24. Одноэтажные здания с купольными покрытиями: материалы. Формы, конструктивные элементы, варианты разрезки на сборные элементы.

Купола (сферические оболочки). Купола перекрывают только помещения, круглые в плане, а потому их применение в промышленном строительстве ограничено перекрытием бассейнов, складов сыпучих материалов, отстойников и т. п.

Куполами можно перекрывать помещения диаметром до 100 м и более. Купола опираются на колонны, расположенные по периметру, или на стены. Стрела подъема купола может колебаться в пределах от 1/12 до 1/2 его диаметра.

Для восприятия распора купола устраивают обычно железобетонное опорное кольцо, работающее на растяжение. В вершине купола можно при необходимости устраивать отверстие для фонаря, которое должно быть окаймлено железобетонным кольцом, работающим на сжатие.

Железобетонные купола могут быть выполнены гладкими, ребристыми, ребристо-кольцевыми, волнистыми или пластинчатыми.

Гладкий купол наиболее экономичен по расходу бетона и арматуры, однако выполнение его возможно лишь в монолитном железобетоне с применением сплошных лесов и опалубки, так как он не может воспринимать нагрузку, пока полностью не закончен.

Стоимость сплошных лесов и опалубки достигает значительной величины, в связи с чем стоимость гладкого купола часто оказывается более высокой, чем стоимость других типов куполов, которые хотя и требуют большего расхода железобетона, но зато могут бетонироваться по частям или выполняться сборными.

Сборные железобетонные купола небольших пролетов (до 30–40 м) можно собирать из ребристых элементов, имеющих форму сферических трапеций, которые укладываются между опорными и верхними кольцами.

При больших пролетах такая разрезка купола на элементы нецелесообразна, так как элементы получаются большой длины и большого веса. В этих случаях применяют разрезку купола на более короткие элементы, имеющие ребра по контуру. Эти элементы могут иметь форму ребристых трапеций.

Деревянные купола могут применяться в сельском хозяйстве для хранения химических удобрений, для покрытий силосов и др. Деревянные ребристые купола применяются пролётом до 70-90 м со стрелой подъёма не менее 1/6 диаметра для плоских и ½-1/6 диаметра для куполов с большой стрелой подъёма.

Ребристые купола состоят из трёхшарнирных арок. Каждая полуарка выполняется из сегментных ферм высотой сечения 1/30-1/40 диаметра или из пакета досок высотой сечения 1/100-1/150 диаметра. В этом случае полуарки, сходящиеся в центре купола, опираются на верхнее сжатое опорное кольцо из дерева и стали или шарнирный вкладыш и на нижнее, растянутое из железобетона или стали.

Применяются также сетчатые купола с так называемой геодезической разрезкой поверхности.

Волнистые или складчатые купола по существу являются треугольными волнистыми оболочками, опертыми внизу на фундамент или на опорное кольцо, а вверху упёртые друг в друга или в сжатое коньковое кольцо. Они эффектны и их конструктивный плюс – жёсткость формы.

Пространственная жёсткость купола обеспечивается крестовыми связями, расположенными между рёбрами и кольцами. Купол – конструкция, жёсткость которой порождает сама её форма.

Типичные материалы для тонкостенных куполов – железобетон, клееная древесина, армоцемент, конструкционные пластмассы, в частности стеклопластики.

Часто, например, из «плексигласа» делают фонари в форме купола.