Тема 63. Большепролетные конструкции.

Большепролетные конструкции:

Применяют в сооружениях, где по условиям эксплуатации не могут быть установлены промежуточные опоры.

- Плоскостные (каждый элемент работает независимо от других элементов)

В общественных зданиях массового строительства для покрытия зальных помещений применяются преимущественно традиционные плоскостные конструкции: настилы, балки, фермы, рамы, арки. Работа этих конструкций основана на использовании внутренних физико-механических свойств материала и передаче усилий в теле конструкции непосредственно на опоры.

- Пространственные (все элементы работают совместно): перекрестно-ребристые перекрытия для куполообразной формы. Очень чувствительны к просадкам.

Пространственные большепролетные конструкции покрытия включают в себя плоские складчатые покрытия, своды, оболочки, купола, перекрестно-ребристые покрытия, стержневые конструкции, пневматические и тентовые конструкции.

Вантовые конструкции:

Несущий элемент – тросы. На тросы подвешиваются перекрытия (висячий мост). Опоры – пилоны. Могут работать как пространственные, так и как плоскостные. В отличие от других видов висячих покрытий в подвесных покрытиях несущие ванты находятся над поверхностью кровли.

Несущую систему подвесных покрытий составляют ванты с вертикальными или наклонными подвесками, которые несут либо легкие балки, либо непосредственно плиты покрытия. Ванты закреплены на стойках, расчаленных в продольном и поперечном направлениях. Подвесные перекрытия могут иметь любую геометрическую форму и выполняются из любых материалов. В подвесных вантовых конструкциях несущие стойки могут располагаться в один, два или несколько рядов в продольном или поперечном направлениях

Фермы:Все элементы работают на сжатие и растяжение, поэтому могут перекрывать большие расстояния. Ферма может быть объемной. Монтаж производят на земле, поднимают домкратами.

Балки: изготавливаются из стальных профилей, железобетонными (сборными и монолитными), деревянными (на клею или на гвоздях).

Рамы:применяют в тех случаях, когда в направлении пролета конструкция сама должна обладать жесткостью, т. е. выполнять в здании функцию поперечной диафрагмы, а также и тогда, когда необходимо уменьшить высоту ригеля до размеров, которые невозможно достичь в балках или фермах. Виды: бесшарнирными, двухшарнирными и трехшарнирными.

Рама – это пространственная либо жесткая стержневая система, в которой элементы (ригели, стойки) жестко между собой соединяются. Соединяться элементы могут во всех либо в некоторых узлах. Деревянные, железобетонные и металлические рамы служат несущими конструкциями эстакад, мостов, зданий, иных сооружений, а также они могут являться несущими элементами установок либо машин.

Своды:Свод – конструктивная система, на основе которой был создан ряд архитектурных форм прошлого (вплоть до ХХ в.), позволивших решать проблему перекрытия разнообразных зальных помещений с различным функциональным назначением. Наиболее древняя и широко распространенная система криволинейного покрытия – сводчатое покрытие. Свод – конструктивная система, на основе которой был создан ряд архитектурных форм прошлого (вплоть до ХХ в.), позволивших решать проблему перекрытия разнообразных зальных помещений с различным функциональным назначением.

Виды: Цилиндрический, сомкнутый, крестовый свод (в готической архитектуре), парусный, свод-купол, балдахин.

Пневматические конструкции: состоят из баллонов, сшитых и склеенных из воздухонепроницаемой ткани и надутых воздухом. Для сооружений временного переносного характера. Вес пневматического покрытия колеблется от 0,5 до 3 кГ/м кв.

Виды пневматических покрытий: воздухоопорные оболочки (баллоны из прорезиненной и синтетической ткани, внутри давление воздуха), пневматические каркасы и пневматические линзы.

Перекрестно-ребристые покрытия: система балок или ферм с параллельными поясами, перекрещивающихся в двух-трех направлениях. Перекрестные покрытия могут иметь дополнительное внутриконтурное опирание, что делает их весьма удобными для зданий со сложной или трансформирующейся планировкой. Строительная высота покрытия и расход материалов в этом случае могут быть значительно снижены. Плоскости пересекающихся балок или ферм могут быть как вертикальными, так и наклонными.

Материалы: металлические, железобетонные и деревянные. Расстояние между ребрами или размеры ячеек и их количество определяют общим конструктивным решением и типом заполнения верхнего пояса и принимают от 1,5 до 6 м.

Оболочки: По структуре: - Гладкие- Волнистые- Ребристые - Сетчатые

Крытый стадион на просп. Мира в Москве. Сооружение решено в виде пространственной большепролетной конструкции. Оболочка покрытия (мембрана) выполнена из стального листа.

Большепролетные конструкции используются при строительстве крыш спортивных сооружений (плавательный бассейн; крытый каток, универсальный крытый спортивный зал с теннисными кортами, волейбольной, баскетбольной, мини-футбольной площадками), производственных зданий (склады, ангары, производственные цеха) и объектов культурно-бытового назначения.

Балки Балки изготавливаются из стальных профилей, железобетонными (сборными и монолитными), деревянными (на клею или на гвоздях).

Железобетонные балки имеют большой изгибающий момент и большую собственную массу, но просты в изготовлении. Они могут выполняться монолитными, сборно-монолитными и сборными (из отдельных блоков и цельные)

Деревянные балки применяются в местностях, богатых лесом. Обычно они используются в зданиях III класса из-за их малой огнестойкости и долговечности.

Деревянные балки подразделяются на гвоздевые и клееные длиной до 30 – 20 м. Гвоздевые балки имеют сшитую на гвоздях стену из двух слоев досок, наклоненных в разные стороны под углом 45°. Верхний и нижний пояса образуют за счет нашитых с обеих сторон вертикальных стенок балки продольных и поперечных брусьев. Высота гвоздевых балок 1/6 … 1/8 от пролета балки. Вместо доща-

той стенки можно применять стенку из многослойной фанеры.

Клееные балки в отличие от гвоздевых обладают высокой прочностью и повышенной огнестойкостью даже без специальной пропитки. Сечение клееных деревянных балок может быть прямоугольным, двутавровым, коробчатым. Они изготавливаются из реек или досок на клею, уложенных плашмя или на ребро. Высота таких балок 1/10 … 1/12 от пролета. По очертанию верхнего и нижнего поясов клееные балки могут быть с горизонтальными поясами, одно- или двухскатные, криволинейные

Арки Арки в покрытиях гражданских зданий чаще всего применяются двухшарнирные или трехшарнирные, реже — бесшарнирные с защемленными опорами. Трехшарнирные арки могут быть также применены с разгружающими консолями. Арки под влиянием вертикальных нагрузок создают значительный распор в фундаментах, который тем больше, чем арка положе. Применяя затяжки, можно превратить арку, в безраспорную конструкцию, что позволяет устанавливать ее подобно балкам или фермам на колонны и стены, принятые в качестве жестких опор. Можно использовать для опирания большепролетных арок боковые пристройки, запроектированные как жесткие коробки или поперечные несущие стены, установленные в виде контрфорсов. Пользуясь отдельными полуарками, расставленными радиально, можно составить купольное шатровое покрытие, круглое в плане.. Арки, как и рамы, обладают жесткостью только в своей плоскости, поэтому при проектировании арочного покрытия следует обратить внимание на обеспечение устойчивости и на придание жесткости всему сооружению в продольном направлении. С этой целью применяются продольные балки или связи в виде горизонтальных и наклонных диагоналей при жестком креплении плит покрытия.