Контрольные вопросы

1. Какими требованиями определяется выбор конструкции большепролетного покрытия?

2. Как классифицируются большепролетные покрытия

3. Каковы особенности балочных конструкций покрытий?

4. Чем объяснить большую эффективность рамных и арочных конструкций по сравнению с балочными конструкциями?

5. Как разделяют арки по статической схеме работы, какие конструктивные решения более применяемы?

6. Как назначить высоту сечения в балочных, арочных и рамных конструкциях?

7. Каковы особенности конструирования и расчета куполов?

8. Как классифицируют пространственные решетчатые конструкции покрытия?

9. Перечислите преимущества структурных конструкций по сравнению с плоскими системами.

10. Как рассчитываются структурные конструкции?

12. Висячие покрытия

12.1. Общая характеристика висячих покрытий

Висячими называют покрытия, в которых основные несущие конструкции, перекрывающие пролет, работают на растяжение. Так как при растяжении полностью реализуются прочностные свойства сталей, то такие системы позволяют рационально высокопрочные материалы.

Основным несущим элементом висячих конструкций может быть нить, которая работает только на растяжение (гибкая нить) или на растяжение и изгиб (жесткая нить). Гибкие нити выполняются из стальных спиральных канатов - тросов, пучков и прядей высокопрочной проволоки, арматурных стержней. В качестве жестких нитей применяются прокатные профили и составные сечения (сквозные и сплошностенчатые ).

Висячие покрытия, образованные из тонких металлических, полимерных материалов, тканей, называются мембранными. Если в покрытие включаются одновременно гибкие нити и прокатные элементы, способные воспринимать усилия сжатия или изгиба, то такие покрытия называются комбинированными. Опорные конструкции висячих покрытий воспринимают возникающие кроме вертикальных нагрузок усилия от горизонтального натяжения. Опоры выполняются стальными или железобетонными.

Положительные свойства висячих покрытий: малый вес пролетной части (расход стали от 5 до 60 кг/м²), архитектурная выразительность, удобство транспортирования (в виде бухт) и монтажа (кранами малой грузоподъемности).

Недостатки: большая деформативность пролетного строения и чувствительность к сосредоточенным нагрузкам, большая стоимость опорных конструкций, трудности отвода воды с покрытия.

Перечисленные качества определяют область применения висячих покрытий. Они применяются в общественных зданиях (рынки, спортивные сооружения, концертные залы), в производственных бескрановых зданиях (гаражи, склады). В зданиях с подвесными кранами могут применяться покрытия комбинированной системы.

В зависимости от конструкции пролетной части различают следующие виды покрытий: однопоясные системы, образованные из параллельно (рис. 12.1.а) или радиально расположенных (рис. 12.1.б) нитей. При устройстве дополнительной центральной опоры образуются покрытия шатровой системы (рис. 12.1.в) тросовые сети, образованные пересечением 2х семейств нитей и имеющие двояковогнутую поверхность положительной гауссовой кривизны (рис. 12.1.г) или выпукло-вогнутую поверхность отрицательной гауссовой кривизны (рис. 12.1.д). Разновидностью сетей являются канатно-балочные системы (рис. 12.1.е), в которых нити одного направления обладают изгибной жесткостью.

Двухпоясные системы, основными конструктивными элементами которых являются плоские тросовые фермы с поясами, соединенными раскосами (рис.12.1.ж,з), жесткими стойками (рис. 12.1.и) или тросовыми растяжками (рис.12.1.м). При разном взаимном расположении ферм образуются плоскостные (рис.12.1.ж,и,м), либо пространственные (рис. 12.1.к,л) покрытия. Если один из поясов ферм выполнен жестким, то получаются комбинированные системы (рис.12.1.н), висячие оболочки, которые можно разделить на металлические тонколистовые оболочки - мембраны (рис.12.1.) и предварительно-напряженные железобетонные оболочки, образованные замоноличиванием сборных железобетонных плит покрытия на предварительно растянутых однопоясных системах или на тросовой сетке положительной гауссовой кривизны (рис.12.1.м).