Архитектура ->  Фермы, арки, конструкции 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39

x rf;J/\.>

Рис. 12.4. Схемы составных полигональных оболочек:

а, б- с осесимметричным многоугольным; в - квадратным; г - прямоугольным; д - вытянутым многоугольным; е - пятиугольным планом

кривизны и план треугольной или трапециевидной формы. Наличие центрально-радиального каркаса в виде пересекающихся арок позволяет выполнить технологичный монтаж, обеспечить устойчивость и малую деформативность покрытия при больших - до 120 м - пролетах.

Рациональным типом составных покрытий являются купольно-складчатые оболочки. Это конструкции, в верхней части которых располагаются злементы жесткости в виде центральной оболочки положительной кривизны или кольца, образующего световой проем, а в нижней - боковые складчатые оболочки, опертые по периметру (многоугольник, окружность, овал) на фундаменты или контрфорсы {рис. 12.5). Такие покрытия можно использовать при пролетах до 150 м. В сборном варианте предпочтительны конструктивные схемы, в которых применяются железобетонные цилиндрические плиты 3x6 м.

Рис. 12.5. Примеры составных купольно-складчатых оболочек

Особый вид представляют составные висячие покрытия. Они образуются сочетанием оболочек с различной геометрией поверхности и достаточно сложной фор.мой плана с включением в работу ребер жесткости, контурных элементов, затяжек и др. Конструктивные схемы висячих покрытий получаются из схем полигональных оболочек (рис. 12.6). Их работа приближается к традиционным висяч и.м коне тру кция.м.

Многообразие конструктивных форм покрытий дополняют вспарушенные и висячие складки, которые сочетают преимущества составных оболочек и складчатых конструкций (рис. 12. 7). Такие системы позво.тяют перекрывать пролеты до 150 м.

С целью увеличения несушей способности и пространственной жесткости создают покрытия, прсдставляюище собой комбинации обо.точек и составных складок (рис. 12.8). Комбинированные складчатые покрытия могут быть вспару-шенного или висячего типа. В первом случае покрытие образуют складкой и центральной оболочкой, которая подкрепляет складку, увеличивая при этом жесткость конструкции. Во втором случае многоволновое покрытие, включающее центральную оболочку и боковые элементы, снабжено вантами, закрепленными на опорах. Про.леты таких конструкций хюгуг составлять 80... 100 м.

Разработана конструктивная схема покрытия с оболочками положительгюй кривизны в виде линзообразных элементов и висячими складками. Расчеты показали, что такое сочетание конструктивных элементов позволяет увеличить пролеты ск.ладок с 18...24 до 60...80 .м. При этом наибо,льший эффект получают для многопролетных зданий, где расход стали может быть уменьшен на 25...30 % по сравнению с традиционными складками.

Комбинированное покрытие в виде складки с криволинейными граняхит - боковыми и торцевыми оболочками - может использоваться при пролетах 120... 150 м.

Составное покрытие комбинированного типа с циклическим планом может быть выполнено из двух концентрически расположенных наружной м внутренней частей, представляющих собой сопряжещшю трапециеви.щые или треугольные оболочки. Другим вариантом является купольно-складчатое покрытие в виде сопряженных складок висячего типа, снабженное радиальной системой череду-югцихся вант и арочных ребер. Такую систему можно скомпоновать из цилиндрических элементов или складок с поверхностью гипара. Эта конструктивная схема позво.ляет перекрывать пролеты 120... 150 м.

Конструктивные решения рассмотренных выше покрытий даны в [14].

Расчет составных оболочек практически может быть выполнен только с применением эффективных алгоритмов, реализуемых компьютерными сред-ствами. Универсальным является метод конечных элементов, вычислительные операции которого сводятся к решению системы .тинейных алгебраических уравнений. Однако во многих случаях, особенно на первых стадия.х проектирования, требуется дать приближенную оценку работе конструкций .для соио-став.1ения вариантов, определения размеров сечения элементов, технико-эко-нохнгческих показателей и т.п.

2 3 7 4 5 2 3

-г N

•А--------S

1 е)

Рис. 12.6. Схемы составных висячих покрытий;

а - оболочка с квадратным планом (/ - колонны; 2 - боковые оболочки отрицательной кривизны; 3 - ванты; 4 - центральные криволинейные ребра; 5 - центральная оболочка положительной кривизны; 6 - наружный контур покрытия; 7 - дополнительные тросы; 8 - распорки; 9 - плиты); 6 - оболочка центрической композиции (/ - радиальные несущие элементы - ванто-вые фермы; 2 - центральное кольцо; 3 - наружное полигональное кольцо; 4 - составляющая оболочка положительной кривизны); в, г, д, е - складчатые оболочки с радиальными вантами (/ - складчатая оболочка; 2 - опора; 3.4 - верхний и нижний пояса радиальных двухпоясных вант; 5, б - внутренние и наружные кольцевые элементы; 7 - оболочки положительной кривизны)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39