ЛЕКЦИИ АРХ КОНСТР ЗИС и ТЕОРИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ / Раздел 11 Пространств покрытия 3

11.2.4. Двухпоясные висячие покрытия.

Двухпоясные висячие покрытия (вантовые фермы) представляют собой конструкции покрытий, в которых несущие и стабилизирующие тросы расположены в разных криволинейных поверхностях, причем поверхность несущих тросов всегда выгнута книзу, а поверхность стабилизирующих – (предварительно напряженных) выгнута кверху (рис.11.30). Несущие вогнутые пояса испытывают усилия не только от постоянной нагрузки от покрытия, но натянуты также и напрягающими (стабилизирующими) нитями либо сверху с помощью стоек (линзовидные выпуклые формы), либо снизу через подвески в вогнутых покрытиях (рис.11.31, рис.11.32, рис.11.33, рис.11.34).

Рис. 11.30. Схемы двухпоясных предварительно напряженных вантовых

висячих покрытий:

а, б, в – вогнутые с различным типом решетки; г – выпуклая; д – выпукло-вогнутая;

1 – несущий вант; 2 – стабилизирующий вант; 3 – оттяжка; 4 – колонна; 5 – жесткая распорка; 6 – гибкая затяжка; 7 – плита покрытия; 8 - прогон

Рис. 11.31. Конструктивные схемы двухпоясных висячих покрытий:

а – вантовое покрытие зрительного зала в США диаметром 73 м с трубчатыми распорками между несущими и стабилизирующими тросами и кровлей из металлического настила; б – покрытие выставочного павильона в Брюсселе с редким расположением трубчатых распорок с верхним опиранием кольцевых прогонов на канаты; в – покрытие спортивного зала в США диаметром 98 м с пересекающимися радиальными вантовыми фермами и центральным растянутым кольцом; г – покрытие овальной формы стадиона в США размером 128  92 м с пересекающимися выпуклыми линзовидными фермами с верхним стабилизирующим поясом из двутавра, нижним несущим – из тросов, стойками из коробчатых профилей; д – покрытие из висячих перекрестных ферм в трех направления; е – покрытие выставочного павильона в Дании диаметром 80 м с расположением несущих и стабилизирующих тросов снаружи покрытия и креплением к нижним поясам деревянных ребер купола и укладкой по ним настила и кровли; ж – наклонное покрытие спортивной арены в нигерии с прямоугольным планом пролетом 70 м с перекрестной решеткой и укладкой кровельного настила на половине пролета по верхнему поясу, а на другой половине – по нижнему; и – покрытие с нижним несущим поясом из тросовой сетки, а верхним стабилизирующим – из мембраны; к – шатровое покрытие сельскохозяйственной постройки диаметром 33 м со средней шарнирно опертой стойкой, к которой подвешиваются радиально расположенные двухпоясные канатные фермы с трубчатыми распорками и деревянным настилом покрытия

Рис. 11.32. Двухпоясное покрытие бассейна с прямоугольным планом в Италии пролетом 54 м, длиной 80 м тросовыми фермами треугольного сечения с пересекающимися поясами вблизи опор с двумя несущими тросами диаметром 48 мм, одним стабилирующим тросом и распорками из труб диаметром 48,3 мм

Рис. 11.33. Двухпоясное покрытие дворца спорта «Юбилейный» в С.-Петербурге тросовыми фермами диаметром 63 мм с пересекающимися поясами в опоре с центрально растянутым кольцом с кровлей из коробчатого настила из стальных гнутых листов толщиной 3 мм

Рис. 11.34. Мембранное двухпоясное покрытие стадиона в С.-Петербурге диаметром 160 м со стабилизацией конструкции радиальными предварительно напряженными вантовыми фермами с треугольной решеткой

11.2.5. Подвешенные конструкции покрытий

Подвешенные конструкции – это жесткие несущие конструкции покрытий, подвешенные на вантах и находящиеся под ними (рис. 11.35). Они состоят из растянутых элементов (вант, нитей) и элементов, воспринимающих сжатие и работающих на изгиб (балок, жестких ферм, арок, рам, плит, оболочек). Их подразделяют на мачтовые (тентовые), башенные и мостовые. Стабилизация мачтовых покрытий, выполненных из металлических каркасов с легким заполнением, выполняется с помощью оттяжек, заанкеренных в грунт. Стабилизация башенных подвешенных покрытий обеспечивается массой самого покрытия, подвешенного к массивным стойкам (пилонам). Мостовые покрытия выполняют из тяжелых жестких материалов, поддерживаются подвесками из вант, подвешенных к мощным опорным пилонам, а стабилизируются массой самого покрытия и жесткими распорками между опорами

Рис. 11.35. Конструктивные схемы подвешенных покрытий:

а – вантово-балочное покрытие спортивного зала в Канаде с пролетом 59,5  26 м, высотой пилонов 20 м; б – консольное покрытие павильона машиностроительной выставки сосложной формой пилонов с несущими вантами, поддерживающих балки; в – покрытие трибун на трасе велосипедных гонок в Японии консольно-подвесной конструкцией длиной 88 м, шириной 33 м с наклонными пилонами, поддерживаемые двумя двутавровыми оттяжками; г – покрытие бумажной фабрики в Италии в виде висячего моста пролетом 163 ми двумя консолями по 43 м; д – покрытие спортивной базы на горном склоне Южной Франции диаметром 20 м подвешенное к трем наклонным пилонам, соединенных в верхней точке с балками и наружным кольцом из клеенной древесины; е – покрытие спортивного зала в Румынии призматическими складками размером 45  43 м, подвешенными к двум аркам пролетом 80 м; ж – проект седловидного сетчатого покрытия стадиона на 80 тыс. зрителей, опирающегося на пологую арку пролетом 434 м, которая подвешивается с помощью наклонных вант к внешней арке пролетом 367 м, стрелой подъема 235 м, и высотой сечения 10 м с помещением ресторана в ней на 200 мест; и – покрытие летнего кинотеатра в чехословакии подвешенное к гибкой арке пролетом 80 м и стрелой подъема 20 м из прокатных профилей; к – покрытие стадиона в Великобритании в виде ребристой оболочки из трубчатых ферм, подвешенных к двум пилонам высотой 30 м с помощью пучков наружных вант и аллюминиевым настилом по стальным прогонам

11.3. Несущие конструкции большепролетных пространственных покрытий

из мягких материалов

Конструкции покрытий из мягких материалов подразделяются на пневматические и тентовые.

Пневматическими конструкциями называют мягкие оболочки с небольшим весом, несущие функции которых обеспечиваются воздухом, находящимся в них под некоторым избыточным давлением. Материалом для пневматических конструкций покрытий служит воздухонепроницаемая ткань, синтетическая армированная пленка. Пневматические конструкции подразделяются на две группы:

- воздухоопорные оболочки с избыточным в них давлением до 500 Н / м² (до 0,01 атмосферы) цилиндрической или сферической формы (рис. 11.36 а, б);

- воздухонесомые покрытия из пневмокаркасов в форме арок, балок (рис.11.36 д, е, ж) и пневмолинз в форме чечевицы и подушек (рис. 11.36 в, г) с избыточным давлением в них до 1 атмосферы.

Рис. 11.36. Конструктивные типы пневматических покрытий:

а, б – воздухоопорные; в – пневматические линзы и подушки; г – стеганная пневматическая конструкция; д – цилиндрические каркасно-пневматические покрытия; ж – пневматический арочный купол; 1 – воздухонепроницаемая оболочка; 2 – окно-иллюминатор;

3 – анкеры для закрепления к грунту; 4 – шлюз; 5 – тяж-простежка; 6 – стальной опорный пояс линзы; 7 – растяжка для придания продольной устойчивости и поддержки тента покрытия

Тентовые покрытия (шатры и палатки) состоят из мягкой водонепроницаемой ткани, которая натягивается и закрепляется одними концами за возвышающиеся опоры, другими – за анкеры в грунте или за оттяжки (рис.11.37). Тентовые покрытия используются для временных летних сооружений на воздухе.

Рис.11.37. Тентовые покрытия:

а – конусообразные; б – с поверхностью гипара; в – на опорных арках; г – многоопорные с поверхностью гипаров; 1 – тент; 2 – стойка; 3 – трос или шнур-подбор; 4 – крепление к анкерам; 5 – оттяжка; 6 – наклонные опорные арки; 7 – опорный трос; 8 – накладной предварительно натянутый трос

36