Классификация пространственных систем регулярной структуры

Структурные конструкции с длинноразмерными поясами

• Типовые структурные конструкции из прокатных профилей системы "ЦНИИСК"

• Модификации типовых конструкций их прокатных профилей

Структурные плиты из плоских ферм

Структурные плиты из объемных стержневых пирамид

Складываемые структурные конструкции

Структурные плиты с включением неметаллических элементов

• Структурные конструкции с металлическими и деревянными элементами

• Структурные конструкции с применением железобетонных плит

Структурные плиты типа «Кисловодск» изготавливаются из круглых труб, они имеют высоту 2,12 м. Предназначены для перекрытия секции здании размерами в плане 30×30 м и 36×36 м при внутриконтурном опирании на четыре колонны, расположенные для секции 30×30 м, с шагом 18×18 м и для секции 36×36 м с шагом 24×24 м

Конструкции рекомендуется применять в зданиях павильонного типа, однопролетных промышленных зданиях на одну секцию без светоаэрационных фонарей (допускается применение только зенитных фонарей); бескрановых с подвесными кран-балками грузоподъемностью до 2 т в пролетах 18 м; с неагрессивной и слабоагрессивной степенью воздействия газовой среды.

Предприятия, изготавливающие конструкции «МАрхИ» помимо структурных плит, утвержденных Госстроем СССР как типовые, поставляют отдельные элементы конструкций по унифицированному сортаменту, разработанному Московским архитектурным институтом, что позволяет проектировщику в более широких пределах использовать структурные системы при различных конфигурациях плана и характера опирания. Составные отправочные марки унифицированного сортамента включают трубчатые стержни длиной 1,5; 2 и 3 м с различным диаметром, толщиной стенки и узловые элементы различных размеров, отличающиеся диаметром резьбовых отверстий и назначением.

Опирание плит на колонны осуществляется через выступающие капители, непосредственно в узлы нижнего пояса и в узлы верхнего пояса через встроенные в плиту капители. Эти конструкции предназначены для покрытия одноэтажных зданий с максимальной расчетной нагрузкой на покрытие 4000 Па (400 кгс/мг) с подвесным транспортом грузоподъемностью 2 - 3,2 т, в некоторых схемах до 5 т.

Конструкции системы «МАрхИ» рекомендуется применять:

• в покрытиях общественных здании - крытых рынков и универсамов, спортивных залов и манежей, выставочных павильонов, вокзальных зданий, больниц, санаториев, гостиниц и т. п.;

• в покрытиях промышленных зданий, включая покрытия машинных залов, стационарных и передвижных фахверковых торцов зданий и сооружений ГЭС, ТЭЦ и т. п.;

• в зданиях и сооружениях временного назначения;

• при реконструкции зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения.

К типовым конструкциям из прокатных профилей относятся структурные плиты системы «ЦНИИСК» размерами в плане 12×18 м и 12×24 м, опирающиеся по углам в уровне верхних поясов. Оптимальная высота плиты при принятых пролетах составляет порядка 1,5 м, а также профили элементов в виде проката и расстояние между поясами - 3 м.

Опирание структурных плит может быть предусмотрено в различных зонах плиты как по контуру, так и в пролете плиты, с тем чтобы разгрузить поясные сетки в центральной зоне. При этом следует иметь в виду, что непосредственное опирание на стойки или другие поддерживающие

2. Виды кристаллических решеток, применяемые в структурах

Как уже отмечалось, основой любой структуры является "кристалл", образованный стержнями, которые расположены на его гранях. В качестве таких "кристаллов" используют пирамиды (тетраэдры и полуоктаэдры), параллелепипеды и другие многогранники (см. рис. 7.4). Геометрические построения структур отличаются чрезвычайным многообразием, что и определило интерес не только конструкторов, но и архитекторов к этому типу конструкций.

Наиболее распространены двухсетчатые структурные плиты, которые по характеру сопротивляемости внешним воздействиям можно подразделить на две группы:

• системы с геометрически изменяемыми сетками поясов (ортогональные, гексагональные сетки), способными воспринимать только усилия от изгибающих моментов в плите М_х, М_у;

• системы с геометрически неизменяемыми сетками поясов (например, треугольные сетки), способными воспринимать усилия и от изгибающих, и от крутящих моментов в плите М_х, М_у и Н_xy.

Кристаллическая структура формируется не только вариацией поясных сеток, но и размещением раскосов, соединяющих узлы сеток. По степени регулярности строения поясных сеток в двухсетчатых структурных плитах можно выделить три класса систем:

• системы регулярные с одинаковым по всей площади строением верхних и нижних сеток поясов, геометрически изменяемых или неизменяемых;

• системы с регулярным строением поясных сеток, одна из которых геометрически изменяема, а вторая неизменяема;

• системы, в которых строение поясных сеток различно в угловых и центральных зонах перекрываемой площади (такого рода нерегулярности могут быть созданы в связи с малой величиной крутящих моментов в центральной зоне, удалением из центральной зоны стержней, предназначенных для их восприятия).

Также одним из видов кристаллических структур является "стержнелистовой" вариант, с включением обшивок в работу всей системы. Листовая часть представляет собою складчатую поверхность, образующую пирамиды или тетраэдры, и одновременно служит несущей конструкцией и ограждением. Применяют и комбинированные с железобетонными плитами варианты металлических перекрестно-стержневых систем, например, в плитах большепролетных покрытий.

• Формы

• Конструктивные особенности

Системы опор и опорные узлы структурных плит

Опирание структурных плит может быть предусмотрено в различных зонах плиты как по контуру, так и в пролете плиты, с тем чтобы разгрузить поясные сетки в центральной зоне. При этом следует иметь в виду, что непосредственное опирание на стойки или другие поддерживающие

  Рис. 7.15. Варианты решения опор для структурных плит: а - обычные колонны и колонны с решетчатыми капителями; б - колонны с жесткими капителями (разгрузочными балками); в - пространственно-стержневые опоры

  Рис. 7.16. Общий вид капителей колонн: а - решетчатая капитель; б - жесткая капитель из перекрестных балок

конструкции в небольшом числе точек вызывает значительные усилия в примыкающих к опоре стержнях (рис. 7.15, а). Чтобы избежать значительных всплесков усилий в приопорных стержнях, используют разгружающие конструкции в виде пучков стержней, пространственных стержневых опор или балочных элементов (рис. 7.15, б...е). Общий вид опорных узлов с разгружающими элементами показан на рис. 7.16.

При ограниченном числе колонн рациональное распределение усилий может быть обеспечено распределительными опорными конструкциями