7.2.5. Конструктивные решения.

В однопоясных ви­сячих покрытиях с железобетонными плитами и мембра­нами наибольший интерес представляют узлы примыка­ния несущей конструкции к среднему кольцу в круглых покрытиях, узлы сопряжения железобетонных плит с не­сущими тросами и узлы примыкания пролетной несущей конструкции к внешней опорной конструкции.

Тема 8. Покрытия с растянутыми изгибно-жесткими элементами

Растянутыми изгибно-жесткими элементами будем называть прямолинейные или провисающие элементы, закрепленные по краям от перемещений и способные воспринимать растягивающие усилия и изгибающие моменты. Они подобны опрокинутым аркам, но работают на растяжение с изгибом. Изгибно-жесткие элементы выполняются в виде изогнутых ферм или двутавров – сварных или прокатных из малоуглеродистой или низколегированной стали.

Покрытие обычно состоит из системы параллельно или радиально (при круглом плане покрытия) расположенных элементов, на которые укладывается легкий щитовой настил (чаще всего профилированный стальной), не включаемый в работу основной несущей конструкции.

К преимуществам подобных покрытий следует отнести: а) простоту конструктивной формы и индустриальность изготовления основных несущих элементов; б) применение обычных конструктивных (недефицитных) сталей; в) отсутствие осложняющего строительство процесса предварительного напряжения; г) возможность получения необходимой жесткости покрытия при малой постоянной и большой временной нагрузках.

Однако эти покрытия имеют и недостатки: а) они более металлоемки, чем мембраны, так как обычно не используют настил в работе основной несущей конструкции и более металлоемки, чем тросовые системы, так как выполняются из материалов значительно менее прочных (но и менее дорогих), чем стальные канаты и тросы; б) они не используют пространственность работы покрытия (как мембраны), так как являются системами дискретными, и слабо помогают в работе опорной конструкции при неравновесных нагруженнях, особенно в круглых покрытиях.

Их применение наиболее целесообразно для покрытий, имеющих малую постоянную и большую временную нагрузки, а также в случае повышенных требований к жесткости покрытия.

8.1.1. Примеры покрытий

1 . В качестве примера покрытия растянутыми изгибно-жесткпмп элементами можно привести покрытие Дворца спорта в Вильнюсе (рис. 1.1). В этом покрытии изгибно-жесткие элементы расположены параллельно друг другу с шагом 3 м и шарнирно закреплены по концам в железобетонной конструкции трибун с одной стороны и в железобетонной конструкции пристройки с другой; по ним уложено легкое щитовое покрытие.

Рис. 1.1. Покрытие Дворца спорта в Вильнюсе

1 – пояса фермы жесткости; 2 – раскосы; 3 – трос, подкрепляющий ферму жесткости

Сами элементы состоят из изогнутых ферм высотой 2,3 м, пояса которых выполнены из уголков, а решетка – из труб. К нижнему поясу ферм дополнительно присоединен трос диаметром 63 мм.

2. Покрытие Олимпийского плавательного бассейна в Москве выполнено из изгибно-жестких элементов (рис. 1.2). Овальное в плане здание размером 126x104 м перекрыто изогнутыми по квадратной параболе фермами, расположенными параллельно с шагом 4,5 м и шарнирно закрепленными в наклонных железобетонных арках, выполненных в металлической опалубке. По фермам уложены щиты профилированного стального настила с утеплителем и гидроизоляцией. Сами фермы имеют стрелу провеса пролета и высоту сечения 2,5 м. Верхний и нижний пояса выполнены из швеллеров из стали 10Г2С1, а решетка – из уголков из стали Ст3.

Рис. 1.2. Покрытие Олимпийского плавательного бассейна на проспекте Мира (Москва)

1 – щиты настила; 2 – опорные ж/б арки; 3 – висячие фермы; 4 – ж/б опоры арок

3. Покрытие плавательного бассейна в Харькове (рис. 1.3) размером 30х63 м выполнено из трехшарнирных спаренных изогнутых сварных двутавров высотой 700 мм, изготовленных из стали 14Г2, расположенных параллельно друг другу с шагом 6 м и шарнирно прикрепленных к наклонным пилонам. По этим изгибно-жестким элементам в направлении короткой стороны покрытия уложены прогоны из тонкостенных гнутых прогонов с шагом 3 м, а по прогонам уложена мембрана из алюминиевого сплава АМг-2п толщиной мм. Вследствие малой толщины и малого модуля упругости алюминиевой мембраны главную несущую и стабилизирующую роль выполняют гнутые стальные двутавры.

Рис. 1.3. Покрытие плавательного бассейна в Харькове

1 – продольные ребра; 2 – поперечные ребра (гнутые профили); 3 – алюминиевая мембрана, мм