2.3.2. Короткие сплошные цилиндрические оболочки

К

В сборных коротких оболочках для формирования цилиндрической формы используют плоские ребристые плиты размера ми 36 м и 312 м. Плиты укладывают по верхнему поясу торцевых ферм (диафрагм) пролетом 18, 24 и 30 м. Бортовые балки, обрамляющие боковые края оболочки выполняют, П-образного поперечного сечения (рис. 62).

Наиболее часто встречающаяся разновидность коротких оболочек имеет шаг диафрагм в пределах ℓ₁ =6–12 м при отношении пролета к длине волны ℓ₁ / ℓ₂ < 0,5. При этом стрела подъема волны составляет не менее f > ℓ₂ /8.

ороткие цилиндрические оболочки могут перекрывать более значительные пролеты, чем длинные оболочки из того же материала, достигая 100 м. Однако такие оболочки применяют для малых пролетов (например, панель-оболочка типа КЖС).

Рис. 62. Сборная короткая цилиндрическая оболочка:

1 – диафрагма – ферма;

2 – плоская плита;

3 – бортовая балка П-образного

поперечного сечения

Высота бортовых элементов из условия жесткости принимается равной d = ℓ₁ /15, а ширина – b = d(1/15 - 1 /2). В монолитных оболочках с фонарными проемами (рис. 52) для обеспечения их прочности ширину проема принимают не более ℓ₂ /3, подъем плиты каждой боковой части – не менее ℓ₁ /20, а высоту подфонарных балок – не менее ℓ₁ /12.

Цилиндрические оболочки целесообразны главным образом для покрытия больших помещений с прямоугольным очертанием в плане; в этой области применение их стало в известной степени традицией. Уже миллионы квадратных метров зданий разнообразнейшего назначения перекрыты цилиндрическими оболочками. Их простая поверхность с постоянным радиусом кривизны облегчает устройство опалубки. В области проектирования и строительства цилиндрических оболочек накоплен большой опыт. Они практически себя оправдали, и проектирование их не представляет затруднений.

Приведем некоторые примеры использования коротких цилиндрических оболочек в практике строительства.

Покрытие гаража в Стоквелле (Лондон) выполнено в виде короткой многоволновой цилиндрической оболочки пролетом 59,1 м (рис. 63).

Рис. 63. Гараж на 200 двухэтажных автобусов в Стоквелле (Англия)

Торцевые диафрагмы жесткости выполнены виде монолитных железобетонных рам с ригелем кругового очертания. Сечение ригеля прямоугольное переменное: в середине пролета 2130660 мм, в карнизном узле 3200660 мм (рис. 64). Для освещения помещения гаража в каждой оболочке предусмотрены фонарные проемы (рис. 63).

Р ис. 64. Конструктивное решение покрытия гаража в Стоквелле (Англия)

Для покрытия трибун в Каракасе использованы цилиндрические оболочки (рис. 65). Длина трибун – 120 м, ширина – 24,46 м. Диафрагмы жесткости, выполненные в виде лежачей буквы V, расположены с шагом 5 м. Толщина оболочки 60 мм.

Рис. 65. Трибуна

стадиона «Олимпия»

в Каракасе (Венесуэла). Общий вид, вид сзади

Аналогичная форма оболочек при значительно большем расстоянии между опорами была использована для авиационных ангаров с воротами шириной 91м по одной из продольных сторон здания (рис. 66). Оболочки опираются на мощный прогон, образующий перемычку над воротами. Прогон пролетом 45,5 м опирается на консоли длиной 22,75 м, уравновешенные массивными блоками весом по 1000 т.

Рис. 66. Авиационный ангар в Лондоне (Англия)

И нтересный пример использования коротких цилиндрических оболочек представляет крыша таможенного зала аэродрома в Мехико (рис. 67). Оболочки – двухконсольные пролетом 20 м и длиной консолей 6 м. Толщина оболочки 40 мм. Консоли расположены над обеими погрузочными платформами. Затяжки для восприятия распора расположены над оболочками.

Рис. 67. Таможенный зал аэродрома в Мехико

Асимметричная форма коротких цилиндрических оболочек применена в выставочном зале для создания в помещении сильного бокового освещения (рис. 68). Площадь зала – 4800 м². Оболочки опираются на железобетонные рамы с криволинейным ригелем. Пролет оболочек (рам) 30 м, длина волны (шаг рам) 10 м, толщина оболочек 65 мм. Цилиндрические оболочки подкреплены продольными ребрами. В сторону, противоположную остекленной стене, рамы имеют консоли длиной 10 м.

Р ис. 68. Выставочный зал в Мюнхене (Германия)

Автобусный гараж в Вене перекрыт многоволновыми цилиндрическими оболочками пролетом 40 м. Толщина оболочек 65 мм. По торцам оболочки опираются на стены (рис. 69).

Рис. 69. Автобусный гараж в Вене

Большим недостатком коротких оболочек является возможность выпучивания, для предотвращения которого применяют ребра жесткости с небольшим шагом. По этому принципу построен стадион в штате Алабама (рис. 70). Пролет покрытия 113 м, толщина оболочки 90 мм. Расстояние между ребрами-арками, опирающимися на собственные фундаменты, составляет 8,5 м.

Рис. 70. Стадион в Монтгомери (штат Алабама, США)

Здание Колизея в Денвере имеет пролет 77 м. Расстояние между ребрами-арками – 8,54 м. Толщина оболочки – 100-130 мм. Распор от арок воспринимают рамные конструкции трибун (рис. 71).

Рис. 71. Колизей в Денвере (США). Общий вид. Продольный разрез