Большепролетные и пространственные несущие покрытия, конструктивное решение

Необходимость устройства большепролетных покрытий (9 м и более) в основном возникает при проектировании общественных и промышленных зданий. Общественные здания с большими пролетами – это зрелищные, спортивные, торговые, выставочные, учебные и др. здания зального типа. В промышленных зданиях устройство таких покрытий необходимо по требованиям технологического процесса – в цехах с громоздким оборудованием (тяжелое машиностроение), в зданиях ТЭЦ, АЭС, в ангарах для самолетов и т. п. зданиях.

Большепролетные покрытия классифицируются по следующим признакам:

1) по конструктивной системе:

а) плоскостные покрытия:

– большепролетные настилы выполняются пролетами 9, 12, 15, 18 и 24 м в виде тонкостенных железобетонных ребристых плит или плит коробчатого сечения – см. рис. 3.50. Такие настилы одновременно являются несущей и ограждающей конструкцией покрытия и применяются в общественных и жилых зданиях.

Рис. 3.50. Типовые сборные железобетонные настилы покрытий:

а – ребристая;

б – сводчатая;

в – двухконсольная типа 2Т;

г– коробчатого сечения;

д – настил-воздуховод

– балки, фермы,арки и рамы (см. рис. 3.51) являются несущими конструкциями в большепролетных покрытиях и устанавливаются на колонны каркаса или на несущие стены здания с шагом 6 или 12 м с последующей укладкой на них плит покрытия или металлического профилированного настила. Пролет балок составляет 9 ¸ 18 м, ферм – 18 ¸ 96 м, рам и арок – 12 ¸ 80 м.

Рис. 3.51. Плоскостные несущие конструкции покрытий:

а – типовые сборные железобетонные балки;

б – типовые сборные железобетонные фермы;

в – двухшарнирная металлическая рама пролетом 80 м

б) пространственные покрытия:

– своды, купола,оболочки, складки отличаются большим разнообразием форм и применяются при проектировании как общественных, так и промышленных зданий – см. рис. 3.52, 3.53. Большинство данных конструкций покрытий одновременно выполняют несущие и ограждающие функции в здании.

Пространственные большепролетные покрытия являются наиболее перспективными и экономичными. Выбор геометрических форм пространственных конструкций производят с учетом функциональных, градостроительных и эстетических требований, а также условий рациональной статической работы и членения поверхностей на сборные элементы, отвечающие индустриальности изготовления и монтажа.

Пролет пространственных покрытий может составлять 18 ¸ 100 м;

– висячие покрытия, в которых основными несущими конструкциями являются гибкие тросы, воспринимающие только растягивающие усилия – см. рис. 2.43.

Висячие покрытия состоят из трех основных частей: несущей конструкции, опорных контуров и плит ограждения. В качестве несущих конструкций применяются вантовые (тросовые) системы, комбинированные системы из вант и балок, а также вантовые фермы. Висячие покрытия отличаются высокой прочностью, гибкостью, долговечностью, а также малым расходом стали. Данный тип большепролетных покрытий применяется при проектировании общественных и промышленных зданий с пролетами 18 ¸ 100 м.

2) По материалу:

а) металлические;

б) железобетонные;

в) деревянные (пролетом до 30 м).

Рис. 3.52. Основные формы большепролетных пространственных покрытий:

а – цилиндрический свод;

б – крестовый свод;

в – сомкнутый свод;

г – купол;

д – парусный свод;

е– пологая оболочка;

ж – бочарный свод;

з – лотковый свод;

и– поверхность в форме гиперболического параболоида;

к – покрытие из четырех оболочек в форме гиперболического параболоида

Рис. 3.53. Складчатые пространственные покрытия (складки):

а – балочная;

б – арочная

Рис. 3.54. Висячие пространственные покрытия:

а– плоское,

б – пространственное двоякой кривизны;

в – пространственное горизонтальное