Составные железобетонные складки.

Покрытие образуют отдельные складки, соединенные между собой. В средней зоне образуются проемы в виде вытянутых многоугольников. В центре – многогранные элементы, ограничивающие границы проемов (эти элементы повышают пространственную жесткость конструкции и уменьшают растяжение в нижней части складки). Противоположные углы проемов соединяют стержневыми элементами (распорками, затяжками).

Металлические решетчатые складки – пространственные конструкции, состоящие из плоских решетчатых граней (в виде ферм), расположенных наклонно так, что образуют в сечении треугольные или трапециевидные фермы, одинаковые по всей длине волны.

Преимущественно в виде однопролетных систем.

Применяют при пролетах 18-40 м (если пролет до 18м складки возводят из плоских решетчатых ферм полной заводской готовности)

Высота складок в пределах 1/10 – 1/15 пролета.

Их опирают на стальные или ж/б колонны с затяжками по оголовкам, на подстропильные металлические фермы или на стены здания.

Треугольные складки наиболее простые в изготовлении (чаще применяются). Для граней таких складок применяются различные решетки с геометрически неизменяемыми ячейками:

Крестовая решетка более практична (элементы работают только на растяжение => можно проектировать их из гибких высокопрочных стальных профилей).

 

Деревянные складки

По конструктивному исполнению могут быть:

· сплошностенчатыми

· ребристыми

Сплошностенчатые – сечение покрытия сплошное, плиты складок представляют собой склеенные пакеты досок.
Применяются складки в виде плит, обшитых с обеих сторон фанерой или листовым пластиком. Каркас плиты состоит из продольных, поперечных и диагональных ребер. Пустоты заполняют утеплителем.

Пролет деревянных складок (обычно треугольного профиля): до 24-30 м.

Высота складок: 1/4 - 1/10 пролета

Угол наклона плит к горизонтали: 20-45 градусов.
Толщина плит: 100-150 мм

 

Примеры применения складчатых конструкций в архитектуре:

Курский вокзал в Москве

Советский павильон на ЭКСПО-70

Здание Даниловского рынка в Москве

 

 

2.3.2. Оболочки нулевой (положительной) и отрицательной (двоякой) кривизны. Купола. Что называется, оболочкой. Материал, габариты. Привести примеры покрытий с различной формой плана.

Оболочка – это криволинейная, тонкостенная конструкция, толщина которой очень мала по сравнению с остальными размерами.

Материалы: ж/б, аргоцемент (дороже), клеедеревянные, металлические (реже)

Габариты: пролет от 24 м до 100,180,200м.

Методы возведения: сборные(ж/б), монолитные, сборно- монолитные.

Способы опирания: длинные опоры или на стены фундамента.

По форме: разнообразны

По способу образования:
1. Способ переноса. Перенос образующей линии прямолинейной или криволинейной, вдоль направляющей, лежащей в плоскости перпендикулярной плоскости образующей.

2. Способ вращения. Вращения вокруг оси, лежащей в ее плоскости.

По кривизне:

- нулевая или положительная кривизна (пологие и цилиндрические оболочки)

- отрицательной или двоякой кривизны (жесткие оболочки –гипары, гиперболические параболоиды)

А) оболочка нулевой кривизны

Б) оболочка положительной кривизны

В) покрытие из составных гипаров

Г) схема из сочетания гиперболических параболоидов

I – составляющие оболочки

 

 

 

а, г – нулевой; б, д – положительной; в, е – отрицательной гауссовой кривизны;

 

Оболочки в виде гиперболических параболоидов из крупноразмерных плит: 1 – плиты; 2 – контурные затяжки; 3 – коньковые балки

 

Конструктивные схемы составных оболочек с различной формой плана (размеры в метрах):

а, б – секториальные оболочки с осесимметричным планом;

в – оболочка в виде крестового свода;

г, д – оболочки на вытянутом плане

Купола.

Это пространственная конструкция с криволинейным (чаще круглым) или многоугольным планом. Имеют криволинейное или многоугольное очертание в вертикальной плоскости.

Конструктивные схемы: купола оболочки (гладкие или ребристые), ребристые, ребристо – кольцевые и сетчатые.

Материалы: см. оболочки

Габариты: от 24м до 120м (монолитные ж/б)

А) Монолитный купол (разрез и план): 1 – криволинейная плита, 2 – нижнее опорное кольцо.
Б) Купол из крупноразмерных цилиндрических плит (разрез и план): 1 – плиты, 2 –верхнее кольцо, нижнее опорное кольцо.
В) Ребристо – кольцевой купол (разрез и план): 1 – ребра-полуарки, 2- горизонтально кольцевые балки, 3- криволинейные плиты, 4 – опорное кольцо.

 

2.3.3. Перекрестно – ребристые и перекрестно – стержневые (структурные). Область применения. Основные габариты и варианты опирания конструкций.

Структура – единое целое из частей. Дает широкие возможности формообразования многократно повторяемых одним элементом. Новый аналитический стройматериал в отличии от конструктивного материала.

Преимущества:

-обтекает форму,

-работает в двух или нескольких направлениях,

- небольшая высота (эконом. пространства)

- подвесной потолок – легко прикрепить

- подъемно – транспортное оборудование тоже легко (до 5т)

- на слабых и просадочных грунтах отлично

- в многоугольных планах

Наиболее эконом. Структуры 1:1, 1:1.2

Из металла (прокаты, трубы) сборка на земле, далее поднятие на рабочую отметку, компактная упаковка.

Опирание происходит из нескольких вариантов:

И т.п.

Перекрестно ребристые. Обычные плоские балки и фермы, могут пересекаться в двух или трех направлениях, оч. жесткая связь в узлах. Работа ее приближена к работе одной плиты. (перекрестно – ребристые плиты из балок, а перекрестно – стержневые из ферм)

Материалы.
1. Металлические балки – прокатные, двутавровые. H = 1/25: 1/35 от пролета

2. Деревянные балки. H = 1/16: 1/25 от пролета. (ниже пример крепления)

Так же это бывает пространственная сетка, которая воспринимает крутящие моменты, возникающие при прогибе системы. Жесткие сплошные или решетчатые диски. – ПСПК (металлические перекрестно-стержневые пространственные конструкции):

- система МАРХИ

- ЦНИИСК

- и др.

Экономичность определяется системой узлового соединения, структура «типо модуль»

30х30, 36х36, от 2 до 6 метров, толщина 1, 4
(Тупалев. Звездчатые купола 120 м)

 

снизу слева фото того, как перекрестно стержневые нам показала дудина, а справа скрин из книги пономарева

 

Варианты решения опорных структур.

2.3.4. Висячие (вантовые) и комбинированные конструкции (фермы, однопоясные и двухпоясные, висячие оболочки, подвесные мачтовые и башенные). Характеристика. Область и примеры применения.

Висячими конструкциями – называются конструкции образованные системой тросов (канатов). Работающих в основном на растяжение, как правило конструкция имеет опору на контур.

Преимущества:

- полное использование несущей способности высокопрочной стали

- малый собственный вес

- разнообразие форм и архитектурная выразительность

- высокая сесмостойкость

Недостатки:

-повышенная деформативность

- необходимость устройства дополнительных конструкций для восприятия распора

- относительная трудность водоотвода

Висячие покрытия – покрытия, у которых основная несущая конструкция, перекрываюая пролет. Работает на растяжение.

Вантовые покрытия – покрытия, пролетная часть которых образована сетью несущих гибких нитей (вант) с последующей укладкой на нее ограждающих элементов для обеспечения их совместной работы между собой и с опорным контуром.

 

Комбинированные висячие покрытия – покрытия, пролетная часть которых состоит из гибких вант и жестких элементов, работающих на изгиб.

 

Ванта – прямолинейный или провисающий стержень, работающий на растяжение, не несущий поперечной нагрузки в пролете.

 

Канат – гибкий стержень из тонких стальных проволок, объединенных в систему путем свивки, прошивки, склеиванием и другими способами.

 

Трос – разновидность каната, в котором проволоки свиты в пряди, а пряди – в канат.

 

Материалы

Гибкие нити висячих покрытий обычно выполняют из канатов, а при малых пролетах иногда используют круглую сталь.

Жесткие нити проектируют из фасонного проката, а для мембран применяют тонколистовой прокат (3 − 6 мм).

 Канаты бывают витые и невитые из высокопрочной проволоки диаметром более 1,5 мм (по соображениям антикоррозионной стойкости − и до 6 мм).