Системы состоящие из металлических канатов тросов или металлических полос и целых листов

Обновлено: 18.05.2024

Металлоконструкции в архитектуре » Конструкции, активные по форме. Висячие конструкции

Висячие конструкции являются несущими системами, работающими по принципу активной формы, которая адаптируется своим абрисом внешней нагрузке. Основным преимуществом висячих конструкций является то, что в них предусмотрено действие только растягивающих усилий. Это обуславливает наиболее эффективную работу стали, позволяет перекрывать значительные пролеты и создавать сложные поверхности.

При этом основным недостатком висячих конструкций является то, что они, как правило, занимают большой строительный объем, который не всегда удается полностью использовать для основной функции здания. Кроме того, гибкие системы обладают повышенной деформативностью и при заземлении силового потока вызывают появление распорных горизонтальных усилий.

Классификация висячих конструкций

Основу висячих конструкций составляет нить – гибкий провисающий стержень (или полоса), который работает на растяжение и несет поперечную нагрузку в пролете. Ванты – это тип нитей, имеющие криволинейную форму, обусловленную свободной длиной и гравитационным действием внешних усилий.

В отличие от вант, струны – это нити, в которых действует предварительное напряжение растяжения, которое позволяет сохранять прямолинейность.

Различают конструкции с гибкими и жесткими нитями. Гибкие нитевые конструкции организуются из круглой стали или канатов.

Канаты – тип сечения, который выполняется в виде сплетенных прядей стальных волокон. По расположению в канатах прядей различают в основном спиральные и семипрядные канаты. Кроме того, канат может быть закрыт опоясывающими пучками прямых элементов для предупреждения проникновения коррозии. С этой же целью канаты могут быть пропитаны и покрыты нейлоном или поливинилхлоридом, а также смазаны и оцинкованы.

Канаты большего диаметра изготавливаются за рубежом и могут быть импортированы при необходимости. Жесткие нити выполняются из прокатных и сварных профилей – полос, листов, труб, двутавров и т. д. Применение жестких вантовых элементов оправдано в конструкциях со значительными пролетами, где критическим фактором является деформативность несущей системы.

По конструктивной схеме различают однопоясные, двухпоясные, перекрестные и комбинированные системы покрытий быстровозводимых зданий. Однопоясные покрытия наиболее просты в исполнении, однако являются свободно провисающими и деформативными.

Из-за малого веса они подвержены риску изменения кривизны – выхлопыванию вследствие действия отрицательного давления, которое может возникать на кровлях. Из-за этого однопоясные системы могут требовать балластного пригруза в виде железобетонных плит и т. д.

Перекрестные системы избавлены от этого недостатка, так как имеют в одном направлении основные ванты, а в другом – стабилизирующие, не дающие покрытию выхлопывать вверх. Двухпоясные системы фактически являют собой вантовые фермы, однако с обоими растянутыми поясами. Геометрически неизменямые висячие системы, имеющие стабилизирующие и иные элементы, также называют вантовыми. Геометрия покрытий, образованных системами из нитей, может быть самой разнообразной – от плоскостных поверхностей, формирующихся из струн, до гиперболических параболоидов и поверхностей переменной кривизны.

Эффективность канатов обуславливает их широкое применение в различных комбинированных системах, где оправдано использование растянутых элементов – навесах, мостах и т. п.

Особенности проектирования висячих конструкций

Поскольку в гибких элементах действуют только растягивающие усилия, их рассчитывают на растяжение. Кроме того, следует обязательно учитывать, что любая гибкая нить обладает начальным провисанием и не сразу воспримет растягивающее усилие. Поэтому для включения в работу ванты подвергают обязательному предварительному напряжению.

Элементы из канатов при предварительном напряжении вытягиваются, поскольку имеют свивку, что должно быть учтено при конструировании. Также при расчете гибких элементов обращают особое внимание на динамические эффекты, так как нити подвержены резонансным явлениям при ветровых пульсациях.

При небольших пролетах или расстояниях между узлами креплений к жестким элементам до 9 м растянутые нити могут быть выполнены из круглой стали.

Таким образом, в частности, организуют затяжки в шпренгельных балках либо арках, а также растянутые связи между основными несущими конструкциями.

При больших пролетах применяются гибкие элементы из канатов. В свою очередь, при пролетах более 300-400 м может возникнуть необходимость применения жестких вант. Рациональная высота сечения нитей при этом ориентировочно составляет 1/80-1/150 перекрываемого пролета. В двухпоясных радиальных системах эффективным является применение жесткого либо гибкого внутреннего растянутого кольца, на которое сходятся вантовые элементы, визуально и конструктивно разгружая систему.

Одним из серьезных вопросов проектирования висячих систем является заземление силового потока. Как правило, несущие конструкции быстровозводимых зданий, активные по форме, имеют отрицательную кривизну очертаний, а значит, нуждаются в опорном контуре, который должен находиться выше поверхности земли и воспринимать усилия от вант. Из-за этого в контуре появляются значительные сжимающие и моментные усилия, и поэтому его конструкция должна быть достаточно жесткой. По этой причине опорные контуры в основном выполняют в виде железобетонных опор или тяжелых стальных ферм.

Висячие системы как конструктивный инструмент архитектурной формы

Висячие, вантовые конструкции являются одними из наиболее архитектурно привлекательных конструктивных систем. Они обладают максимальной визуальной легкостью и дают возможность реализации множества выразительных форм.

С использованием вант возможны различные варианты конструкции кровли, для обеспечения как наиболее простых типов функционального пространства, например, прямоугольного, так и сложного, такого как Millennium Dome.

1. Конструкция не требует добавочной опоры, но конструктивно невыгодна из-за повышенных изгибающих моментов в ригеле

2. Наиболее выгодная с конструктивной точки зрения система. Кроме основной, требует добавочной опоры, во внешнем пространстве между которыми может быть обустроен проезд

3. Конструктивно приемлема, но требует добавочной опоры, занимая внешнее пространство с дополнительным землеотводом

Элементы висячих вантовых конструкций, как правило, оставляют визуально открытыми во внутреннем пространстве. Кроме того, они могут обеспечивать добавочные функции, такие как подвешивание систем освещения или организацию зенитных фонарей.

Вантовые конструкции могут быть незаменимыми в тех случаях, когда внутреннее функциональное пространство здания должно быть целостным, и постановка колонн и промежуточных опор не представляется возможной. В то же время висячие системы имеют ограниченное применение из-за своей специфики – большого строительного объема и невозможности воспринимать сжимающие и моментные усилия. Иногда в таких случаях более рациональными оказываются системы из жестких вант, приближающие конструкцию к типу активности по вектору.

Несущий остов зданий с висячими системами конструкций

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 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/м2 (100 кГ/м2), которую ветер не может вывернуть; б) путем «ужесточения» конструкции — приданием жесткости ее форме; в) посредством предварительного напряжения несущих тросов стабилизирующими тросами.

В связи с этим и различают следующие виды висячих покрытий:

а) пригруженные, у которых на свободно подвешенные 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/м2, может тоже считаться пригруженнои. К такой, например, можно отнести первые висячие покрытия, построенные по проекту В. Г. Шухова и состоящие из тяжелых металлических лент, покрытых сверху железными листами.

б) "ужесточенными" считают такие висячие системы, жеосткость которых препятствует возникновению недопустимых кинематических и упругих .деформации. Сюда относятся в основном висячие предварительно напряженные оболочки, а также провисающие балки и фермы, очертание которых заранее согласовано с очертанием провисающей, свободно подвешенной 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 его затвердения временные нагрузки снимают. При этом ванты, растянутые под пригрузкои, 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 домкратами, 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 распор от покрытия погашается в круглом опорном контуре превращая конструкцию во внешне безраспорную. Это упрощает устройство опорных стоек или стен и фундаментов под ними. В то же время при чашеобразном покрытии водоотводные трубы подвешиваются в помещении под ним, что не украшает интерьер.

Висячие и мембранные системы . Достоинства и недостатки . Опорные конструкции

Висячими называют покрытия, в которых основные элементы пролетной несущей конструкции работают на растяжение. В растянутых элементах наиболее полно используются высокопрочные материалы, поскольку их несущая способность определяется прочностью, а не устойчивостью. Работа на растяжение, позволяющая полностью использовать всю площадь сечения каната, и высокая прочность материала приводят к тому, что вес несущей конструкции относительно мал и эффективность применения висячих конструкций возрастает с увеличением пролета.

Классификация

• 1. Однопоясные системы (а)

• 2. Двухпоясные системы (б)

• 3. Перекрестные системы (в)

• 4. Мембраные покрытия

• 5. Комбинированные системы (г)

Виды подвешенных покрытий:

мачтовые,
башенные
мостовые.

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 другие материалы.

Основной недостаток свободно провисающих несущих систем — неустойчивость их формы. Для предотвращения этого необходима стабилизация конструкций. различают следующие виды висячих покрытий: а) пригруженные, у которых на свободно подвешенные ванты укладываются металлические или железобетонные балки, поверх которых кладут железобетонные плиты и элементы покрытия. б) ужесточенными считают такие висячие системы, жесткость которых препятствует возникновению недопустимых кинематических и упругих деформаций, Сюда относятся в основном висячие предварительно напряженные оболочки.

Стабилизация мачтовых покрытий, представляющих обычно металлический каркас с легким заполнением, выполняется с помощью оттяжек, заанкеренных в грунт. Стабилизация башенных подвешенных покрытий обычно обеспечивается массой самого покрытия, подвешенного к достаточно массивной башне. Жесткое железобетонное мостовое покрытие поддерживается подвесками, закрепленными к вантам по аналогии с несущими вантами висячих мостов.

Мембранные покрытия представляют собой пространственную конструкцию, состоящую из тонкого металлического листа и жесткого опорного контура. Тонкий лист обладает пренебрежимо малой изгибной жесткостью, поэтому работает главным образом на растяжение, что позволяет наиболее полно использовать несущую способность металла и по сравнению с другими плоскостными и пространственными конструкциями получать минимальную массу покрытия. Отличительная особенность мембранных покрытий от других типов висячих конструкций—совмещение в одном материале несущих и ограждающих функций, за счет чего достигается дополнительное облегчение конструкции н снижение металлоемкости.

Мембранные тонколистовые покрытия в зависимости от характера работы можно разделить на два типа — ленточные покрытия и мембранные оболочки. Ленточные покрытия образуются из отдельных, не связанных между собой лент и работают подобно однопоясной вантовой конструкции. К этому типу относят также системы из переплетенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях лент, а также двухслойные седловидные предварительно напряженные покрытия с утеплителем и без утеплителя между слоями. В покрытиях из переплетенных лент достигается совместная работа лент двух направлений, повышается жесткость конструкции при неравномерной нагрузке.

В мембранных оболочках отдельные ленты при помощи сварки, высокопрочных болтов или клепки сопрягаются в сплошную пространственную конструкцию, способную воспринимать сдвигающие усилия. Благодаря этому мембранные оболочки обладают большей несущей способностью и жесткостью по сравнению с ленточными мембранами, требуют меньшего расхода материала на пролетную конструкцию н позволяют совместно с различными решениями контура создавать интересные архитектурно-конструктивные формы.

Мембранные покрытия, как и вантовые системы, стабилизируют пригрузом покрытия; предварительным напряжением оболочки путем притягивания мембраны к опорному контуру; изменением геометрии покрытия с помощью натяжения вантовых ферм; притягиванием поперечных балок к основанию оттяжками; введением в конструкцию изгибно-жестких элементов в виде криволинейных ферм или балок.

Мембранные покрытия представляют собой сложные многократно статически неопределимые системы. Их напряженное состояние зависит от совместной работы мембраны и опорного контура, формы поверхности и характера приложения нагрузки.

Висячие конструкции

строительные конструкции, в которых основные элементы, несущие нагрузку (тросы, кабели, цепи, сетки, листовые мембраны и т.п.), испытывают только растягивающие усилия. Работа В. к. на растяжение позволяет полностью использовать механические свойства высокопрочных материалов (стальной проволоки, капроновых нитей и др.), а незначительный вес их даёт возможность перекрывать сооружения с наибольшими пролётами. В. к. сравнительно просты в монтаже, надёжны в эксплуатации, отличаются архитектурной выразительностью. Недостатками В. к. являются наличие распоров (см. Распорная система) и большая деформативность под действием местной нагрузки. Для восприятия распоров устраиваются анкерные фундаменты или так называемые контурные конструкции (кольца, опоясывающие по периметру В. к.). Уменьшение деформативности В. к. достигается введением стабилизирующих элементов — оттяжек, раскосов, балок жёсткости, дополнительных поясов, а также приданием В. к. формы, допускающей предварительное напряжение. Геометрически неизменяемые В. к., выполненные из прямолинейных элементов (вантов), называются вантовыми.

В. к. могут быть плоскими и пространственными. Простейший вид плоской В. к. — закрепленный на опорах трос с подвешенными к нему элементами, воспринимающими местную нагрузку. Современные плоские В. к. применяются главным образом в висячих мостах (См. Висячий мост), висячих покрытиях, канатных дорогах, подвесных переходах трубопроводов (рис. 1) и т.п.

Пространственные В. к. применяются в основном в покрытиях общественных и промышленных зданий больших пролётов. Впервые В. к. покрытий были предложены и осуществлены В. Г. Шуховым в 1896 при строительстве павильонов Нижегородской выставки, в том числе центрального здания инженерно-строительного павильона в виде круга в основании с наружным диаметром 68 м. За рубежом начало развития современных В. к. покрытий относится к 30-м гг. 20 в. Значительное распространение они получили после 2-й мировой войны. Пространственные В. к. покрытий весьма разнообразны; они различаются способами повышения их стабильности и жёсткости, а также особенностями конструктивного решения: однопоясные, двухпоясные, седловидные и др.

Однопоясные висячие покрытия — системы параллельных тросов, сетки или мембраны, образующие цилиндрические или параболоидные поверхности. Поперечная нагрузка на несущие элементы передаётся обычно через настил. Повышение жёсткости конструкций достигается увеличением веса настила либо его омоноличиванием, превращающим систему в висячую оболочку (См. Оболочка), а при лёгких настилах — введением вантовых оттяжек (рис. 2). Двухпоясные висячие покрытия представляют собой предварительно напряжённые системы, состоящие из криволинейных поясов, обращенных выпуклостью в противоположные стороны.

Седловидные висячие покрытия обычно состоят из систем пересекающихся тросов (вогнутых и выпуклых), образующих сетку, либо представляют собой оболочку в форме гиперболического параболоида. Большинство таких конструкций выполняется с предварительным напряжением. Крупным шагом в развитии В. к. явилось сооружение в 1953 в США (штат Северная Каролина) по проекту архитектора М. Новицкого Роли-арены — здания с седловидным висячим покрытием (рис. 3).

В. к., возводимые обычно без применения лесов (с помощью лёгких подъёмных механизмов), позволяют снизить стоимость строительства и сократить его сроки, что делает их перспективными, отвечающими растущей потребности в зданиях и сооружениях с большими пролётами.

Лит.: Соботка З., Висячие покрытия, пер. с чешского, М., 1964; Косенко И. С., Висячие конструкции покрытий, М., 1966; Дмитриев Л. Г., Касилов А. В., Вантовые покрытия, К., 1968; Качурин В. К., Статический расчет вантовых систем, М. — Л., 1969.

Висячие системы покрытий

Стабилизацию висячих покрытий выполняют по-разному:

а) путем пригрузки до достижения общей массы покрытия 1 кН/м2 (100 кГ/м2), которую ветер не может вывернуть;

б) путем ужесточения конструкции — приданием жесткости ее форме;

в) посредством предварительного напряжения несущих тросов стабилизирующими тросами.

В связи с этим и различают следующие виды висячих покрытий, схемы которых даны на рис. XII.26:

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, жесткость которых препятствует возникновению недопустимых кинематических и упругих деформаций, Сюда относятся в основном висячие предварительно напряженные оболочки (рис. XII.28, X1I.29), а также провисающие балки и фермы, очертание которых заранее согласовано с очертанием провисающей, свободно подвешенной 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 его затвердения временные нагрузки снимают. При этом ванты, растянутые подпригрузкой, 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 заложенные в специальные трубки, натягивают домкратами, а трубки после закрепления концов винт заполняют цементным раствором.

Круглые в плане висячие оболочки, как и другие висячие покрытия круглого плана, имеют то преимущество, что распор от покрытия погашается в круглом опорном контуре, превращая конструкцию во внешне безраспорную. Это упрощает устройство опорных стоек или стен и фундаментов под ними. В то же 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 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 опоры в виде стоек с оттяжками, заанкеренными 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. XII.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/м2 и устойчивость которых обеспечивается лишь за счет предварительного напряжения конструкции покрытия. Такие покрытия выполняются в двух вариантах: как однопоясные конструкции (или предварительно напряженные вантовые сетки) и как двухпоясные (или предварительно напряженные вантовые фермы)

И в тех и в 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 — стойками, заанкеренными в землю. Распор в этой конструкции воспринимался арками и передавался на арочные опоры (рис. XI 1.30). По тому же принципу построены покрытия над певческими эстрадами в Таллинне и Вильнюсе.

Особый вид представляют собой сетчатые покрытия, которые натянуты не на жесткий опорный контур, а на гибкие контурные тросы, именуемые тросами-подборами, которые опираются на стойки с оттяжками, а в другом направлении притянуты к анкерам. Комбинируя стойки и анкеры, к которым крепится вантовая сеть, можно покрыть большую площадь, как это было сделано в павильоне ФРГ на Международной выставке 1967 г. в Монреале (Канада),

Вантовые фермы можно возводить как на круглом, так и на прямоугольном плане: они представляют собой двухпоясные предварительно напряженные вантовые системы. При круглом варианте в центре покрытия находится барабан, состоящий из двух растянутых металлических колец, верхнего и нижнего, соединенных между собой стойками или металлической стенкой. К нижнему кольцу крепятся несущие ванты, к верхнему — стабилизирующие, предварительно напряженные; между вантами устанавливаются распорки, а сами ванты с наружной стороны покрытия закрепляются в контурное сжатое кольцо, выполняемое обычно из железобетона. Такое вантовое покрытие получило название велосипедное колесом (рис. ХII.31).

В дальнейшем этот вид покрытия получил некоторое усовершенствование: покрытие над спортзалом Юбилейный в Ленинграде имеет несущие и стабилизирующие ванты, которые пересекаются в пролете (рис. XII.31,б). Это позволило уменьшить высоту покрытия почти в два раза по сравнению с системами с непересекающимися 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 до 12 м. При такой конструкции прогибы покрытия не превышают 1/50-1/100 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 одновременно и несущей, и ограждающей конструкцией. В то же время к недостаткам мембранных покрытий следует отнести больший расход металла, чем в ван-товых конструкциях.

В Советском Союзе мембранные покрытия применены на нескольких олимпийских объектах в Москве. Так, ими покрыт главный крытый Олимпийский стадион на проспекте Мира. Здесь мембранное покрытие использовано совместно с провисающими фермами, расположенными радиально над овальным контуром стадиона. Они предназначены для монтажа мембран и придания жесткости покрытию.

Наружным концом фермы крепятся к внешнему железобетонному контуру, а внутренним — к центральной металлической 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,а). Отвод воды с этой провисающей мембраны осуществляется за счет высоких отметок диагональных металлических лент, т. е. меньшей стрелы провисания этих лент, на которые опирается мембрана. Такая свободно провисающая мембрана пригружена утеплителем и гидроизоляционным ковром, вес которых обеспечивают ее устойчивость при воздействии ветра.

Третий тип мембранного покрытия смонтирован над велотреком в Крылатском. Оно состоит из двух мембран двоякой кривизны, натянутых на пересекающиеся металлические арки. Внутренние арки связаны между собой металлическими фермами, пространство между которыми служит для освещения велотрека дневным светом (рис. ХН.32,6).

Помимо металла висячие конструкции могут быть выполнены и 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 другой конец 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, так и 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 до 1/3 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 стержням, которые затем крепятся к контуру подобно вантам. Крепление вант может быть выполнено намертво, т. е. без регулирования натяжения, или с возможностью такого регулирования.

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 к вантам выполняется несколькими способами в зависимости от вида покрытия. Если покрытие светопрозрачное и состоит из синтетических листов, армированных проволокой, то крепление их выполняется обычными проволочными скрутками. При этом, чтобы предотвратить протекание через проделанные для скруток отверстия, сверху наклеивается еще один слой неармированного 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 гофры, 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 свариваться.

Покрытие типа висячей оболочки монтируют на крюках, на которых сборные железобетонные плиты подвешивают 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 распорная, т. е. вертикальные опоры воспринимают вертикальные усилия.

Иначе обстоит дело с прямолинейным контуром. Опоры здесь воспринимают от покрытия как вертикальные нагрузки, так и распор, передавая равнодействующую от этих усилий на фундамент. В этих случаях часто опорам придают наклонную форму, с тем чтобы равнодействующая проходила возможно ближе к оси опоры при разных положениях нагрузки на покрытии (рис. XII.34,а, 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.

На рис. XII.34,е приводится пример рационального погашения распора от покрытия в здании с закругленными торцами, представляющими собой вертикально поставленные своды. В местах перехода этих сводов — криволинейной стены в прямолинейную — они стянуты затяжками, погашающими в сводах распор, поэтому горизонтальные усилия от висячего покрытия передаются на стены и на фундамент и погашаются в нем встречными направлениями этих усилий, вследствие чего весь ленточный фундамент под наружными стенами сооружения работает как обычный, безраспорный.

Подвешенные конструкции — это жесткие несущие конструкции, подвешенные на вантах, находящихся над ними. Различают три основных вида подвешенных покрытий: мачтовые, башенные и мостовые (рис. XI 1.35).

Читайте также: