1.Большепролетные покрытия с жесткими элементами.

1.1. Область применения и основные требования к конструкциям.

Большие пролеты покрытий современных зданий составляют 50-100 м и в отдельных случаях достигают 200 м и более. Применение больших пролетов обусловлено эксплуатационными и архитектурными требованиями. Покрытия большепролётных зданий отличается разнообразием конструктивных форм. Выбор той или иной формы определяется:

• Архитектурно-планировочными требованиями.

• Инженерными требованиями.

• Требованиями эксплуатации.

• Требованиями изготовления и монтажа конструкций..

Основная нагрузка на большепролетные покрытия – постоянная нагрузка от собственного веса несущих и ограждающих конструкций. Поэтому повышение эффективности конструкций связано в первую очередь с уменьшением их массы за счет: применения легких ограждающих конструкций; использования высокопрочных сталей; , включение ограждающих конструкций в совместную работу с несущими; , концентрация материала в основных несущих элементах для более плотного использования его прочностных свойств и уменьшения числа вспомогательных элементов; предварительного напряжения конструкций.

1.2 Классификация большепролетных покрытий.

Большепролетные покрытия можно разделить на плоскостные и пространственные.

Плоскостные покрытия состоят из расположенных с определенным шагом отдельных ферм, рам, гибких нитей и др., каждая из которых работает обособленно на нагрузки, приложенные в ее плоскости. Плоские несущие конструкции соединяются между собой второстепенными элементами.

В пространственных покрытиях в работу включаются все несущие элементы, вследствие чего по затратам металла они обычно экономичнее, чем плоскостные. Такие покрытия могут быть образованы из жестких конструктивных элементов, способных воспринимать сжатие или изгиб, и из гибких элементов, которые могут работать только на растяжение.

По конструкции покрытия больших пролетов можно разделить на плоскостные с жесткими элементами: балочные, арочные, рамные; пространственные с жесткими элементами: двух сетчатые стержневые системы типа структур и перекрестных ферм; одно сетчатые оболочки; ребристые купола, образованные из радиально- расположенных плоских конструктивных элементов; плоскостные и пространственные висячие системы: вантовые, мембранные; плоскостные и пространственные комбинированные системы cстоящие из жестких балок с гибкими нитями.

1.3. Балочные конструкции покрытий.

Большепролетные балочные покрытия обычно используют при пролетах 50-100 м. Преимущество балочных систем – их безраспорность. На нижележащие конструкции передаются только вертикальные опорные реакции. Так как горизонтальные реакции от вертикальных нагрузок в балочных системах не возникают. Это упрощает конструкцию зданий.

Основным элементом балочных покрытий являются плоские, спаренные в блоки или трехгранные фермы. Компоновка покрытий больших пролетов выполняется по нормальной или усложненной схеме. Нормальная схема – при шаге 6, 12 м. При шаге главных ферм 18, 24 м переходят на усложненную схему компоновки. Между фермами укладываются прогоны, поддерживающие кровельный настил

Высота большепролетных ферм обычно диктуется требованиями жесткости. При очень больших пролетах рациональны ромбическая и крестовая решетки, так как эти решетки отличаются большой жесткостью. Главный недостаток балочных конструкций – большая строительная высота, которая уменьшает полезный объём здания и усложняет транспортирование.

Основное отличие тяжелых ферм больших пролетов от легких стропильных ферм в том, что при больших усилиях и длинах стержней требуются развитые сечения. Для передачи больших усилий между элементами применяются двухступенчатые узлы. Конструкция узлов должна обеспечивать членение ферм на мелкие отправочные элементы, по этому в пределах узлов предоставляются монтажные стыки.