8.4. Покрытия зальных помещений общественных зданий

Для покрытия зальных помещений больших пролётов применяют: а) плоские рамные и арочные несущие конструкции; б) сетчатые (перекрёстные) конструкции; в) пространственные конструкции в виде сводов, оболочек и куполов; г) складчатые конструкции; д) висячие (вантовые) конструкции.

А) Плоские несущие конструкции покрытий зальных помещений

Такими горизонтальными несущими конструкциями в рамных системах являются деревянные, железобетонные и металлические балки и фермы, располагаемые с шагом от 6 до 12 м и опираемые на колонны каркаса или на несущие стены, усиленные при необходимости, например, пилястрами. Залы пролётом до 18 м можно перекрывать деревянными или железобетонными балками либо фермами или стальными балками, а залы с пролётами от 24 до 36 м перекрывают железобетонными или металлическими фермами.

Плоские рамные системы с жёстким соединением их элементов в узлах могут применяться для перекрытия значительно больших пролётов: деревянные рамы можно применять для залов с пролётом до 40 м и более, железобетонные – до 50 м и более, стальные решётчатые – до 70 м и более (рис. 8.7).

Рис. 8.7. Вариант конструктивного решения покрытия по плоской несущей конструкции в виде железобетонной рамы: 1 – элемент железобетонной рамы; 2 – плита покрытия; 3 – шарнир; 4 – прогоны

Рамные конструкции бывают бесшарнирными, одно-, двух- и трёхшарнирными (рис. 8.8.А). При этом бесшарнирные рамы имеют повышенную жёсткость, что обеспечивает более экономное использование материала конструкции.

По верху рамных балок и ферм (а также балок, опёртых на несущие стены) укладывают несущие элементы покрытий (прогоны или плиты), а на них – остальные элементы покрытия, в том числе пароизоляцию, утеплитель, растворную стяжку и кровельный ковёр (рис. 8.8.Б).

Рис. 8.8.А. Схемы рамных конструкций для большепролётных покрытий зданий:

а – железобетонная рама бесшарнирная; б – то же одношарнирная; в – то же двухшарнирная; г – то же трёхшарнирная с балкой ломаного очертания и наклонными стойками; д – то же трёхшарнирная с консолями и оттяжками; е – стальная рама двухшарнирная; 1 – балка (ферма) рамы; 2 – стойка рамы; 3 – шарниры; 4 – оттяжки; 5 – анкерный фундамент; 6 – консоль; 7 – затяжка

Рис. 8.8.Б. Схема устройства покрытия по большепролетным рамным конструкциям

Арочные несущие конструкции покрытий целесообразно применять для зальных помещений больших пролётов. Арки бывают круговыми, параболическими, эллиптическими или стрельчатыми и их очертание выбирают таким, чтобы поперечное сечение работало преимущественно на сжатие (рис. 8.9.А).

Распорные усилия от арочных систем воспринимают или фундаменты, или затяжки, располагаемые ниже уровня пола. Если же арки опирают на колонны или стены, то их распор может быть воспринят затяжками, наклонными стойками, контрфорсами или рамами, примыкающими к несущим колоннам арки или стенам (рис. 8.9.Б).

Рис. 8.9.А. Схемы очертания арок и их опорных реакций: а – кругового очертания пологая; б – циркульного очертания; в – стрельчатого очертания; г – параболического очертания; 1 – равнодействующая опорной реакции; 2 – горизонтальная составляющая; 3 – вертикальная составляющая

Рис. 8.9.Б. Схемы восприятия распорных арочных усилий: а – затяжкой (с подвеской или без подвески); б – наклонными стойками или контрфорсами (стенами треугольного очертания); в – рамами; 1 – затяжка; 2 – подвеска; 3 – наклонная стойка или контрфорсная стенка; 4 – рама

Арки сплошного сечения из дерева, железобетона или стали применяют для пролётов до 30 м, а для больших пролётов применяют стальные решётчатые арки. Примером такого конструктивного решения является покрытие зала Дворца спорта в Лужниках (Москва), где применены решётчатые арки пролётом 78 м с затяжками при шаге 6 м (рис. 8.10). Покрытия по арочным системам устраивают, как правило, по прогонам.

Рис. 8.10. Конструктивное решение арочного покрытия Дворца спорта в Лужниках (г. Москва) стальными решётчатыми арками с затяжкой: а – поперечный разрез здания; б – элемент полуарки; 1 – неподвижная опора арки; 2 – аэрационный фонарь; 3 – решётчатая арка; 4 – подвижная опора арки; 5 – затяжка