Запитання 2 ПРОСТОРОВІ ВЕЛИКОПРОЛІТНІ

2 ПРОСТОРНІ ВЕЛИКОПРОЛІТНІ

Більш прогонові конструктивні системи різних епох поєднує ряд суттєвих ознак, що дає можливість розглядати їх як технічний прогрес у будівництві. З ними пов'язана мрія будівельників та архітекторів, підкорити простір, перекрити максимально велику площу. Об'єднуючим історично сформованих і сучасних криволінійних конструкцій є пошук доцільної форми, прагнення до максимального зниження їх ваги, пошук оптимальних умов розподілу навантажень, що призводить до відкриття нових матеріалів і потенційних можливостей. перехресно-ребристі покриття, стрижневі конструкції, пневматичні та тентові конструкції.

Плоскі складчасті покриття, оболонки, перехресно-ребристі покриття та стрижні конструкції виконуються з жорстких матеріалів (залізобетон, металеві профілі, дерево та ін.). За рахунок спільної роботи конструкцій просторові жорсткі покриття мають невелику масу, що знижує витрати як на пристрій покриття, так і на влаштування опор та фундаментів. Висячі (вантові), пневматичні та тентові покриття виконуються з нежорстких матеріалів (металеві троси, металеві листові мембрани, мембрани із синтетичних плівок та тканин). Вони значно більшою мірою, ніж просторові жорсткі конструкції, забезпечують зниження об'ємної маси конструкцій, дозволяють швидко зводити споруди. Просторові конструкції дають можливість створювати найрізноманітніші форми будівель та споруд. Однак зведення просторових конструкцій потребує більш складноїорганізації будівельного виробництва та високої якості всіх будівельних робіт. Звичайно, рекомендації щодо застосування тих чи інших конструкцій покриття для кожного конкретного випадку дати не можна. Покриття як складне підсистемне освіту, перебуває у структурі споруди у зв'язку з його іншими елементами, із зовнішніми і внутрішніми впливами середовища, з економічними, технічними, художніми і естетично-стильовими умовами його формування. Але деякий досвід застосування просторових конструкцій та результати, які він дав, можуть допомогти у розумінні місця тієї чи іншої конструктивної та технологічної організації громадських будівель. Вже відомі у світовій будівельній практиці системи конструкцій просторового типу дозволяють перекривати будинки та споруди практично з будь-якою конфігурацією плану.

Складкою називають просторове покриття, утворене плоскими елементами, що взаємно перетинаються. Складки складаються з ряду елементів, що повторюються в певному порядку, що спираються по краях і в прольоті на діафрагми жорсткості. Складки бувають пилкоподібні, трапецеїдальні, з однотипних трикутних площин, шатрові (чотирикутні та багатогранні) та інші (лист 11,а,б,в,г).

Складчасті конструкції, що застосовуються в циліндричних оболонках та куполах, розглядаються у відповідних розділах. Складки можуть бути випущені за межі крайніх опор утворюючи консольні звиси. Товщину плоского елемента складки приймають близько 1/200 прольоту, висоту елемента щонайменше 1/10, а ширину грані – щонайменше 1/5 прольоту. Складками зазвичай покривають прольоти до 50 - 60 м, а наметами до 24 м. Складчасті конструкції мають цілий ряд позитивних якостей: - Простота форми і відповідно простота їх виготовлення;

- Великі можливості заводського збірного виготовлення;

- Економія висоти приміщення та ін.

Цікавим прикладом застосування плоскої складчастої конструкції пилкоподібного профілю є покриття лабораторії інституту бетону в Детройті (США) розміром 29,1 × 11,4 (лист 11,д) проект архітекторів Ямасакі та Лейнвебера, інженерів Аммана та Вітні. Покриття спирається на два поздовжніх ряду опор, що утворюють середній коридор і має консольні виноси в обидві сторони від опор довжиною 5,8 м. Покриття представляє комбінацію складок, спрямованих у протилежні сторони. Товщина складок 9,5 см. У 1972 р. у Москві при реконструкції Курського вокзалу було застосовано трапецеїдальну складчасту конструкцію, що дозволила перекрити зал очікування розміром 33 × 200 м (лист 11,е).

Найбільш давня і поширена система криволінійного покриття – склепінчасте покриття. Склепіння – конструктивна система, на основі якої було створено низку архітектурних форм минулого (аж до ХХ ст.), що дозволили вирішувати проблему перекриття різноманітних зальних приміщень з різним функціональним призначенням. Циліндричний і зімкнутий склепіння – найпростіші форми склепіння, але простір, утворений цими покриттями, замкнутий, а форма позбавлена пластики.

Введенням розпалубок у конструкції ложків цих склепінь досягається зорове відчуття легкості. Внутрішня поверхня склепінь, як правило, прикрашалася багатим декором або імітувалася несправжньою конструкцією дерев'яної підвісної стелі. Хрестове склепіння утворюється вирізкою з перетину двох циліндричних склепінь. Їм перекривали величезні зали терм та базилік. Велике застосування хрестове склепіння знайшло у готичній архітектурі.

Хрестове склепіння – одна з поширених форм покриття в українськійкам'яному зодчестві. Широко застосовувалися такі різновиди склепінь, як вітрильний, склепіння-купол, балдахін.

Тонкостінні оболонки є одним із видів просторових конструкцій і використовуються в будівництві будівель та споруд з приміщеннями великих площ (ангарів, стадіонів, ринків тощо). Тонкостінна оболонка є вигнутою поверхнею, яка при мінімальній товщині і відповідно мінімальній масі і витраті матеріалу має дуже велику несучу здатність, тому що завдяки криволінійній формі діє як просторова конструкція, що несе. Простий досвід з листом паперу показує, що дуже тонка вигнута пластинка набуває завдяки криволінійній формі більшої опірності зовнішнім силам, ніж та ж пластинка плоскої форми.

Жорсткі оболонки можуть зводитися над будинками будь-якої конфігурації в плані: прямокутної, квадратної, круглої, овальної і т.п.

3 ВИСЯЧІ (ВАНТОВІ) КОСТРУКЦІЇ

У 1834 р. був винайдений дротяний трос - НОВИЙ КОНСТРУКТИВНИЙ ЕЛЕ-

МЕНТ, ЗНАШИЙ ДУЖЕ ШИРОКЕ ЗАСТОСУВАННЯ У БУДІВНИЦТВІ, ДЯКУЮЧИ СВОЇМ ПРИМІТНИМ ВЛАСТИВОСТЯМ – ВИСОКОЇ МІЦНОСТІ, МАЛОЇ МАСЕ, ГНУЧКОСТІ, ДОВГОВЕЧНО.

У БУДІВНИЦТВІ ДРІТНІ ТРОСИ БУЛИ ВПЕРШЕ ЗАСТОСУВАНІ В ЯКІ-

СВІТІ НЕСУЧИХ КОНСТРУКЦІЙ ВИСЯЧИХ МОСТІВ, А ПОТЕМ ВЖЕ ОТРИМАЛИ ПОШИРЕННЯ У ВЕЛИКОПРОЛІТНИХ ВИСЯЧИХ ПОКРИТТЯХ.

РОЗВИТОК СУЧАСНИХ ВАНТОВИХ КОНСТРУКЦІЙ ПОЧАЛОСЯ В КІНЦІ ХІХ ст.

В.Г. ШУХОВ ВПЕРШЕ ЗАСТОСУВАВ ПРОСТОРНО ПРАЦЮЮЧУ МЕТАЛЕВІ КОНСТРУКЦІЮ, ДЕ РОБОТА ЖОРСТКИХ ЕЛЕМЕНТІВ НА ВИГИБ БУЛА ЗАМЕНЕНА РОБОТОЮ ГНУЧКИХ ВАНТ НА РАБОТУ.

Основні розрахункові вимоги включають:

- граничні стани першої групи (за повною непридатністю до експлуатації внаслідок втрати несучої здатності);

- граничні стани другої групи (за непридатністю до нормальної експлуатації внаслідок утворення чи надмірного розкриття тріщин, появи неприпустимих деформацій та ін.).

Розрахунки за граничними станами першої групи включають розрахунок за міцністю, з урахуванням у необхідних випадках деформованого стану конструкції перед руйнуванням, та стійкості (загальної та локальної).

Розрахунки по граничним станам другої групи включають розрахунки з розкриття тріщин і деформаціям.