16. Седловидные висячие покрытия бз. Основные принципы и способы стабилизации седловидных вантовых покрытий. Узлы и детали.

Седловидные висячие покрытия обычно состоят из систем пересекающихся тросов (вогнутых и выпуклых), образующих сетку, либо представляют собой оболочку в форме гиперболического параболоида.

Седловидные сети, образованные системой вогнутых несущих и пересекающих их выпуклых стабилизирующих нитей, позволяют получать разнообразные и выразительные формы покрытий. Отличительная особенность седловидных покрытий — необходимость создания пространственных опорных контуров в виде различных комбинаций криволинейных или полигональных арок. Степень стабилизации таких систем, геометрия поверхности и распределение усилий в вантовой сети тесно связаны с конфигурацией опорного контура. Так же, как и для двухпоясных систем, непременным условием существования седловидных покрытий является предварительное напряжение стабилизирующих вант.

Седловидные покрытия могут быть применены для зданий с прямоугольным планом. Они более рациональны с точки зрения использования внутреннего функционального объема здания.

17. Вантовые покрытия. Вантовые фермы. Конструкции опирания вант и учет распора.

В сооружениях, где надо перекрывать без промежуточных опор большие площади, весьма эффективны висячие покры­тия. Такие покрытия могут применяться для производствен­ных и гражданских зданий разнообразного назначения и раз­личного сечения в плане (прямоугольное, круглое и овальное). Крытые стадионы, цирки, рынки, выставочные залы часто имеют такую конструкцию покрытия, так как висячие покры­тия выгодны по расходу материалов на единицу перекрывае­мой площади и отличаются невысокой трудоемкостью при возведении. Висячие покрытия выполняют в виде преднапряженных оболочек из сборно-монолитного железобетона, вант, вантовых ферм и стальных мембран. Висячей оболочкой называют монолитное или сборное с последующим замоноличиванием железобетонное покрытие, опертое на систему висячих вант. В период возведения такой оболочки рабочими элементами ее пролетной конструкции служат стальные канаты. После замоноличивания в эксплуатационной стадии оболочка работает совместно с вантами. Байтовая система и висячая оболочка опираются на опорный контур, воспринимающий на себя горизонтальные и вертикальные реакции пролетной конструкции. Опорный контур висячего покрытия может быть замкнутым. Висячие растянутые элементы в этом случае крепят к жестким опорным конструкциям, которые могут быть выполнены в виде опорного замкнутого контура (кольцо, овал, прямоугольник), передающего усилия через колонны или через контурные наклонные рамы или арки на фундаменты. Распор (горизонтальные реакции) пролетной конструкции погашается внутри опорного контура и на нижележащую часть сооружения передаются только вертикальные нагрузки.Если опорный контур не замкнут, то усилия распора передаются через подкосы, контрфорсы, оттяжки с анкерами и т. д. на фундаменты. Эти элементы испытывают значительные усилия от распора вант и требуют соответственно большего расхода материалов. Системы с замкнутым контуром поэтому являются более экономичными.

1 Прямоугольные в плане системы.В таких зданиях применяют системы из параллельных вант или вантовых ферм; поверхность оболочки имеет цилиндрическую форму. Ванты или фермы опираются на продольные балки, которые передают усилия на опорные рамы с анкерами или на контрфорсы. Огромные растягивающие усилия для прямоугольных зданий обычно воспринимаются дополнительными вышосными анкерными опорами. Для исключения взаимного смещения, обеспечения пространственной жесткости в прямоугольном здании обычно применяют систему взаимно перпендикулярных вант, шарнирно соединенных в узлах. В качестве контрфорсов целесообразно использовать смонтированные в здании конструкции, как, например, поперечные стены боковых

2 Системы эллиптические или овальные.Для них обычно применяют системы перекрестных вант или вантовых ферм. Они могут быть разнообразны по очертанию и кривизне поверхности и по конструкции опорных элементов.После укладки и закрепления сверху вант или вантовых ферм элементов покрытия образуется единая висячая монолитная конструкция, работающая как единое целое только после проектного натяжения вантовой сети и замоноличивания швов между плитами и вантами.Висячая оболочка подвергается значительному растяжению, поэтому в ней могут возникнуть трещины. Для уменьшения деформаций покрытия и во избежание появления трещин оболочку обычно предварительно напрягают. Оболочка сжимается после достижения бетоном замоноличивания необходимой прочности. Для вант применяют арматурные стержни периодического профиля, упрочненные вытяжкой, арматурные пучки и пряди из высокопрочной проволоки, стальные канаты.

3 Круглые в плане системы.Для них используют радиально расположенные в плане ванты или вантовые фермы. В круглых в плане зданиях идет взаимное погашение усилий в наружном опорном кольце, которое и рассчитано на сжимающие усилия. Для тех же целей в круглых зданиях применяют вантовые фермы, состоящие из несущих и стабилизирующих вант, соединенных в пространственную систему стойками с шарнирными узлами примыкания.

В центре здания распор тросов воспринимается двумя металлическими кольцами диаметром 12 м, соединенными между собой шарнирно закрепленными сжатыми стойками. От этих распорных усилий в наружном железобетонном кольце возникают напряжения сжатия, а во внутренних кольцах -- растяжения.. При вантовых фермах наружные концы канатов закрепляли в стальных колоннах, а внутренние в центральных цилиндрических кольцах, соединенных между собой стойками.

Применение вантовых ферм с пересекающимися тросами (несушим и стабилизирующим) уменьшает строительный объем здания;конструктивное решение позволяет выполнять большинство работ по сборке вантовых ферм на нулевых отметках, что значительно снижает трудоемкость работ;конструктивное решение фермы и траверсы позволяет упростить монтаж, закрепление тросов на опорах сводится к элементарным операциям

.