейными консолями с шагом около 3 м (рис. 73).

3

Рис. 73. Цилиндрическая оболочка типа

«бабочка»: 1 – цилиндрическая оболочка

криволинейные консоли; 2 – бортовая балка;

3 – диафрагмы жесткости

Приведем несколько примеров использования конструктивных решений таких цилиндрической оболочки в покрытиях и навесах.

Покрытие над производственным зданием выполнено в виде многопролетных цилиндрических оболочек типа «бабочка». Диафрагмами жесткости такого покрытия служат трехпролетные рамы с криволинейным ригелем, установленные с шагом 9 м. В середине пролета цилиндрические оболочки соединены распорками для возможности устройства ленточных фонарей (рис. 74).

Рис. 74. Покрытие заводского цеха с применением

цилиндрических оболочек типа «бабочка»

Покрытие над купальными кабинами морского пляжа в Гаване выполнено из цилиндрических оболочек типа «бабочка» с консолями. Оригинальность решения покрытия состоит в том, что оболочки установлены со сдвигом друг относительно друга в продольном направлении. Толщина оболочек 40 мм. По контуру оболочек предусмотрены ребра высотой 100 мм. Бортовые балки опираются на железобетонные стойки. Пролет оболочек – 10 м (рис. 75).

Рис. 75. Купальные кабины морского пляжа «Эль-Саладо» (Гавана)

О болочки типа «бабочка» были применены и в покрытии над платформами вокзала в Гейдельберге (рис. 76).

Рис. 76. Покрытие над платформами вокзала в Гейдельберге

2.3.3.3. Шедовые цилиндрические оболочки

Ш

Шедовые покрытия применяют для больших размеров в плане зданий различного назначения с редким расположением промежуточных опор. В таких покрытиях относительно просто решаются водоотвод с поверхности кровли и естественное освещение перекрываемых помещений.

едовые покрытия получаются при наклонном расположении цилиндрических оболочек, которые могут иметь зубчатый или пилообразный профиль. Их пролет принимают до 48 м при длине волны 12 м (рис. 77).

а

Рис. 77. Шедовые покрытия

с цилиндрическими оболочками:

а

б

) зубчатые; б) пилообразные

В системе покрытия шедового типа обязательными конструктивными элементами, как и в цилиндрических оболочках, являются тонкостенная гладкая или ребристая оболочка, фермы и бортовые элементы. В промежуточных пролетах оболочки опираются на фермы: с одной стороны – на уровне верхнего пояса, а с другой – на уровне нижнего (рис. 77).

Шедовые покрытия чаще всего применяют для покрытий производственных зданий. Приведем примеры.

Покрытие фабричного цеха в Госсау длиной 50,7 м и шириной в свету 28,5 м состоит из шести одинаковых круговых цилиндрических оболочек. Толщина оболочек – от 70 мм в ключе до 120 мм у опор. Оболочки опираются с обеих сторон на непрерывные бортовые элементы, с которыми они жестко связаны. Усиленные края оболочек образуют верхний и нижний пояса арочных поперечных диафрагм. Распор воспринимается зат яжками, расположенными под поверхностью пола (рис. 78).

Рис. 78. Фабричный цех в Госсау (Швейцария)

Цилиндрические пилообразные оболочки шедового типа применены при строительстве производственного здания в Остерхуте. Оболочки многопролетные, размером в плане: пролет ℓ₁ = 20 м, длина волны ℓ₂ =20 м (рис. 79). Оболочка имеет толщину 70 мм с увеличением ее к борту до 140 мм. Днище и стенки желобов толщиной 200 мм предварительно н апряжены. Ребра жесткости оболочки установлены с шагом 3,5 м.

Рис. 79. Шедовые оболочки производственного здания в Остерхуте

(Голландия)

Интересно решено многопролетное шедовое покрытие здания типографии Английского банка в Дебдене (рис. 80).

Рис. 80. Шедовые оболочки здания типографии Английского банка

в Дебдене (Эссекс, Англия). Внутренний вид здания

Шедовые цилиндрические оболочки опираются на нижний пояс арок, установленных с шагом 11 м. Двенадцать преднапряженных железобетонных арок имеют коробчатые поперечные сечения высотой 1070 мм. Внутри сечения арок проложены трубы отопления, вентиляции, электропроводов и отвода атмосферных вод (рис. 81).

Рис. 81. Шедовые оболочки здания типографии Английского банка

в Дебдене (Эссекс, Англия). Поперечный разрез

Интересным примером сооружения шедовых покрытий из сборных цилиндрических оболочек является покрытие текстильной фабрики в г. Калише (рис. 82).

Рис. 82. Текстильная фабрика в г. Калише (Польша)

Покрытие состоит из ориентированных на север шедов пролетом ℓ₁ = 31,5 м, длиной волны ℓ₂ =7,5 м. Площадь цеха – 119104 м. На свайном ростверке размерами 3031 м расположены железобетонные опоры сечением 20002000 мм. На обоих средних рядах опор установлены сдвоенные фермы пролетом 28,5 м, образующие коробчатое сечение шириной 3 м (рис. 83). Цилиндрические шедовые оболочки опираются на фермы и V-образные опоры, расположенные по боковым торцам здания (рис. 83). Железобетонные оболочки подразделены на сегменты шириной 1, 5 м. На сегменты оболочки накладывались стекловолокнистые маты и по ним – пеноизоляционные плиты, покрываемые затем кровельным толем.

Рис. 83. Текстильная фабрика в г. Калише. Сдвоенные фермы пролетом 28,5 м.

Общий вид ферм. Опирание сдвоенных ферм на опору

б

а

Рис. 84. Текстильная фабрика в г. Калише:

а) опирание илиндрических оболочек на нижний пояс ферм

и V-образную торцевую опору; б) внутренний вид цеха

На рис. 85 изображен поперечный разрез цеха мебельной фабрики в Вышкове. Шедовое покрытие цеха образовано из сборных цилиндрических оболочек, установленных вогнутостью вверх. Цилиндрические оболочки расположены в двух уровнях с образованием вертикальных оконных лент.

Рис. 85. Шедовое покрытие цеха мебельной фабрики в Вышкове (Польша)

В заключение приведем шедовое покрытие корпуса завода в Мюнхене (рис. 6).

Рис. 86. Шедовое покрытие корпуса завода в Мюнхене (Германия)