Конструкції громадських будівель - Стор 6

ляють перекривати проліт до 30 м, а при влаштуванні двох і трирешітчастої системи зі збільшенням висоти конструкцій - до 54 м.

конструкція при плані приміщення, що наближається до квадрата, перетворюється на просторову сітку, що складається з поясних стрижнів, що перехрещуються, і просторової решітки, поставленої по діагоналі квадратних осередків (рис. 35).

Мал. 35. Перехресно-стрижні конструкції Типи конструкцій: а – покриття великого прольоту; б -

просторова конструкція покриття 36×36 м. Типи сіток та спирання: в – e-павільйонні покриття; ж – нерозрізна конструкція покриття; з трикутною сіткою. Застосування конструкцій: л – просторова конструкція теплиці; м – просторова конструкція виставкового павільйону; н - рамна конструкція спортивного залу

Можливості такої конструкції (структури) дуже широкі, тому що її можна спирати на колони у будь-якій точці. Модульна сітка просторових пе- конструкцій будується по ортогональній (переважно 3×3 м) трикутній або шестикутній системам (рис. 35, такі

конструкції застосовують для найрізноманітніших покриттів з опиранням по контуру на внутрішньоконтурні колони (рис. 35,

Для розвантаження основного прольоту доцільно влаштування консольних звисів структурної плити з вильотом консолей 0,2 - 0,25 основного прольоту. Структурні конструкції виконують з прольотами від 18 до 200 м-коду і застосовують для перекриттів громадських будівель. Можливе застосування перехресно-стрижневих конструкцій як несуча частина стін великої висоти.

Мал. 36. Конструкція перехресного покриття над залом Будинку меблів у Москві:

а – план розташування перехресних ферм; б – деталь вузла А; 1 – баштовий кран Т-266вантажопідйомністю 3 т; 2 – контур перекриття підвалу; 3 – тимчасові монтажні стійки

Іншим прикладом перехресної конструкції може бути перекриття над залом для глядачів Палацу з'їздів у Кремлі (рис.37)

Перекриття складається із сталевих поперечних балок, з кроком 6,4 м, і двох поздовжніх сталевих балок, що віддаляються від опор 12,8 м. Поперечні балки суцільні двотаврової форми, поздовжні - ґратчасті; висота балок 3,5м.

Відстань між осями діаметр діафрагм званої прольотом оболонки, а між осями бортових елементів - довжиною хвилі.

Циліндричний – безрозпірна конструкція, що працює на поперечний вигин як балка просторової форми, склепіння – розпірна конструкція, що працює переважно на осьові зусилля. Задля більшої останньої умови крива склепіння приймається пологою, тоді як підвищення жорсткості склепіння – оболонки доцільна велика кривизна форми, нарешті, поздовжня вісь довгого циліндричного склепіння – оболонки розміщується паралельно перекриваному прольоту, а поздовжня вісь склепіння – перпендикулярно йому. Стабільність форми циліндричної оболонки забезпечується торцевими діафрагмами жорсткості. Статична робота, геометрично-

ська форма та розміщення у просторі циліндричного істотно відрізняються від роботи склепіння.

Мал. 37. Схема розташування у плані конструкції перекриття залу Палацу з'їздів у Кремлі:

1 – розпірки; 2 – головні поздовжні балки; 3 – портал сцени; 4 – основні поперечні балки; 5 – прогони; 6 – зал прийомів; 7 – зал для глядачів

Циліндричні та коноїдальні використовуються здебільшого у багатохвильових одно- та багатопрогонових поєднаннях; застосовують консольні та безконсольні, паралельні та віялові оболонки, різноманітні форми жорсткості елементів (рис.38).

Мал. 38. Багатохвильові оболонки а – консоловані; б - віялові; в – із серповидними діафрагмами жорсткості; г

– на окремих опорах

Циліндричні оболонки можуть застосовуватися при прольотах до 24 м при ширині оболонки м, висотою та товщиною 3 см.

Іноді циліндричним оболонкам надають несиметричний переріз, наприклад, при влаштуванні шедових (пилкоподібних) покриттів великих прольотів (рис. 39,

- Циліндричні оболонки; г - склепіння головного павільйону виставкового центру в Турині, поздовжній поперечний розрізи, деталь; буд – зведення покриття палацу міжнародних виставок у Ніцці (Франція); е – склепіння автобусної стоянки в Ленінграді

Сітчасті циліндричні оболонки мають велику архітектурну виразність (див. рис. 39, в).

У більшпролітних покриттях громадських будівель застосовують про-

лочки одинарної кривизни, що мають циліндричну форму.

Оболонки є тонкостінними жорсткими конструкціями з криволінійною поверхнею. Товщина оболонок дуже мала порівняно з іншими її розмірами. Тонкостінність конструкції виключає можливість роботи оболонки на поперечний вигин і забезпечує її роботу на осьові зусилля. Геометричні та статичні властивості оболонок залежать від їхньої кривизни та її безперервності. Знак кривизни залежить від розташування центрів радіусів кривизни стосовно поверхні. При розташуванні центрів з одного боку К має позитивне значення, з обох боків – негативне

Мал. 40. Поверхні подвійної позитивної (а) та негативної (б) кривизни

До оболонок позитивної гаусової кривизни відносяться всі купольні оболонки (сферодид або еліпсоїд обертання тощо), оболонки переносу (бочарні склепіння) тощо. Характерним прикладомповерхні негативної кривизни є гіперболічний параболоїд, що формується переміщенням параболи з гілками вгору параболою з гілками вниз (рис. 41).

Якщо поверхня оболонки в одному з напрямків має кінцеву величину кривизни, а в перпендикулярному йому – нульову, її називають оболонкою одинарної кривизни (циліндрична і конічна оболонка – коноїд).

Оболонки є просторовими конструкціями як формою, і по суті статичної роботи. Їх велика порівняно з площинними конструкціями несуча здатність визначається не додатковою витратою матеріалів, а лише зміною форми конструкції, що сприяє підвищенню її жорсткості.

Мал. 41. Гіперболічний параболоїд 1 – парабола з вершиною догори; 2 – парабола з вершиною донизу; 3 – прямолінійні

утворюють; 4 – просторовий чотирикутник – гіпар

Це стає очевидним при зіставленні конструкцій плоскої плити з просторовою конструкцією (довгого циліндричного склепіння – оболонки одинарної кривизни), застосованих в умовах рівності прольотів та навантажень

Мал. 42. Схеми конструкцій а – плоскої плити; б - циліндричного в - циліндричного

склепіння; 1 – оболонка; 2 – бортовий елемент оболонки; 3 – діафрагма жорсткості

Великий інтерес становлять збірні залізобетонні оболонки двоякої кривизни, які за витратою матеріалів вигідніші, ніж оболонкові одинарні кривизни. Поширеним типом покриття подібного роду є полога двоопукла оболонка (рис. 43).

Контурними діафрагмами оболонки служать залізобетонні арки, склепіння має форму багатогранника. Кожна грань є ромбовидною плоскою плитою з контурним і діагональними ребрами. Звід оболонки спирається на чотири колони,розташовані по кутах, завдяки чому площа 1600 м² не має проміжних опор.

Мал. 43. Схема пологої оболонки подвійної кривизни розміром 40×40 м

До оболонок подвійної кривизни відносяться також оболонки типу гіперболічних параболоїдів (гіпари). Це дуже ефективні конструкції для покриттів великих прольотів: вони дають можливість створити досить тонку оболонку та отримати економію у матеріалі порівняно з іншими оболонками того ж прольоту.

Форма гіпарів у плані може бути квадратною, прямокутною, овальною тощо (рис. 44).

Гіперболічні параболоїди (гіпари)

комбінація одиночних гіпарів

Мал. 44. Сітчасті конструкції

Для перекриття круглих у плані приміщень поряд з гладкими застосовують ребристі, складчасті або хвилясті склепіння та куполи.

Мал. 45. Тонкостінні оболонки двоякої кривизни а – хвилястий купол; б, в – оболонки перенесення на прямокутному та квадратному

план; г – сферична вітрильна оболонка на трикутному плані; 1 і 2 – утворююча та спрямовуюча оболонки перенесення; 3 – діафрагма жорсткості

Хвилясті склепіння і куполи є варіантами оболонок, гладка поверхня яких замінена хвилястою. Застосування хвилястої поверхні може бути викликане статичними (пристрій світлопрозорих включень по бічній поверхні хвиль або їх торцях) або композиційними вимогами. Найбільший проліт (206 м) перекриттів такими конструкціями у будівлі Палацу виставок у Парижі. Перекриття спирається тільки на три точки і складається з трьох хвилястих вітрильних фрагментів, що взаємно перетинаються, утворюють зімкнений звід. Для підвищення жорсткості та стійкості конструкції залізобетонна оболонка склепіння виконана двошаровоювертикальними (рис. 46) та загальний вигляд (рис. 47).

Мал. 46. Париж. Палац виставок. Конструкція зімкнутого трилоткового склепіння з багатохвильових дворядних оболонок

Мал. 47. Загальний вигляд Головного павільйону Національного центру промисловості та техніки у Парижі. Відстань між опорами — 205,5 м, висота оболонки в її верхній точці — 46,3 м. Покриття є трикутним куполом, виконаним за принципом

Купольні покриття є найефективнішими з інженерної точки зору, дозволяючи з незначною витратою матеріалів перекривати великі простори.

Конструкції куполів можуть бути гладкими, ребристими, ребристокільцевими, кристалічними, зірчастими тощо (рис.48).

При проектуванні купольних покриттів необхідно звертати увагу створення сприятливих акустичних умов, оскільки у залах з купольним покриттям створюється концентрація відбитого звуку, що змушує вживати додаткові заходи по звукопоглощению.

Купольне покриття складається з оболонки купола, опорного кільця, а іноді і верхнього кільця, якщо вгорі купола є центральний отвір.

На рис. 49 наведено приклад гладкого монолітного купола діаметром 55 м над залом для глядачів оперного театру (м. Новосибірськ)

Мал. 49. Купол Новосибірського академічного театру опери та балету

Товщина оболонки бані 80 мм. Залізобетонне опорне кільце має переріз 500х800 мм.

На рис. 50 зображено варіант металевого ребристо - кільцевого купола, що є покриттям залу діаметром 76 м. Ребра купола викона-