17. Большепролётные покрытия – балки, рамы, арочные конструкции. Особенности работы и конструирования.

Б ольшие пролеты, перекрываемые Ме констр., применяются в З общественного(театры, концертные и спортивные залы, рынки и т.д.) и специального назначения (ангары, гаражи и т.д.) и производственные З (самолетостроительные, судостроительные и др.заводы). Сис-мы, перекрывающие большие пролеты, проектируют однопролетными. Различают сооруж.по назначению, условиям их эксплуатации и предъявляемым к ним архитектурных требований: балочные, рамные, арочные. Балочные и рамные сис-мы используются в большепролетных перекрытиях З с прямоугольным планом. Арочные сис-мы экономичны при пролетах 80м и более. Большепролетные констр.работают на нагрузку от собственного веса, поэтому уменьшение собственного веса констр.явл.главной задачей инженера. Рационально применять в большепролетных констр.стали повышенной прочности или легкие алюминиевые сплавы. Хорошую основу для устройства большепролетных балочных сис-м дают трехгранные фермы с предварительным напряжением, удобные в изготовлении, транспортировании и монтаже.

П ри перекрытии больших пролетов применяют 2-х шарнирные и безшарнирные рамы. Безшарнирные более жесткие, экономичнее по расходу Ме и удобнее в монтаже, но требуют мощных ф-тов. В большепролетных перекрытиях применяются сплошные и сквозные рамы. Сплошные применяются редко (l=50-60м); их преимущества – меньшая трудоемкость, транспортабельность и возможность уменьшения высоты помещения. Сплошные рамы часто проектируются 2-х шарнирными. Чтобы облегчить констр.опор, можно для восприятия распора рамы устраивать затяжку, расположенную на уровне опорных шарниров, ниже уровня пола. 17мощным ригелем и стойками небольшой высоты распространены в ангаростроении. Сквозные рамы м/б 2-х шарнирными – с шарнирами в местах сопряжений ригеля со стойками(б) или на уровне ф-тов (а) и бесшарнирными (в).

М ощные сквозные рамы рассчитываются как решетчатые сис-мы с учетом деформ. всех стержней решетки. Прогиб большепролетных рам опред. только от временной нагрузки; прогиб от const нагрузки компенсируется соотв.строительным подъемом. При пролетах более 50м и невысоких опорах необход. рассчитывать рамы на температурные воздействия. Арки бывают: 2-х шарнирными(а), 3-х шарнирными(б), бесшарнирными(в). 2-х шарнирные арки сплошные проектируют с II поясами, сквозные – с II и с переломом наружного пояса. Арочные констр.рассчит.на вертикальные и ветровые нагрузки. Существенной нагрузкой для арочных констр.явл.давление ветра. Делается проверка общей устойчивости. Общая устойчивость арок из плоскости обеспечивается попер.связями и сис-мой прогонов, определяющих расчетную длину элементов арки.

По статической схеме различают 3-х, 2-х и бесшарнирные рамы. С точки зрения монтажа и работы конструкции в процессе её эксплуатации предпочтение отдают 3-х шарнирной раме. Стык простой с применением накладок и болтов. Для 2-х шарнирной рамы возникает трудоёмкость сборки. Жёсткий узел решается путем сварки закладных деталей, установленных в торцах полурамы и закреплённых с помощью стержней. Расчёт: сбор нагрузок (определяют величину момента в карнизном узле, для конькового и опорного узлов определяют поперечные и продольные силы); по суммарной эпюре определяют величину момента в карнизном узле; определяют требуемый момент сопротивления.

Применение арок позволяет проектировать конструкции пролётом до 100 м, при этом сечение по длине одинаковое. По статической схеме различают 3-х, 2-х и бесшарнирные арки. С точки зрения монтажа и работы конструкции в процессе её эксплуатации предпочтение отдают 3-х шарнирной арке. При посадке грунта в раме не возникает дополнительных напряжений. По схеме опирания – с затяжкой и без. Недостатки – массивные фундаменты. Затяжка повышает жёсткость конструкции. По форме оси на арки треугольные из прямых полуарок, на арки кругового очертания, ломанного и стрельчатые. Расчёт: сбор нагрузок; геометрический расчёт; статический расчёт на ЭВМ определяют величину момента в карнизном узле, для конькового и опорного узлов определяют поперечные и продольные силы; назначают ширину сечения, момент сопротивления; расчёт узлов.