18. Пологие оболочки

Покрытие состоит из тонкостенной оболочки перено­са или вращения и контурных элементов-диафрагм, передающих нагрузку на колонны или несущие стены. Для покрытий производственных зданий наиболее часто при­меняют оболочки размерами в плане 18X24 и 18X30 м; для общественных и спортивных зданий диапазон разме­ров пространственных покрытий значительно шире — от 12X18 до 200 м и более.

Поверхность оболочки может иметь очертание эллип­тического параболоида или сферы. Применительно к по­логим оболочкам эти поверхности мало отличаются друг от друга. В связи с этим при конструировании обычно применяют сферические оболочки, имеющие постоянную кривизну, обеспечивающую унификацию сборных элемен­тов оболочки.

В зависимости от количества и расположения ячеек здания оболочки бывают отдельно стоящими — одновол­новыми и многоволновыми. Многоволновые оболочки мо­гут быть неразрезными и разрезными. В неразрезных оболочках приконтурные зоны соседних конструкций же­стко связываются между собой и с диафрагмами. Сбор­ные многоволновые оболочки рекомендуется проектиро­вать, как правило, разрезными. Неразрезные оболочки в целом более жесткие, чем разрезные, но требуют боль­шего расхода стали, так как в зоне общего контура пер­пендикулярно ему возникают растягивающие усилия. Их рекомендуют применять при нагрузках на покрытия, пре­вышающие б кН/м2, а также в районах с сейсмичностью 7 баллов и более.

Оболочка по контуру опирается на диафрагмы, кото­рые выполняются в виде арок, ферм и контурных брусь­ев (рис. 13.4). Арки и фермы применяют, как правило, в многоволновых покрытиях, в которых оболочка опира­ется на четыре угловые точки. В отдельно стоящих обо­лочках, опертых по периметру здания на ряд часто рас­положенных колонн или на стены, используют контур­ный брус. Фермы как более жесткие в вертикальной плоскости имеют преимущество перед арками. В много­ волновых решениях смежные оболочки проектируют на общей диафрагме, а в зоне температурных швов — на спаренных диафрагмах и колоннах.

Сборные оболочки выполняют из ребристых плит, по­верхность которых может быть плоской, цилиндричес­кой или двоякой кривизны. Рекомендуется применять плоские и цилиндрические плиты (рис. 13.4, а, б), так как плиты двоякой кривизны более сложны в изготовлении.

Наиболее распространены плоские плиты размером 3x3; 3X6; 1,5X6 м и цилиндрические размером 3X6 и 3X12 м.

Толщину полки плиты обычно определяют технологи­ческими возможностями завода-изготовителя и принима­ют 30..35 мм, а при больших пролетах — до 40...50 мм. Плиты проектируют с контурными и поперечными ребра­ми. Размеры ребер и их армирование назначают расче­том прочности и жесткости при транспортировании, мон­таже и проверяют на расчетные нагрузки в стадии экс­плуатации. По внешним боковым граням ребер плит предусматривают пазы для образования шпонок, воспри­нимающих после замоноличивання швов сдвигающие уси­лия.

Чтобы не вводить дополнительные типы плит в угло­вых зонах, где возникают растягивающие усилия, уста­навливают дополнительную предварительно напряжен­ную или обычную арматуру по верху плит и укладывают слой монолитного бетона. При этом следует принимать необходимые меры для обеспечения сцепления сборного и монолитного бетона. Поле оболочки армируют сварны­ми сетками, ребра — сварными каркасами с рабочей ар­матурой класса A-III.