Своды (гладкие, ребристые, ребристо-кольцевые, сетчатые), гипары, своды оболочки. Конструктивные схемы

Конструкции покрытий сводчатых очертаний могут быть распорны­ми (распорные своды) и безраспорными (своды-оболочки). Рассмотрим распорные своды.

По конструктивному исполнению их можно раз­делить на гладкие, ребристые, волнистые, складчатые, сетчатые, структур­ные, а также сплошные, двухслойные и трехслойные. По форме покрытия -на цилиндрические, стрельчатые, параболические, полигональные (призма­тические) бочарные, тороидальные. По способу передачи распора - на фун­даменты, поддерживающие конструкции и затяжки.

Гладкие своды однослойные, сплошные и двухслойные обычно при­меняют для небольших пролетов (до 4м) в закрытых переходах и световых фонарях.

Гладкие трехслойные своды имеют обшивки из листовых материалов (фанера, стеклопластик) и средний слой из пенопласта, сотопласта.

Расчетной схемой свода является трехшарнирная арка шириной на панель или 1 м. Методика расчета панели на прочность аналогична расчету плоских панелей покрытия с дополнительным учетом продольной силы.

Ребристые своды имеют одну или две обшивки из листового матери­ала (стеклопластик, водостойкая фанера) и деревянные, пластмассовые или металлические ребра.

Статический расчет ребристого свода выполняют по схеме двух- или трехшарнирной арки на нагрузки от собственного веса конструкции, снега и ветра. Для расчета выделяют полосу шириной, равной ширине панели.

Волнистые своды наибольшее распространение получили в пласт­массовых покрытиях пролетом до 18-20 м, из фанерных элементов двоякой кривизны до 30 м.

Лотковые пластмассовые элементы волнистых сводов обычно изго­тавливают из полиэфирного стеклопластика (светопрозрачного или несве-топрозрачного) толщиной 1 - 4мм, шириной пояса 0,75 - 1,6 м, при высоте поперечного профиля до 0,6 м.

Общий расчет волнистых элементов ведут как арочных конструкций. Местный расчет лотков в поперечном направлении зависит от конструктив­ных особенностей и формы элементов.

Складчатые своды чаще всего выполняют из ромбических элемен­тов, согнутых по большой диагонали.Ромбические панели состо­ят из контурных ребер и обшивок. Обшивки делают из одного или двух сло­ев листового материала - стеклопластика, фанеры. Ребра могут быть стеклопластиковыми, фанерными или деревянными.

Кружально-сетчатые своды представ­ляют собой пространственную конструкцию, которая состоит из отдельных, поставленных на ребро стандартных элементов - косяков, идущих по двум пересекающимся направлениям и образующих ломаные винтовые линии.

Кружально-сетчатые своды в поперечном сечении имеют снаружи круговое или правильное многоугольное очертание. В первом случае верх­няя грань косяков имеет близкое к круговому эллиптическое очертание, а во втором - ломаное. Распор покрытий воспринимается либо металлическими затяжками, либо непосредственно опорами.

В зависимости от способа узлового соединения косяков различают два конструктивных варианта кружально-сетчатых сводов:

с узлами на шипах;

с металлическими связями в узлах.

Гипары:

Гипары представляются наиболее подходящей для дерева формой оболочек, поскольку они имеют прямолинейные образующие. Это седловидные покрытия, сформированные в решетчатые мембраны двумя видами вант. Одни из них несущие, а вторые, располагаемые под углом, - напрягающие. По периметру ванты заделывают в замкнутый контур, гасящий распор, в виде наклонных или вертикальных арок, кольца или пояса сложной формы.

Могут быть:

-клеедощатые

-на гвоздях

По форме:

-симметричные

-несимметричнные

-сомкнутые

57. Складки, структуры. Конструктивные схемы.

Складчатое покрытие представляет собой поверхность, образованную из сис-мы наклонных плоских граней, к-рые примыкают одни к другим под углом по длинным сторонам и опираются по коротким на торцевые диафрагмы или ребра. Форма поверхности складок м.б. треугольной, трапецевидной, прямоугольной. Складки изг из древесных и полимерных мат-ов. В качестве граней складок м.б. применены: клееные, клеефанерные, ДСП, дощато-гвоздевые балочные эл-ты и плоские трехслойные пластмассовые панели. Для повышения поперечной жесткости складок используют распорки, ребра жесткости или затяжки, устанавливаемые по длине складки. По конструктивному оформлению складки м.б. тонкостенными, ребристыми или трехслойными. Пролет складок-расст м-ду осями опорных зл-ов, обычно не превышает 20-25м, но может достигать 30.4м. Отношение стрелы подъема к пролету 1/2-1/9(дерево), 1/15-1/18(полимер). Угол уклона граней 20-45. Ширина складок из дерева 1.8-6.8м, из полимеров до 1м, толщина не менее (1/20-1/30)l.

Расчет: 1. Собирается нагрузка. 2. К-ция рассм как пластинка.

Структуры –пространственные плиты и оболочки, состоящие из регулярно-стержневых или регулярно-пластинчатых образований. Структуры бывают цельнодерев. и металлодерев. Кол-во пересекающихся в одном узле балок или ферм, а также их отклонение от вертикали дают самые разнообразные структуры. Пролет структурных плит 12-28м. Высота балочных эл-ов структуры 1/16-1/30 пролета. Общая устойчивость системы м. обеспечиваться настилом или второстепенными балками. Наиболее распр решение узловых соединений явл. соед на нагелях с помощью металлических пластинок. Расчет структуры – статический (с использованием программных комплексов на основе метода КЭ).

Преимущества:

1. Масса 1м2 45 кг с утеплителем. 2.Расход стали- 10кг на м2. 3.Расход дерева – 0.03м3 на м2. 4. Трудоемкость -1.72 на м2.

58. Пневматические конструкции (воздухоопорные, воздухонесомые). Конструктивные схемы, материал, усилия

Пневматические конструкции, называемые иногда надувными, -представляют собой оболочки из воздухонепроницаемых тканей или пленок, которые работают в сочетании с воздухом, находящимся внутри под избыточным давлением. Эти конструкции могут в виде однослойных оболочек образовывать покрытия пролетом до 60 м, без промежуточных опор. В виде отдельных элементов они могут служить элементами каркаса покрытий пролетом до 15 м. Возможны также комбинации этих видов конструкций.

Пневматические конструкции, основным материалом которых являются ткани или пленки, характеризуются предельно малой объемной массой до 2 кг/м², транспортабельностью, возможностью их быстрого возведения, поскольку для их подъема в проектные положения они должны быть только прикреплены к опорам и наполнены воздухом. Эти конструкции имеют широкую область рационального применения в качестве легких сборно-разборных покрытий временного (сроком до 10 лет) использования различного назначения (складов, мастерских, зрелищных, спортивных и жилых помещений и др.). На строительных площадках они могут быть применены в качестве временных укрытий и опалубки, в сельском хозяйстве — в качестве покрытий теплиц. Могут применяться отдельные небольшие пневматические стойки, балки, мачты и плотины.

Основным материалом при изготовлении пневматических конструкций являются воздухонепроницаемые ткани, состоящие из синтетических текстилей и эластичных покрытий на основе стойких против старения резин, полихлорвинила или других смол.

Певматические конструкции делятся:

— воздухоопорные;

— воздухонесомые (пневмокаркасные).

Пневматические конструкции представляют собой оболочки из воздухонепроницаемых тканей или пленок, которые работают в сочетании с воздухом, находящимся внутри под избыточным давлением. Эти конструкции могут в виде однослойных оболочек образовывать покрытия пролетом до 60 м, без промежуточных опор. В виде отдельных элементов они могут служить элементами каркаса покрытий пролетом до 15 м. Возможны также комбинации этих видов конструкций.

Воздухоопорные конструкции являются основным, наиболее распространенным видом пневматических конструкций. Они отличаются простотой и возможностью перекрывания значительных до 60 м пролетов. Воздухоопорная конструкция состоит из оболочки, сжатого воздуха, опорного контура, входного шлюза и воздуходувной установки. Оболочка образуется одним слоем ткани и может иметь сферическую форму в виде купола или усеченного снизу шара или цилиндрическую в виде свода с цилиндрическими, сферическими тканевыми или плоскими жесткими торцами. Края оболочки крепятся к опорному контуру и шлюзу.

Сжатый воздух, наполняющий оболочку, должен находиться под постоянным избыточным давлением небольшой величины. Опорный контур покрытий выполняется в виде ленточного бетонного фундамента или в виде анкеров, винтовых свай или карманов, запыленных песком. Входной шлюз в большинстве случаев имеет жесткую каркасную конструк­цию с тканевым покрытием.

Воздуходувная установка размещается внутри или вне оболочки.

Расчет воздухоопорных конструкций производят, как гибких предварительно напряженных оболочек на жестком опорном контуре, с учетом того, что ткань или пленка может воспринимать только растягивающие напряжения. Расчетные сопротивления ткани вдоль рулона существенно выше, чем поперек.

Оболочку рассчитывают на нагрузки от снега р, на отрицательное давление — отсос ветра q и внутреннее давление воздуха Р_иизб. Незначительной собственной массой оболочки можно пренебрегать. Можно также не учитывать некоторое изменение формы оболочки в результате растяжения ткани.

Снеговая нагрузка уменьшает напряжения в горизонтальных сечениях и поэтому не учитывается. В вертикальных же сечениях она увеличивает напряжения ниже края снегового покрова и учитывать ее обязательно.

Пневмокаркасные конструкции состоят из отдельных пневмоэлементов, представляющих собой герметически замкнутые баллоны круглого сечения диаметром 0,2—0,5 м прямолинейной или изогнутой формы.

Эти конструкции имеют малую несущую способность и применяются при небольших пролетах.

Расчет пневмоэлементов производят на действие усилий от расчетных нагрузок, которые могут быть определены общими методами строительной механики и внутреннего, избыточного давления. Расчет производят по прочности ткани оболочек, общей и местной устойчивости.