Комбинированные железобетонные покрытия в виде сочетаний оболочек, составных складок, шпренгелей, вант

12.09.2020

С целью увеличения несущей способности и пространственной жесткости, а также разнообразия архитектурных решений применяют покрытия, представляющие собой комбинации оболочек, шпренгелей, вант, составных складок. Комбинированные складчатые покрытия могут быть вспарушенные или висячего типа.

Многоволновое покрытие, включающее центральный куполообразный элемент, снабжают вантами с разветвленными концами, которые закрепляют на оголовках опор (рис. 2.5.23). При этом на средние участки вант опирают центральный элемент, а на разветвленные концы вант — оболочки отрицательной гауссовой кривизны, соединенные с центральным элементом.

Покрытие является двухъярусной конструктивной системой, которая характеризуется значительной жесткостью. Верхний ярус покрытия в опорной зоне образован вантами, которые стабилизируются оболочками отрицательной гауссовой кривизны. Нижний ярус образован складками. Покрытие близко к «конструкции равного сопротивления», особенно при работе на поперечную силу.

Большепролетное покрытие с вытянутым планом (рис. 2.5.24) имеет вид складки с криволинейными гранями в виде боковых оболочек. Торцевые части покрытия образуются оболочками, сопряженными между собой по смежным контурам. Торцевые оболочки соединяют по продольной оси сооружения несущим арочным элементом, к которому снизу крепятся ванты, объединенные посредством связей с арочным элементом. Боковые оболочки опирают на центральные продольные ванты и опорные контурные элементы. Центральные продольные ванты и связи могут выполняться сдвоенными, причем между ветвями вантового элемента располагают жесткие распорки.

Такая комбинированная конструкция может выполняться с пролетами 120...150 м.

На рис. 2.5.25 показано купольно-складчатое покрытие, которое образуют сопряженными складками висячего типа. Опорный контур компонуется из торцевых диафрагм складчатого профиля. В средней части покрытия располагают двухпоясной центральный элемент. Покрытие снабжено радиальной системой из чередующихся вант, арочных ребер и сборных плит, причем ванты и ребра закреплены на поясах центрального элемента и на контуре. Кроме того, покрытие снабжено диагонально-перекрестной системой ребер, причем как арочные ребра, так и ванты проходят через точки пересечения указанной диагонально-перекрестной системы ребер.

Увеличение пролета и повышение пространственной жесткости по сравнению с обычными куполами достигается за счет того, что радиальная подсистема арочных ребер и вант подкреплена диагоподсистемой ребер, причем узлы второй подсистемы совпадают с ребрами и вантами первой подсистемы.

Достигается также снижение материалоемкости покрытия по сравнению с обычными куполами применением рациональных технических решений складчатых пространственных элементов, состоящих из арочных ребер, эффективно работающих на сжатие, вант, расположение которых соответствует эпюрам приконтурных усилий и изгибающих моментов. Эти эпюры отражают явление краевого эффекта.

Поскольку максимальные значения моментов и усилий возникают в зонах примыкания покрытия к опорному контуру и центральному элементу, их эпюры примерно соответствуют очертаниям вант складчатых элементов купола. Плиты складчатых оболочек объединяют для совместной работы радиальные ребра и ванты. Высота поперечных сечений складок переменная и максимальная у опорного контура и центрального элемента. Уменьшение высоты поперечных сечений складок также отражает явление краевого эффекта в приконтурной и центральной зонах составного покрытия.

Складки можно скомпоновать из унифицированных цилиндрических плит с выпуклыми диагональными ребрами. Сочетаниями этих элементов можно аппроксимировать исходную поверхность гиперболических параболоидов.

Совокупность всех описанных выше факторов позволяет скомпоновать рациональную конструктивную схему купольно-складчатого покрытия висячего типа пролетами до 120...150 м.

Покрытие, показанное на рис. 2.5.26 и в табл. 2.5.1, содержит железобетонные оболочки двоякой кривизны, сопряженные по контурам и снабженные сходящимися наклонными стальными элементами. Узлы этих элементов соединены между собой горизонтальными стержнями или вантами с образованием ячеистой «сотовой» системы. Здесь повышение несущей способности составного покрытия достигается путем создания пространственной комбинированной двухъярусной конструкции. Верхний ярус этой конструкции состоит из сопряженных оболочек двоякой кривизны, а нижний ярус — из многоугольной ячеистой подсистемы.

Верхний ярус покрытия и наклонные стальные элементы работают в основном на сжатие, а нижний — на растяжение. В зависимости от архитектурных, функциональных и статических требований ячеистая «сотовая» система может быть плоской или вписанной в поверхность двоякой кривизны, причем ячейки могут быть из 5- и 6-угольников, квадратов, треугольников, ромбов, трапеций и т. д. Рисунок подсистемы в значительной степени зависит от формы плана оболочки.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна