20) Пространственные покрытия в общественных зданиях (своды, купола)

Сводом называется покрытие, имеющее снизу вогнутую криволинейную поверхность. Характерной особенностью свода является то, что в его опорных частях, кроме вертикальных реакций, возникают горизонтальные (распор). Для погашения распора при больших пролетах служат стальные растяжки. Если своды выполняются из материала; способного воспринимать лишь сжимающие напряжения (кирпич, бетон), то перекрывают ими сравнительно небольшие пролеты.

В настоящее время применение в строительстве железобетона, хорошо сопротивляющегося сжатию, растяжению и изгибу и способного принимать любые формы, позволило создавать новые решения пространственных покрытий в виде тонкостенных пространственных сводов - оболочек.

Купола являются разновидностью сводов и применяются, в основном, для перекрытия круглых в плане зданий. Оболочки купольных покрытий образуются по форме поверхностей вращения с вертикальной осью. В зависимости от очертания образующей оболочки купола могут быть шаровыми, эллиптическими, коническими и т. д.

Железобетонные купола по расходу материала - одна из наиболее экономичных пространственных конструктивных форм. Купольное покрытие состоит из двух основных элементов: оболочки и опорного кольца. Иногда в центре купола предусматривают световой или аэрационный проем. В этом случае его обрамляют фонарным кольцом.

Оболочки куполов можно строить монолитными (преимущественно гладкими) или сборными (обычно ребристыми). Толщину оболочки принимают ориентировочно равной 1/600 радиуса кривизны, но не менее 5см для монолитных оболочек и 3...4 см для сборных.

Опорное кольцо монолитных оболочек выполняют в единой опалубке с оболочкой и монолитно с нею соединенным. Опорные кольца сборных оболочек также конструируют сборными с предварительно напряженной арматурой.

М) – купол гладкий Н) – купол волнистый

Основные формы сводов:

а — гладкий свод и его опорные реакции, б - ребристый, в—д — сомкнутый, е — зеркальный, ж - цилиндрический, и – крестовый

Пята свода — нижняя часть арки, свода, опирающаяся на стену или столб. Шелыга — верхняя линия или хребет свода.

21) Пространственные покрытия в общественных зданиях (складки, шатры)

Складки и шатры — пространственные покрытия, образованные плоскими взаимно пересекающимися элементами (рис. 1). Складки обычно состоят из ряда повторяющихся в определенном порядке поперек пролета элементов, опирающихся по краям на диафрагмы жесткости. Шатры перекрывают прямоугольное в плане пространство смыкающимися кверху с четырех сторон плоскостями. Толщина плоского элемента складки должна быть не менее 1/200 пролета, высота — не менее 1/20, а ширина грани — не менее 1/5 пролета. Их применяют для зданий пролетом до 50-60 м.

Шатрами перекрывают до 24 м

Шатер, шатровое покрытие

завершение центрических сооружений (храмов, колоколен, башен, крылец) в виде высокой четырехгранной, восьмигранной или многогранной пирамиды.

Шатровое покрытие

22. перекрёстно –ребристые и перекрёстно-стержневые системы в общественных зданиях.Перекрёстные конструкции представляют собой системы взаимного пересечения балок или ферм, которые могут располагаться вертикально или наклонно.Перекрёстные покрытия часто называют структурами и представляют собой систему балок или ферм с || поясами ∩в 2-х или 3-х направлениях, и по своей работе приближаются к работе сплошной плиты(Наиболее простая, но не самая выгодная система).

∩ покрытие состоит из плоских ферм или балок лежащих во взаимно перпендикулярных направлениях.

Эта конструкция даёт возможность уменьшить высоту ∩ ферм, до 1/16-1/24 пролёта, при условии, что соотношение сторон 1:1но не › 1.25:1.Балки или фермы располагают вертик. или наклонно. В местах пересечения они жестко соединены м/у собой, что обеспечивает статическую работу всей системы как единой. Перекрёстная конструкция образованная балками или фермами обладает меньшей степенью пространственной жесткостью и неизменностью. Для её усиления могут применяться диагональные и угловые связи. При расположении балок или ферм в 3-х направлениях, конструкция приобретает большую пространственную жесткость, позволяющую сократить расход метала на 10-15% но при этом усложняется конструкция узлов и увеличивается трудоемкость монтажа. Поэтому система расположения балок или ферм имеет более широкое применение. Для уменьшения изгибающего момента в пролёте такого покрытия применяют перекрёстные системы с консолями (вылет консоли 1/4- 1/5L пролёта).

Перекрёстные конструкции выполняют из ж/б, стальных или деревянных балок, выполняют относительно не большими 40*40м., при соотношении 100*100м. и > применяют стальные элементы в конструкции (трубчатые стержни- экономия металла) Поверх перекрёстных перекрытий укладываются панели, профильные листы и т.д. Эти перекрытия могут иметь потолок подвешенный к конструкции.

В данном узле могут сходиться от 12-18 стержней, узлы соединяются с помощью болтов, гнутых фасонок и сварки.