8. Большепролетные арочные покрытия. Области работы конструкций при различных схемах загружений.

Арки в качестве основных несущих элементов покрытия применяют в павильонах, крытых рынках, спортивных залах, ангарах и т. п. По затрате металла арки оказываются значительно более выгодными, чем балочные или рамные системы.

Нагрузки. Арочные конструкции рассчитывают на вертикальные (собственный вес и снег) и ветровые нагрузки. Температурные воздействия для арок обычно несущественны. Вертикальные нагрузки принадлежат к основным сочетаниям нагрузок, ветровые и температурные воздействия - к дополнительным.

Существенной нагрузкой для арочных конструкций является давление ветра. Ветровая нагрузка для арочных покрытий, не имеющих стен, принимается по упрощенной схеме, приведенной на рис. 17.21.

На величину ветрового давления существенное влияние оказывают открытые проемы, оставляемые для освещения и вентиляции.

Таким образом, для покрытий, торцы которых могут быть открытыми (вокзальные перекрытия, навесы), необходимо учитывать возможные комбинации трех видов ветровых нагрузок:

1) бокового или торцового давления ветра на сооружение;

2) вакуума, создаваемого вследствие отсоса воздуха из-под арочного покрытия;

3) действия ветра внутри сооружения, который попадает под покрытие через широкие проемы и создает отрицательное давление.

Последние два вида нагрузок не нормированы и устанавливаются специальными техническими условиями для данного сооружения или на основе аэродинамических испытаний на моделях.

9.Компоновка конструктивных схем каркасов большепролетных покрытий. Балочный вариант покрытия. Работа основных конструкций.

При больших пролетах каркасов и отсутствии подкрановых балок более выгодным оказывается принимать расстояние между основными несущими элементами 12÷18 м и более. Большие пролеты и высоты сечений элементов, а также стремление вести монтаж крупными блоками, стимулируют также, как и в балочных, применение пространственно-устойчивых конструкций. Это достигается соединением элементов двух соседних рам в единый монтажный элемент или применением трехгранных сечений. Соединение вертикальными связями обязательно делается на опорах ригеля.

По расположению большепролетных несущих элементов в покрытии здания схемы различают:

– с поперечным расположением их (поперек оси здания);

– с расположением большепролетной рамы вдоль большего размера здания;

– консольные.

Схема с поперечным расположением большепролетных элементов приведена на рис. 26.7. Она используется с балками, рамами, арками, по которым укладываются решетчатые прогоны, кровельный настил и кровля или кровельные панели.

Большепролетные балочные покрытия состоят обычно из несущих поперечных ферм (сквозных балок), располагаемых с шагом 12 м, и промежуточных конструкций. Сплошные разрезные балки не применяют из-за большого расхода металла.

10. Компоновка конструктивных схем каркасов большепролетных покрытий. Рамный вариант покрытия. Работа основных конструкций.

По расположению большепролетных несущих элементов в покрытии здания схемы различают:

– с поперечным расположением их (поперек оси здания);

– с расположением большепролетной рамы вдоль большего размера здания;

– консольные.

Схема с поперечным расположением большепролетных элементов приведена на рис. 26.7. Она используется с балками, рамами, арками, по которым укладываются решетчатые прогоны, кровельный настил и кровля или кровельные панели.

Рис. 26.7. Схема компоновки каркаса с поперечным расположением большепролетных рам:

а – рама; б – компоновка покрытия, связи; 1 – рамы; 2 – связи по нижнему поясу рамы;

3 – связи по верхнему поясу рамы; 4 – про­гоны; 5 – ворота; 6 – вертикальные связи

Максимальная ширина проема при поперечной планировке каркаса определяется пролетом основных несущих конструкций. Если этого недостаточно и глубина помещения меньше пролета, применяют продольную компоновку каркасов. Такие требования возникают, например, при проектировании ангаров – зданий для обслуживания самолетов, так как у некоторых их типов размах крыльев больше длины фюзеляжа. Большепролетным элементом в этой схеме является надворотная рама, расположенная на оси продольной стены каркаса. На нее опираются поперечные стропильные фермы. Другим концом стропильные фермы опираются на колонны. К надворотной раме подвешиваются створки ворот, перемещаемые при открывании в специальные карманы, расположенные сбоку рамы, перед сквозными стойками ее.

Надворотная ферма (ригель рамы) подкрепляется на уровне поясов горизонтальными связевыми фермами. Назначение их – обеспечить устойчивость поясов из плоскости фермы и воспринять горизонтальные нагрузки от ветра и торможения при перемещении грузов и талей по кран-балкам. В остальном компоновка каркаса повторяет предыдущее решение.