2.7.2. Железобетонные гипары

Железобетонные гипары-оболочки бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными.

Монолитные железобетонные гипары выпол­няются обычно гладкими из бетона высоких классов и армируются сетками или отдельными стержнями, установленными по направлению прямолинейных образующих. Толщина оболочки составляет t = ℓ (1/400-1/600) и колеблется от 40 до 120 мм.

П ри пролетах более ℓ >36 м в монолитных оболочках для повышения жесткости предусматривают прямоугольные ребра высотой около 150 мм (рис. 180). По периметру гипара устраивают бортовые элементы (балки) прямоугольного сечения высотой h > ℓ /80 (рис. 180). Подъемистые одиночные гипары с криволинейным контуром и пролетом не более ℓ ≤ 30 м могут не иметь бортовых элементов. Однако монолитные плиты оболочки по контуру утолщают на длине не менее 10 t (рис. 183).

Рис. 183. Устройство промежуточных ребер (сеч. 1 – 1) и бортовых балок

(2 – 2) в гипарах

Подъемистые одиночные гипары с криволинейным контуром и пролетом не более 30 м могут не иметь бортовых элементов (рис. 184).

Рис. 184. Гладкий железобетонный гипар с криволинейным контуром

В монолитных оболочках-гипарах больших пролетов ℓ ≥ 60 м для повышения трещиностойкости от значительных растягивающих усилий применяют преднапряженную арматуру. Предварительное напря­жение расширяет границы конструктивных возможностей гипаров.

Так, в покрытии плавательного бассейна в Гамбурге применен гипар пролетом 95,7 м, который опирается на три опоры (рис. 185).

в

б

а

Рис. 185. Покрытие плавательного бассейна в Гамбурге:

а) общий вид оболочки–гипара; б) опора гипара; в) армирование монолитной оболочки

Распор оболочки воспринимается предварительно-напряженной затяжкой (3560 см), расположенной ниже уровня поля. Оболочка толщиной 6 см обрамлена по контуру мощными бортовыми балками треугольного коробчатого сечения. Предварительно напряженная арматура диаметром 12,2 мм размещена по двум на­правлениям прямолинейных образующих (рис. 185).

Железобетонные гипары возводятся с помощью деревянных или металлических опалубок. Нужная кривизна опалубки получается автоматически при укладке досок или листов фанеры на жесткий контур по направлению образующих.

Эффективный способ, исключающий устрой­ство опалубки и лесов, – торкретирование. Этим способом бетонировались оболочки в Саутворке (Англия). Как показал опыт, стоимость 1 м² оболочки, выполненной методом торкретирования, ниже стоимости оболочки, выполненной обычным способом.

Оригинальный способ возведения железобетонных оболочек применен при возведении бензозаправочной станции в Мидленде (США). На предварительно возведенные контурные балки оболочки натягиваются две сетки с ячейками, диагонально расположенными одна относительно другой. Между ними укла­дываются бруски пенопласта. Зажатый между двумя сетками слой пенопласта-утеплителя используется как опалубка оболочки, арматурой для которой служит верхняя сетка. По нижней сетке производится штукатурка. По верхней сетке наносят бетон методом торкретирования. Приведенный способ воз­ведения оболочки экономичнее обычного на 25%.

Сборные железобетонные гипары. В промышленном строительстве значительный экономический эффект дает применение сборных ж

А

Б

елезобетонных оболочек. В нашей стране разработаны сборные железобетонные гипары-оболочки щипцовой формы, которые с успехом применены для покрытий промышленных зданий в Черногорске, Абакане, Красноярске. Оболочка размером в плане 618 м и приведенной толщиной бетона 6,2 см составлена из четырех панелей размером 39 м. Статическое равновесие оболочки обе­спечивается металлическими затяжками по всему периметру (рис. 186).

а

б

Рис. 186. «Щипцовая» оболочка цеха железобетонных изделий в г. Черногорске:

а) общий вид; б) сборные железобетонные элементы

В нашей стране разработаны конструкции покрытий для производствен­ных зданий с сеткой колонн 3030 м из сборно-монолитных гипаров-оболочек с различным расположением световых фонарей. Во всех случаях оболочку собирают из отдель­ных плит с номинальным размером 33 м. В каждом решении при раскладке плит по поверхности оболочки используется плита только одного типового размера. По контуру оболочки плиты опираются на фермы. Распор, возникающий в покрытии, воспри­нимается нижним поясом ферм или железобетонными предвари­тельно напряженными затяжками, располагаемыми по диагонали каждой оболочки (рис. 187).

б

в

г

Рис. 187. Оболочки-гипары из сборных

железобетонных плит:

а) с односторонним расположением фонарей;

б), в), г) с фонарями двусторонней ориентации

а

В г. Кемерово, Киеве построены здания размером 4242 м, покрытиe которых составлено из четырех оболочек. Распор, возника­ющий в покрытии, воспринимается контрфорсами-опорами (рис. 188, а) и диагональными затяжками (рис. 188, б).

а

б

Рис. 188. Сборно-монолитные гипары покрытий:

а) павильон строительной техники в г. Кемерово; б) рынок в г. Киеве

Большепролетные одиночные сборные оболочки обычно имеют несущую основу в виде пространственной решетки из балок, по ко­торой укладывают плиты. Такое конструктивное решение приме­нено, например, для оболочек залов универсального назначения в Шициоку, Япония. Пространственная решетка оболоч­ки в Шициоку (размер в плане 53,5 м) образована железобетонны­ми балками, уложенными по направлению прямолинейных образующих гипара. Расстояние между балками 2,4 м определяет раз­мер сборных плит, укладываемых по решетке. Толщина плит 7,5 см (рис. 189).

Рис. 189. Универсальный зал в г. Шициоку (Япония)