17.2. Купольные покрытия

Купольные покрытия относятся к самым распространенным пространственным конструкциям и во многих случаях выполняются из древесины, фанеры, пластмасс. Из клеефанерных элементов купола достигают диаметра 90 м, из пластмасс – до 50 – 60 м. При усилении деревянными или металлическими ребрами пролеты могут превышать 100 м. Пластмассовые купола часто проектируют из волнистых (лотковых) и складчатых элементов. Геометрический расчет подобен расчету арок.

Основными нагрузками, действующими на купольные покрытия являются:

– собственный вес конструкций;

– снеговой покров;

– технологическая нагрузка от массы оборудования и приспособлений;

– ветровая нагрузка (для подъемистых куполов).

17.3. Купол из сомкнутых сводов

Купол из сомкнутых сводов образует в плане правильный многоугольник и состоит из одинаковых секторов. Смежные секторы сомкнутого свода сопрягаются между собой с помощью специальных ребер, так называемых гуртов. Шаг сетки с, угол ψ между косяками и угол α между нижними ребрами косяков и образующей свода принимаются такими же, как в цилиндрических кружально-сетчатых сводах. При F≤L_с/5 гурт имеет круглое очертание и может быть выполнен из стандартных косяков аналогично кружальным аркам. Для большепролетных покрытий, где косяки сетки клееные, гурты выполняются также клееными, например из пакета гнутых досок, как клееных арок.

Нижнее распорное кольцо может быть выполнено из металла, железобетона или металлодеревянным из горизонтальных шпренгельных ферм. Изгибающие моменты в этом случае воспринимаются деревянным поясом, а растягивающие усилия от распора воспринимает замкнутая многоугольная система шпренгелей.

В США разработан проект сомкнутого свода для пролета 257 м со стрелой подъема 76 м, предусмотренного для покрытия стадионов в различных городах.

Сборку сомкнутого свода начинают с установки и закрепления нижнего опорного кольца, центральной башни, на которую укладывают верхнее кольцо. После этого ставят усиленные гурты свода. Для придания пространственной жесткости их устанавливают спаренными, раскрепляют монтажными дощатыми раскосами. Свод собирают секторами с двух противоположных сторон.

17.4. Кружально-сетчатые купола

Кружально-сетчатые купола выполняют из клееной древесины и конструкционных пластмасс трех видов:

1) ребристые сплошного сечения;

2) ребристо-кольцевые;

3) сетчатые (рис. 17.6).

Рис. 17.6. Многогранный сетчатый купол

а) – фасад и план; б) – определение усилий в стержнях; в) – расчет на

местную устойчивость сетчатого купола

По очертанию кружально-сетчатые купола могут быть сферическими и из сомкнутых сводов. Стандартность косяков в куполах из сомкнутых сводов такая же, как и в цилиндрических кружально-сетчатых сводах, поэтому они предпочтительнее сферических куполов. Поверхность их составлена из пересекающихся цилиндров одинакового диаметра.

В сферических куполах стандартность косяков ограничена пределами одного кольцевого пояса, ширина которого соответствует длине одного косяка в сетке. Количество различных типов косяков в сферическом куполе равно количеству кольцевых поясов.

Узловые сопряжения косяков в кружально-сетчатых куполах могут выполняться так же, как и узлы в кружально-сетчатых сводах (на шипах или болтах).

Секторы кружально-сетчатых сомкнутых сводов работают как своды, опертые по трем сторонам. С увеличением секторов работа сомкнутого свода приближается к работе купола вращения и расчет обычно ведется приближенно по безмоментной теории расчета куполов вращения (рис. 17.7, 17.8).

Рис. 17.7. Расчетная схема од­ного сектора сетчатого сомк­нутого свода

Рис. 17.8. Расчетная схема разложения сил в типовом уз­ле сетчатого купола