Архитектурные конструкции. Часть 1,2. Казбек-Казиев З.А. 1989. Архитектурные конструкции. Часть 2. Казбек-Казиев З.А. 1989. Акрыльцовходнаяплощадка
 Скачать 3.41 Mb.
|
значительнойрасположенные в углах правильного многоугольника, распор может быть воспринят затяжками, соединяющими попарно эти фундаменты. В этих случаях фундаменты работают как безраспорная конструкция (рис. ХП.23,6). Складки в отличие от оболочек формируются из тонкостенных плоских элементов, жестко скрепленных между собой под различными углами. Если сечение складки от опоры до опоры постоянно и не меняется в пролете, то такую складку называют призматической. Призматические складки в основном применяются углового и трапециевидного сечения (рис. ХП.24,а, б). Длинномерные, опертые по двум сторонам, призматические складки работают в продольном направлении как балка, а в поперечном — как ра- Рис. XII.24. Складки и-шатры: а , б — призматические пилообразные и трапецеидальные ' в — пилообразные из треугольных плоскостей г шатер с плоским верхом д — складка-капитель; е — складка-шатер со спущенными краями ж — многогранный шатер и, кл многогранные складчатые своды м — многогранный складчатый купол « — сборное складчатое призматическое покрытие (ПНР); о — сборная складка из плоских элементов (ГДР Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий Рис. XI 1.25. Складки- оболочки: а — сводчатая, собираемая из плоских элементов б плиты применяемые в складке а в—д — покрытие над универсальным спортзалом Дружба в Москве (в — фасад г — вид сверху; д — опорная складка-обо- лочка); / — плита свода опорная рядовая плита свода 3 — опорный контур 4 — затяжки 5 закладные элементы в плитах; в — сборные опоры ромбовидных складчатых оболочек 7 — ребра сборных элементов ма, распор которой наподобие цилиндрических оболочек погашается боковыми гранями смежных складок; лишь крайние складки должны быть обеспечены соответствующими бортовыми элементами. По торцам призматических складок устанавливаются ^диафрагмы жесткости, которые повторяются ив пролете. К непризматическим складкам относятся h2складкй .досву-шдьные- со сходящимися гранями, шатровые, лщядоо- уголыгого плана, с одинаковым уклоном граней со всех четырех сторон, с вод ч ат ы е и купольные рис, гм. Конструктивная высота длинномерных складок, как призматических, таки косоугольных, не должна быть меньше 1/10....1/15 главного пролета L: пролету таких складок обычно не превосходит 50 м, а в шатровых - 20 м Складки бывают монолитные и сборные, гладкие и ребристые. Монолитные складки выполняются обычно гладкими, с толщиной стенки не менее см. Сборные выполняются из плоских плит, окаймленных ребрами, высота которых принимается Vioo • • • главного пролета, а толщина самой плиты принимается в 2.. .3 раза меньше, ноне менее 3 см. При этом горизонтальные грани трапециевидных складок, которые воспринимают основные сжимающие усилия, обычно делаются в 1,5... 2 раза толще, чем наклонные грани. Утолщение граней предусматривается также в местах их угловых соединений. Складчатые покрытия могут образовывать своды с пролетами дом и выше (рис. ХП.25,а). В этом случае верхние и нижние опоры, собранные из плоских элементов, соединя- Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий 14 ? ются затяжками,_а в торцах предусматриваются треугольные опорные рамы. Сборные плиты таких сводов ребристые, прямоугольные. Складки могут быть выполнены также ив комбинации с оболочкой, как это было осуществлено на олимпийском объекте Дружба в Москве (рис. ХП.25,6). Материалом для складок служит в основном железобетон, однако складки могут быть выполнены и из клееной древесины, и из металла. Металлические складки обычно изго¥ЬвЛ"яТот из стального листа, усиленного по краям уголком. Висячие системы покрытий Висячие конструкции представляют собой один из наиболее экономичных видов покрытий, благодаря тоМу, что материал несущих конструкций работает исключительно на растяжение и несущая способность конструкций используется полностью. Основным несущим элементом для висячих покрытий могут служить металлические канаты, тросы или, как обычно их называют, ванты, металлические полосы и целые листы, металлический прокат, синтетические и^цру- гие материалы. Основной недостаток свободно провисающих несущих систем — неустойчивость их формы. Для предотвращения этого необходима стабилизация конструкций. Стабилизацию висячих покрытий выполняют по-разному: а) путем при- грузки до достижения общей массы покрытия 1 кН/м 2 (100 кГ/м 2 ), которую ветер не может вывернуть б) путем ужесточения конструкции приданием жесткости ее форме в) посредством предварительного напряже- тя несущих тросов стабилизирующими тросами. В связи с этими различают следующие виды висячих покрытий, схемы которых даны на риса) пригруженные, у которых на свободноподвешенные ванты укладываются металлические или железобетонные балки, поверх которых кладут железобетонные плиты и элементы покрытия. Плиты могут быть уложены и непосредственно на ванты. Кроме того, любая висячая конструкция, вес которой превышает 1 кН/м 2 , мо- Рис. XII.26. Виды висячих покрытий — несущие ванты (всегда выгнуты книзу 2 — предварительно напряженные, стабилизирующие ванты (всегда выгнуты кверху 3 — балки 4 — плиты покрытия 5 — мембрана 6 утяжеляющий утеплитель 7 — железобетонные плиты, подвешиваемые квантам на крюках — крюки 9 — швы между плитами, заполняемые бетоном под временной пригрузкой покрытия Ю — провисающая ферма // — ванта-струна; 12 — промежуточные опоры для свободного опирания струн 13 — распорки /4 — центральный барабан 15 — растяжки 16 — диагональные растяжки; /7 — узел соединения несущей и стабилизирующей вант Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий жет тоже считаться пригруженной. К такой, например, можно отнести первые висячие покрытия, построенные по проекту В. Г. Шухова и состоящие из тяжелых металлических лент, покрытых сверху железными листами (рис. XII.27). б) "ужесточенными" считают такие висячие системы, жеосткость которых препятствует возникновению недопустимых кинематических и упругих деформации. Сюда относятся в основном висячие предварительно напряженные оболочки (рис ХП.28, ХII.29), а также провисающие балки и фермы, очертание которых заранее согласовано с очертанием провисающей, свободноподвешенной нити. Висячие оболочки применяют круглой, овальной и прямоугольной форм в плане. Висячие предварительно напряженные оболочки обычно выполняют из железобетонных плит, которые навешивают на ванты с помощью крюков, выпущенных из торцов этих плит. Затем плиты пригружают временными нагрузками, швы между плитами заполняют бетоном и после егоза- твердения временные нагрузки снимают. При этом ванты, растянутые под пригрузкой, стремясь сжаться, создают в висячей оболочке предварительное напряжение. Предварительное напряжение висячих оболочек может быть выполнено и без пригрузки. Для этого после замоноличивания швов ванты, заранее залаженные в специальные трубки, натягивают домкрата- мй, а трубки после закрепления концов винт заполняют цеменхным раствором Круглые в плане висячие оболочки, как и другие висячие покрытия круглого плана, имеют то преимущество, что распорот покрытия погашается в круглом опорном контуре превращая конструкцию во внешне безраспорную. Это упрощает устройство опорных стоек или стен и фундаментов подними. В тоже время при чашеобразном покрытии водоотводные трубы подвешиваются в помещении под ним, что не украшает интерьер. В висячей оболочке на круглом плане можно достичь уклона к периметру при наличии центральной опоры, возвышающейся над наружным опорным кольцом. В висячих оболочках над зданиями прямоугольного плана не встречается затруднений с Рис. XII.27. Типы пригру- женных покрытий: а 1- покрытие що В. Г. Шухо- ву' (1898 г б f- покрытие из вант, балок и железобетонных плит (ФРГ, 1950 г 1 сетка из металлических полос 2 — опорные кольца 3 стоики 4 — провисающая мембрана 5 — водоотвод 6 ванты 7 — балки 8 — сборные железобетонные плиты — ферма, воспринимающая распор от вант и передающая его на боковые стены 10 — колонны под нижним поясом горизонтальной фермы 11 плита, воспринимающая распорот вант и передающая его н а боковые стены кровля Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий отводом воды, которая при небольших уклонах кровли свободно стекает к торцам здания. В таких оболочках другие сложности в каждом отдельном случае приходится находить особое, наиболее удобное решение для восприятия и передачи в грунт распора, возникающего в оболочке. При строительстве гаража в Красноярске такое решение нашли, устроив порыв виде стоек с оттяжками, заанкерен- ными в грунт. Ограждение в этом случае установили наклонно в плоскости оттяжек. Пространство между наклонным ограждением и стойками было использовано для размещения вспомогательных служб и мастерских (рис. Х11.29,а). В зданиях вокзала в Чантили, вблизи Вашингтона, и рынка на Подоле в Киеве были использованы наклонные стойки, уклон которых примерно совпадал с направлением равнодействующих от распора и вертикальной составляющей реакции (рис. ХН.29,6). 'Особое положение в висячих покрытиях занимают легкие вантовые, предварительно напряженные конструкции, вес которых обычно значительно меньше 1 кН/м 2 и устойчивость, которых обеспечивается лишь за счет предварительного напряжения конструкции покрытия. Такие покрытия выполняются в двух вариантах как од- нопоясные КОНСТРУКЦИИ (или поедва- Рис. XII 28. Висячие оболочки: и висячая сборная оболочка на круглом плане (спортарена в Монтевидео б- висячая сборная оболочка с опорой в центре (гараж, г. Киев / — опорный контур- несущие ванты 3 — плиты, подвешенные квантам на крюках 4 •— центральное кольцо с фонарем .5 — стена под опорным контуром 6 — водоотвод 7 - - июв между плитами, заполняемый бетоном при временной пригрузке покрытия -- пароизоляция; у — утеплитель 10 — гидроизоляция // — крюк для подвешивания плит квантам центральная железобетонная плита для крепления вант 13 колонны по периметру здания центральная опора поперечные Ц1вы между плитами Глава XJt. Несущие остовы, одноэтажных зданий рительнонапряженные вантовые сетки) и как двухпоясные или предварительно напряженные вантовые фермы. Ив тех ив других конструкциях различаем два вида вант несущие. которые всегда выгнуты книзу и предварительно напряженные — стабилизирующие которые всегда выгнуты" кверху. В сетчатом предварительно напряженном покрытии в г. Ралей (США) в качестве опорного контура покрытия были использованы две пересекающиеся наклонные арки, которые сами поддерживались натянутой сеткой, а стабилизировались оттяжками— стоиками, заанкеренными в землю. Распор в этой конструкции воспринимался арками и передавался на арочные опоры (рис. XII.30). Потому же принципу построены покрытия над певческими эстрадами в Таллинне и Вильнюсе. Особый вид представляют собой сетчатые покрытия, которые натянуты не на жесткий опорный контура на гибкие контурные тросы, именуемые тросами-подборами. которыеопи- раются настойки с оттяжками, а в другом направлении притянуты к ан- жённые междувантами устанавливаются распорки, асами ванты сна- ружной стороны покрытия закрепляются в контурное сжатое кольцо, выполняемое обычно из железобетона. Такое вантовое покрытие получило название велосипедное колесо (рис. ХП.31,а). В дальнейшем этот вид покрытия получил некоторое усовершенствование покрытие над спортзалом «Юби- Рис. XII.29. Висячие оболочки на прямоугольном плане: а — над гаражом в г. Красноярске б — оболочка над аэровокзалом в Чантили (США / -опорный контур 2 — висячая оболочка 3 — опорная стойка 4 — фундамент 5 —оттяжка, обетоненная как наклонная стойка 6 — анкер перекрытие внутри здания S — фундаменты под наклонными стойками Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий Рис. XII.-30. Однопоясные, сетчатые, вантовые покрытия: а — покрытие арены в США б — покрытие певческой эстрады в Таллинне; в — вантовая предна- пряженная сетка с тросами-подборами; г — сетчатое, многомачтовое покрытие выставочного павильона ФРГ в Монреале д — его план с горизонталями / — несущие ванты 2 — предварительно напряженные, стабилизирующие ванты 3 — две пересекающиеся наклонные арки — опорный контур оттяжки, используемые как каркас ограждения 5 — передняя наклонная арка 6 задняя опорная арка, опертая на стену 7 — опоры 8 — трибуны 9 — фундаменты 10 — фундамент под стену // — тросы-подборы; 12 — оттяжки 13 — анкеры 14 — мачты под верхнее опи- рание тросов-подборов; 15 — горизонтали покрытия лейный» в Ленинграде имеет несущие и стабилизирующие ванты, которые пересекаются в пролете (рис, б. Это позволило умемньшить высоту покрытия почтив два раза по сравнению с системами с непересека- ющимися вантами, без уменьшения стрел провисания несущих и стабилизирующих вант. Струнные конструкции СОСТОЯТ ИЗ вант, сильно натянутых на массивные торцевые опоры и покрытых легкими металлическими листами кровли. Для уменьшения прогиба струны на всем протяжении между торцевыми опорами подперты рамами, установленными с шагом дом. При такой конструкции прогибы покрытия не превышают • • • Vioo шага промежуточных опор. Такая конструкция используется для покрытия складов и длинных вокзальных перронов (рис. XII.31,г). Мембранные покрытия, состоящие из свободно провисающих или предварительно натянутых металлических. листов имеют то преимущество перед вантовыми конструкциями, что мембраны являются оддновременно и несущей, и ограждающей конструкцией. В тоже время к недостаткам мембранных покрытий следует отнести больший расход металла, чем в вантовых конструкциях. В Советском Союзе мембранные покрытия применены на нескольких олимпийских объектах в Москве. Такими покрыт главный крытый Олимпийский стадион на проспекте Мира. Здесь мембранное покрытие исполь- зевштоговместно с провисающими фермами, расположенными радиально над овальным контуром стадиона. Они предназначены для монтажа мембран и придания жесткости по Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий Глава ХП. Несущие остовы одноэтажных зданий 3 крытию. Наружным концом фермы крепятся к внешнему железобетонному контуру, а внутренним — к центральной кгеталлической платформе с "растянутым овальным контуром- Над Верхними поясами ферм натянута металлическая мембрана — несущий элемент кровли. Другой принцип стабилизации мембраны применен в универсальном спортзале в Измайлове. Металлический лист закреплен в прямоугольном (в плане) опорном контуре (рис. XII.32, a) Отвод воды с этой провисающей мембраны осуществляется за, счет высоких отметок диагональных металлических лент, те. меньшей стрелы провисания этих лент, на которые опирается мембрана.Такая свободно провисающая мембрана при - -тружена утеплителем и гидроизоляционным ковром, вес которых обеспечивают ее устойчивость при воздеист- вии ветра. Третий тип мембранного покрытия смонтирован над велотреком в Кры- латском. Оно состоит из двух мембран- ран двоякой кривизны, натянутых на пересекающиеся метйлические арки. Внутренние apки связаны между собой металлическими фермами, пространство между которыми" служит для освещения велотрека дневным светом (рис. ХИ.32,6). Помимо металла висячие конструкции могут быть выполненыи из дерева, что особенно важно для районов, богатых лесом. Пример такого решения приведен на рис. XII.32, в. Покрытие состоит из провисающих деревянных ребер, один конец которых шарнирно прикреплен к деревянной арке, расположенной над серединой зала, а другойконец опирается на криволинейный опорный контур, тоже из дерева. На ребра уложены доски, которые вместе с утеплителем и гидроизоляционным ковром образуют кровлю над спортзалом. Важным элементом висячих покрытий является опорный контур Обычно опорный контур имеет прямоугольное сечение и изготовляется из железобетона, как монолитного, таки сборного. При круглом и овальном планах контура его ширину принимают от 1/40 до 1/60 пролета, а высоту от 1 /2 до 1/4 ширины. Ширина прямолинейного опорного контура принимается от 1/8 до 1/15 расстояния между опорами, а высота — от 1/1,5 доз ширины. Указанные величины могут быть приняты как предварительные и уточнены расчетами. Опорный контур служит для крепления висячего покрытия, передающего на него растягивающие усилия. Провисающие фермы обычно крепятся к нему на шарнирах. Мембраны могут привариваться к стёржням, которые затем крепятся к контуру подобно вантам. Крепление вант может быть выполнено намертво, те. без регулирования натяжения, или с возможностью такого регу- лирования. 1 При устройстве натяжных устройств, позволяющих подтягивать ванты, придавая им требуемое напряжение, применяют несколько способов: закрепление вант в шарнирах и натяжение с помощью муфт пропуск вант через опорный контур и упор в него снаружи с помощью натяжных гаек и т. п. Крепление покрытия квантам выполняется несколькими способами в зависимости от вида покрытия. Если покрытие свегопрозрачное и состоит из синтетических листов, армированных проволокой, то крепление их выполняется обычными .проволочными, скрутками. При этом, чтобы предот-' Р и с . X I I . 3 1 . Двух поясные, предварительно напряженные ист рунные покрытия а — двухпоясное на круглом плане над аудиторией (США б тоже, над Дворцом спорта «Юбилейный» в Ленинграде в — двухпоясное на прямоугольном плане над Дворцом спорта в Стокгольме г — струнное покрытие / — несущие ванты 2 — стабилизирующие ванты 3 распорки 4 — центральный барабан с фонарем 5 — опорный контур 6 — стоики 7 — трибуны оттяжки 9, 10 — кольцевые связи жесткости // — подвешенная платформа для оборудования диагональные растяжки 13 — оттяжки 14 — анкеры 15 — массивные крайние опоры для натяжения струн 16 — промежуточные поддерживающие опоры Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий вратить протекание через проделанные для скруток отверстия, сверху наклеивается еще один слой неарми- рованного синтетического листа (рис. ХП.ЗЗ). Если в покрытии применен стальной или алюминиевый лист гофрированный, с утеплителем или без него, крепление выполняется с помощью стержней, приваренных к листу. При закругленных гофрах крепление может быть осуществлено крюками, пропущенными через верхнюю волну гоф- ры, над которой устанавливается гайка с резиновой шайбой, закрывающей отверстие. Покрытие из трехслойных утепленных панелей крепится на прокладке из гетинакса, закрепляемой на пластинках, одновременно скрепляющих и пересечение вант. При этом верхние пластины панелей могут свари- ваться. Покрытие типа висячей оболочки монтируют на крюках, на которых сборные железобетонные плиты под- Рис. XII.32. Мембранные покрытия, деревянное висячее покрытие: а мембранное покрытие универсального спортзала в Москве б — велотрек в Крылатском; в — деревянное висячее покрытие над спортзалом (Франция / — опорный контур 3 — мембрана усиление мембраны в целях получения уклона кровли к периферии 4 — стойки под опорным контуром наклонная арка, опертая на колонны 6 — центральные металлические арки 7 — связи между центральными арками 8 — опортл арок 9 — трибуны 10 стойки под трибунами // — центральная арка из клееной древесины 12 — поперечные провисающие ребра 13 — опорный железобетонный контур 14 — колонны, поддерживающие одорный контур 15 — фундаменты под центральной аркой 16 — световые проемы между колоннами 17 — трибуны 18 — деревянные опорные арки над железобетонным опорным контуром дощатое покрытие по поперечным провисающим ребрам 20 — продольные ребра под дощатым покрытием Глада XII. Несущие остовы одноэтажных зданий вешивают к несущим тросам. В швах между панелями, в которых несущих тросов нет, панели соединяют с помощью выпущенной из бетона арматуры, которую сваривают. Панели временно пригружаются, и швы между ними замоноличиваются. После затвердения бетона в швах временная нагрузка снимается и тросы, растянутые под временной нагрузкой, стремясь сжаться, обжимают железобетонное висячее покрытие, превращая его в предварительную напряженную висячую оболочку. Важным конструктивным моментом у всех висячих покрытий является восприятие распора. В конструкциях с круглым или овальным в плане контуром распор полностью в нем погашается контур в основном работает на сжатие и лишь при отдельных неравномерных положениях нагрузки воспринимает также и некоторые изгибающие моменты. Такая конструкция висячего покрытия внешне без- Продолжение рис. XII.32 Глада XII. Несущие остовы одноэтажных зданий __ 15 Глава XII. Несущие остовы одноэтажных зданий распорная, те. вертикальные опоры воспринимают вертикальные усилия. Иначе обстоит дело с прямолинейным контуром. Опоры здесь воспринимают от покрытия как вертикальные нагрузки, таки распор, передавая равнодействующую от этих усилий на фундамент. В этих случаях часто опорам придают наклонную форму, стем чтобы равнодействующая проходила возможно ближе коси опоры при разных положениях нагрузки на покрытии (риса, ж). Большие значения распора при горизонтальной подошве фундамента могут вызвать сдвижку фундамента вдоль плоскости подошвы чтобы этого не произошло, иногда приходится давать соответствующий уклон подошве фундамента. В тех случаях, когда проект сооружения позволяет соединить противолежащие фундаменты железобетонными ребрами или распорками, горизонтальные усилия в фундаментах могут быть ими погашены Рис. ХП.ЗЗ. Детали висячих покрытий: |