Арки трикутного обрису, їх конструкція та розрахунок

Статичні схеми дерев’яних рам

Рамні конструкції є одними з найбільш поширених типів несучих конструкцій. Вони добре вписуються в поперечний переріз більшості виробничих і громадських будівель.

Рамні конструкції належать до класу розпірних.

Дерев'яні рами зазвичай застосовують однопрогонові при прольотах

12... 30 м.

У світовій практиці будівництва зустрічаються рами прольотом до 60 м.

Рами класифікуються за кількома ознаками.

- За статичною схемою рами можуть бути:

1) трьохшарнірними (статично визначеними)

Рис. 1 - Трьохшарнірна рама

2) двохшарнірними жорстко опертими (такі рами є статично невизначені)

Рис. 2 - Двохшарнірна жорстко оперта рама

3) двохшарнірними шарнірно опертими (теж статично невизначені)

Рис. 3 - Двохшарнірна шарнірно оперта рама

Найбільш поширеними є трьохшарнірні рами, тому що в статично визначених системах не відбувається перерозподілу зусиль при деформації від тривало діючого навантаження, що забезпечує відповідність їх розрахунковим зусиллям.

 

Конструкції дерев’яних рам

- За конструктивним вирішенням розрізняють:

1) рами, котрі виготовляються на місці будівництва;

2) рами заводського виготовлення.

Рами місцевого виготовлення з дощок і брусів збирають безпосередньо на будівельному майданчику. У цих рамах використовуються переважно податливі види з'єднань: болти, цвяхи, упори.

Ригель та стійки таких рам можуть мати суцільний переріз або виконуватись у вигляді гратчастих систем.

а) б) в)

Рис. 4 – Рами,котрі виготовляються на буд майданчику:

а) з підкосами в карнизному вузлі; б) з опорними підкосами; в) з гратчастими стійками.

До рам розглянутих вище відносяться також рами з перехресною стінкою на цвяхах. Конструкція таких рам аналогічна конструкції балки з перехресною стінкою на цвяхах.

Рами місцевого виготовлення відрізняються великою кількістю вузлів і вимагають великих затрат праці і високоякісних матеріалів, тому більш поширені рами заводського виготовлення - клеєні рами.

Залежно від технології виготовлення або використовуваних матеріалів клеєні рами можна поділити на три групи:

1) гнутоклеєні (з клеєних по пласту дощок);

2) дощатоклеєні з прямолінійних елементів;

3) клеєфанерні, що мають дощаті пояси і стінки з водостійкої фанери.

Рис. 11 –Види гнутоклеєних рам

 

Рис. 13. Види клеєфанерних рам

Розрахунок дерев’яних рам

Розрахунок рами виконують в такій послідовності:

1) статичний розрахунок, тобто обчислення зусиль в елементах рами від дії зовнішніх навантажень (сніг, вітер), власної ваги рами і ваги покриття;

2) перевірка перерізів рами;

3) розрахунок вузлів рами.

При статичному розрахунку визначають зусилля і будують епюри M, N, Q від дії рівномірно розподіленого навантаження окремо від власної ваги конструкцій, від снігового навантаження ліворуч, праворуч від гребеневого вузла і на всьому прольоті, а також- від дії рівномірно розподіленого навантаження від вітру зліва і справа.

При висоті стійки до 4 м розрахунок на вітрове навантаження можна не проводити.

Зусилля визначаються методами будівельної механіки в характерних точках по периметру рами, наприклад А, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Кількість точок визначається характером епюр.

Для прикладу покажемо епюри M, N, Q від рівномірно розподіленого навантаження ліворуч від гребеневого вузла.

Рис. 16 - Епюри M, N та Q

Доцільно спочатку визначити зусилля і епюри від рівномірно розподіленого одиничного навантаження (q₁ = 1), а потім з урахуванням коефіцієнта k = q/q₁, (де q - реальне навантаження, q₁ - одиничне навантаження) визначати зусилля від реальних навантажень.

В результаті статичного розрахунку визначаються розрахункові зусилля в перетинах рами при основних і додаткових сполученнях навантажень:

а) розрахункова постійна і тимчасова на всьому прольоті;

б) постійна на всьому прольоті, тимчасова - на половині прольоту;

в) за схемами а і б в поєднанні з вітром.

Перевірка перетинів рами

Найбільш напруженими перерізами по нормальним напруженням, якщо звернути увагу на епюри M і N, для рам є карнизні вузли, а для рам з підкосами – перерізів біля кінців підкоса в місцях примикання його до стійки і ригеля.

1. Розрахунок на міцність елементів трьохшарнірних рам в їх площині допускається виконувати за правилами розрахунку стиснуто-згинаних елементів з розрахунковою довжиною, яка дорівнює довжині піврами по осьовій лінії:

2. Стійкість плоскої форми деформування трьохшарнірних рам допускається виконувати за формулою:

Криволінійні ділянки гнутоклеєних рам

Рис. 17 - Криволінійна ділянка гнутоклеєної рами

Криволінійні ділянки гнутоклеєних рам при відношенні h / r ≥ 1 / 7 (h - висота перерізу, r - радіус кривизни центральної осі криволінійної ділянки) належить розраховувати

Тут під час перевірки напруження по внутрішній кромці розрахунковий момент опору необхідно множити на коефіцієнт k_rb:

Розрахунок вузлів рами.

Для рам заводського виготовлення виконується розрахунок опорного і гребеневого вузлів. Опорні шарнірні вузли клеєних рам можуть бути дуже різноманітними.

Покажемо кілька варіантів опорних вузлів:

Рис. 18 - Варіанти опорних вузлів

Для всіх варіантів опорних вузлів поздовжня стискаюча сила N сприймається зминанням вздовж волокон деревини стійки. У цьому випадку перевірку виконують за формулою:

Поперечна сила Q може передаватися на фундамент через болти або глухарі, що кріплять стійку до сталевих елементів, заанкерених у фундамент. У цьому випадку розраховується кількість болтів, що сприймають силу Q.

В іншому варіанті опорного вузла поперечна сила передається через дерев'яний брусок або через вертикальний лист сталевого черевика. У цьому випадку

Гребеневий вузол найчастіше вирішується з дерев'яними накладками на болтах, хоча можливі й інші варіанти гребеневого вузла (при великих величинах поперечної сили), наприклад, з металевими з'єднувальними деталями.

Рис. 19 - Гребеневий вузол

Кількість болтів розраховується з умови сприйняття ними поперечної сили.

Лобові упори з'єднання ригелів розраховують на зминання під кутом і вздовж волокон на дію поздовжньої сили N.

 

Розрахунок ферм.

Порядок розрахунку ферм такий же, як і порядок розрахунку плоских несучих дерев'яних конструкцій:

1) статичний розрахунок;

2) підбір перерізу елементів ферми;

3) розрахунок вузлів.

Розрахунку ферм передує збір навантажень. Навантаження, що діють на ферму, складаються з постійного (від власної маси ферми та огороджуючих конструкцій покриття) і тимчасового (найчастіше тільки від снігу).

Статичний розрахунок ферми зводиться до визначення зусиль від зовнішніх навантажень в елементах ферми. Для всіх стержнів визначається значення поздовжньої сили N, а для верхнього поясу ще й згинальний момент M.

Визначення зусиль в стержнях можна робити графічно або аналітично. При цьому в схемах сегментних ферм криволінійні осі панелей верхнього поясу на ділянках між сусідніми вузлами замінюють хордами, що стягують ці дуги.

Зусилля визначають окремо:

1) для випадку завантаження сніговим рівномірно розподіленим навантаженням на половині прольоту;

2) для випадку завантаження сніговим навантаженням на всьому прольоті;

3) для випадку завантаження постійним навантаженням (власна вага ферми і вага огороджувальних конструкцій покриття) на всьому прольоті ферми.

Доцільно спочатку визначити зусилля від одиничного навантаження, а потім, помноживши на величини фактичних навантажень, отримати істинне значення зусиль у стрижнях.

При обчисленні зусиль у середніх розкосах враховують два випадки: коли розкіс стиснутий і коли розтягнутий.

 

Розрахункові зусилля в стержнях визначаються при наступних двох комбінаціях навантажень:

 

1) Рівномірно розподілене постійне навантаження на всьому прольоті, тимчасове (сніг) - на половині прольоту ферми.

2) Рівномірно розподілене постійне і тимчасове навантаження на всьому прольоті ферми.

Склепінчасті покриття

Несуча просторова конструкція (покриття, перекриття) опуклої криволінійної форми. Під навантаженням зазнає переважно стиску, відзначається наявністю розпору — горизонтальної реакції опор (див. Розпірна система в будівельній механіці). Розпір звичайно сприймається затяжками, контрфорсами, поперечними стінами, а також (якщо опори С. розміщено на рівні землі) фундаментами. Найпростішим за конструкцією і найпоширенішим є циліндричне С. (мал.) з обрисом у поперечному перерізі по колу, параболі, еліпсу тощо. Розрізняють також С. хрестове, зімкнуте, дзеркальне, купольне (див. Купол), парусне (див. Паруси в архітектурі) та ін. С., У сучасному буд-ві для пром., громад., с.-г. будинків, складів та ін. споруд застосовують С. -оболонки, дерев'яні склепінчасті клеєні конструкції

 

Ребристі склепіння

Ребристі склепіння мають одну або дві обшивки з листового матеріалу (склопластик, водостійка фанера) і дерев'яні, пластмасові або металеві ребра. В опалюваних будівлях між обшивками розміщують утеплювач з пінопласту або мінераловатних плит. Для скорочення числа монтажних елементів секцію склепіння проектують з двох частин. Форма поверхні покриття може бути різноманітною, але найчастіше циліндричної або стрілчастої. Збірні елементи з'єднують виступаючими ребрами за допомогою стяжних болтів, що забезпечують необхідну щільність для герметизації стиків. Ребра склепінь можуть бути криволінійними з клеєних елементів або з одиночних дощок на ребро, з'єднаних між собою зубчастим клейовим з'єднанням або фанерними накладками.
Прикладом збірних ребристих склепінь можуть бути склепінні покриття складських приміщень, показані на мал. 1Х.1, а, б. Стрілчасте склепіння прольотом 12 і 18 м складається з криволінійних клеєфанерних панелей шириною 1,5 м з двома обшивками з водостійкої фанери. Для з'єднання суміжних панелей болтами запроектовані виступаючі ребра. Для складів мінеральних добрив доцільно використовувати склопластикові болти. Склепіння спирається безпосередньо на фундаменти.
Склепінчасте багатогранне покриття (рис. IX. 1, б) з дощатих ребер і склопластикової обшивки прольотом 12 і 18 м розроблено для складів мінеральних добрив. Складається з двох монтажних блоків в кожній секції, що стикуються в конику болтами. Діагональні елементи каркаса призначені для збільшення жорсткості і забезпечення стійкості тонкої обшивки (2-3 мм). Для підвищення природної освітленості частина блоків або всі блоки можуть мати обшивки зі світлопроникних поліефірного склопластику.
Статичний розрахунок ребристого склепіння виконують за схемою двох-або трьохшарнірної арки на навантаження від власної ваги конструкції, снігу та вітру. Для розрахунку виділяють смугу шириною, рівній ширині панелі. При визначенні наведених геометричних характеристик перерізу (F, W, J) враховують різні модулі пружності матеріалів (деревини, фанери, склопластику і т. д.).

Хвилясті склепіння

Хвилясті склепіння найбільшого поширення набули в пластмасових покриттях прольотом до 18-20 м, хоча є розробки хвилястих склепінних покриттів прольотом 30 м з фанерних елементів двоякої кривизни.
Лоткові пластмасові елементи хвилястих склепінь зазвичай виготовляють з поліефірного склопластику (світлопрозорого або не світлопрозорого) товщиною 1-4 мм, шириною 0,75-1,6 м, при висоті поперечного перерізу до 0,6 м. Елементи з'єднуються внахлест на клею або на болтах. Шви герметизуються сткложгутом або стрічкою на поліефірному клеї. Обрис поперечного перерізу лоткових елементів може бути найрізноманітнішим. На рис. IX.l, в) показано склопластикове світлопроникне склепінчасте покриття, прольотом 18 м. Елементи склепіння являють собою оболонку двоякої кривизни, посилену ребрами-діафрагмами з еліптичним обрисом осі. Для кращої світлопроникності елементи армовані тільки одним шаром скломату.
Загальний розрахунок хвилястих елементів ведуть як аркових конструкцій. Місцевий розрахунок лотків в поперечному напрямку залежить від конструктивних особливостей і форми елеменівтів.

Складчасті склепіння

Складчасті склепіння найчастіше виконують з ромбічних елементів, зігнутих по великій діагоналі (рис. IX.2). Ромбічні панелі складаються з контурних ребер і обшивок. Обшивки роблять з одного або двох шарів листового матеріалу - склопластику, фанери. Ребра можуть бути склопластиковими, фанерними або дерев'яними. Для утеплених покриттів вводять шар пінопласту. Склопластикові складчасті склепіння з ромбічних панелей мають проліт до 20 м і використовуються для покриття спортивних, торговельних, складських, виробничих та інших будівель. На рис, IX.2 показано склепінчасте покриття, збиране із склопластикових тришарових панелей товщиною 48 мм з розміром діагоналей 3 і 6 м. Дверні прорізи у покритті розміщують в торцях і бічних сторонах склепіння. Деякі елементи виконані світлопрникними.

Розрахунок склепіння з ромбоподібних складчастих елементів можна виконати як розрахунок аркової смужки шириною, рівній ширині панелі. При цьому площа поперечного перерізу арки вважається постійною, а момент інерції змінним. Усереднений момент інерції поперечного перерізу арки можна визначити з рівняння

Розрахунок на місцеве навантаження трикутної грані зводять до розрахунку на зосереджену силу круглої пластинки радіусом , Вписаною в трикутний контур. Прогин трикутної платівки під точкою додатків сили визначають з виразу

 

Складки

Поверхня складок утворена похилими плоскими гранями.

Складки виконують в однорядовому і багаторядному варіантах.

 

Багаторядові складки: тонкостінні і ребристі. У першому випадку переріз покриття може бути суцільним (склеєні між собою дощаті настили) або каркасним (до каркасу із брусів висотою до 15 см на цвяхах і клею з одного боку або двох сторін кріпляться обшивки з фанери, деревостружкових плит або дощок).

У другому варіанті жорсткі ребра розміщують в поперечному напрямку з кроком 2-6 м, а по ним укладають поздовжній настил (для сприйняття поздовжніх зусиль) і два косих настила під кутом один до одного (для сприйняття зсуваючих зусиль), іноді по ребрах замість настилів укладають листи фанери, що забезпечують сприйняття поздовжніх і зсуваючих зусиль.

Розрахунок призматичної складки при співвідношенні прольоту l ₁ до довжини хвилі l₂: ; (довга оболонка) в поздовжньому напрямку на симетричне навантаження можна виконувати як для балки коритоподібного перерізу.

У такій балці для обчислення напруження можна використовувати формули опору матеріалів. Визначають нормальні поздовжні і зсуваючі зусилля, а також згинальні моменти від власної ваги, снігу та вітру. Далі перевіряють міцність і стійкість елементів.

Приймається наступний розподіл внутрішніх зусиль між елементами: нормальні поздовжні зусилля N₁ сприймаються поздовжнім настилом і посиленими (в поясах) частинами його, зсуваючі зусилля Т₁ сприймаються подвійним косим настилом, згинальні моменти М₁ і М₂ сприймаються ребрами жорсткості і поперечним настилом.

 

Куполи

Залежно від конструктивного рішення купола можуть бути тонкостінними, ребристими і сітчастими. Для прольотів від 12 до 35 м застосовують тонкостінні сітчасті куполи. При прольотах від 35 до 120 м і більше з метою збільшення жорсткості застосовують ребристі куполи-оболонки.

Ребристі куполи можуть бути:

- багатогранними;

- сферичними;

- складчастими;

Просторова незмінність і стійкість плоскої форми згину ребер забезпечується встановленням зв'язків (горизонтальних і вертикальних).

 

Кружально-сітчасті куполи можуть бути сферичними або з зімкнутих склепінь

Представляє інтерес конструкція зімкнутого склепіння, розроблена в США для прольоту 257 м (найбільший у світі з перекриваємих прольотів). Проект цього склепіння передбачає використання його для покриття стадіонів в чотирьох містах США.

 

Ребристо-кільцеві куполи.

Ребристо-кільцеві куполи складаються з ребер в меридіональному напрямку. Ребра обпираються на нижні і верхні опорні кільця. На додачу в конструкції такого купола є проміжні горизонтальні кільця. Ці кільця являють собою правильні багатокутники з клеєдерев’яних балок, розміри яких зменшуються від опори до конька, розташованих на різних відстанях по дугах ребер. Вони з’єднують всі ребра купола в єдину просторову конструкцію, яка має більшу несучу здатність, ніж ребристий купол без цих кілець.

1) ребра

2) конькове кільце

3) опорне кільце

4) проміжні кільця

5) зв’язки

 

Ребристо-кільцевий купол працює та розраховується як просторова стержнева статично невизначена конструкція в основному на навантаження від власної ваги та снігу, умовно рівномірно розподілені по його горизонтальній проекції. Опорне кільце купола працює і розраховується на розтяг або на розтяг зі згином. Конькове кільце працює і розраховується на стиск.

 

Сітчасті куполи.

Сітчасті куполи являють собою сітки, розташовані на сферичних поверхнях. Ці сітки можуть складатись з трикутних, або п’ятикутних комірок. Вони утворюються клеєдерев’яними стержнями стандартних розмірів, з’єднаних в вузлах металевими кріпленнями і болтами. Ці куполи опираються на опорні кільця. В сітчастих куполах відсутні ребра і конькові кільця. Їх прольоти можуть бути такими ж великими, як прольоти ребристих куполів.

На сітчасті куполи діють навантаження від власної ваги та снігу, умовно рівномірно розподілені по його горизонтальній проекції. Стержні цих куполів працюють і розраховуються на дію стискаючих сил, які визначають за допомогою безмоментної теорії розрахунку сферичних оболонок. Опорне кільце сітчастого купола працює і розраховується на розтяг.

 

 

34. Розрахунок сітчастих куполів(треба перепитати викладача шо саме писати!!!!!)

Розрахунок сітчастого склепіння. Для цього виділяють розрахункову смугу склепіння, що відповідає кроку гратки. Потім визначають поздовжні сили N_a і згинальні моменти M_a, як в арці постійної жорсткості з відповідною схемою обпирання.

Якщо кут між твірною склепіння та наскрізним косяком - α, то згинальний момент, що сприймається косяком при шарнірному з'єднанні косяків, коли момент сприймається тільки одним наскрізним косяком, буде:

;

 

А для косяків склепінь з безшарнірними вузлами, коли набігаючий косяк теж сприймає згинальний момент:

;

 

Стискаюче зусилля, що припадає на один косяк, визначається аналогічно:

;

 

Перевірку міцності косяка виконують як стиснуто-згинаного елемента за формулою:

;

 

де К_ф – коефіцієнт фронтонів, що збільшує жорсткість покриття, береться за таблицею підручника Г.Г. Карлсена «Конструкції з дерева і пластмас».

Розрахунок куполів-оболонок з достатньою точністю ведеться по безмоментній теорії оболонок.

При розрахунку приймається, що меридіанні елементи і ребра куполів сприймають меридіональні зусилля Т₁, кільцеві настили - кільцеві зусилля Т₂, а косі настили - зсуваючі зусилля S.

 

Зусилля Т₁, Т₂ і S знаходять при трьох схемах завантаження:

 

1 схема - власна вага купола. Зусилля в ребрах Т₁ в лівій точці А визначиться за формулою:

,

де: Q_φ – вага всієї вищерозміщеної частини купола;

m – число ребер.

 

Зусилля Т₂ в кільцевому настилі на одиницю ширини визначиться за формулою:

,

де: z – проекція на нормаль рівномірно розподіленого навантаження

(покрівля, косий та кільцевий настили) і вага ребер;

R – радіус сфери купола;

Т₁ – меридіональне зусилля у розглянутій точці А;

а – - відстань між ребрами.

Зсуваюче зусилля S при симетричному навантаженні дорівнює нулю (S = 0)

 

2 схема - снігове навантаження на всьому прольоті. Вона приймається з урахуванням зміни інтенсивності по поверхні купола за законом косинуса, що дає рівномірне навантаження по плану інтенсивністю р₀. Меридіанне зусилля:

,

Кільцеві зусилля:

,

Зсувне зусилля:

 

 

3 схема - вітрове навантаження. Дійсна епюра тиску вітру (а) замінюється більш простими епюрами: симетричною та кососиметричною.

Зусилля від симетричної епюри визначається за наступними формулами:

4) меридіанальні зусилля:

,

5) кільцеві зусилля:

,

6) зсуваючі зусилля:

 

Зусилля від кососиметричної епюри визначаються за таблицями книжки Дішінгера «Оболонки, тонкостінні залізобетонні куполи і склепіння», М. 1971р.

 

Кососиметричне навантаження дає зсуваючі зусилля, на які розраховується косий настил.

 

Перевірка перерізів елементів.

 

Визначивши розрахункове значення Т₁ на одне ребро (як максимальне при різних поєднаннях зусиль при трьох перерахованих схемах завантаження) перевіряють його на стиск і зминання торців в опорних кільцях;

Кільцевий настил перевіряють на зминання (в стиснутій зоні) по всій площі. У розтягнутій зоні перевірка на розтяг ведеться за площею:

зсуваючі зусилля S викликають в косому настилі стиск або розтяг. За цими схемами підбирають переріз дощок і зв'язки (цвяхи, шурупи, клей);

верхнє кружальне кільце перевіряють на стиск і зминання в стику:

де: Т₁ – стискаюче зусилля в ребрі;

r₁ – радіус кільця.

нижнє опорне кільце перевіряють на розтяг силою:

де: Н₁ – розпір купола на одиницю довжини опорного кільця;

r₂ – радіус опорного кільця.

 

Гіперболічні оболонки

Гіпар - це покриття, що виконується найчастіше з трьох рядів дощок, зклеєних між собою або з'єднаних цвяхами. Оболонка обпирається на опори, розташовані під кутом знижуючим.

Оболонки подвійної кривизни виготовляються на місці будівництва. Зводять їх за допомогою суцільного риштування, по якому укладають кружала і з яких ведуть зборку окремих шарів оболонки. Покриття типу гіпар може виконуватись і в збірному варіанті з прямокутних панелей, зклеєних з трьох шарів дощок.

Недоліками гіперболічних оболонок є деяка хиткість і досить високі для деревини дотичні напруження.

 

Гребеневий вузол

Розрахункові зусилля: N_ДБ = 42,16 кН; N_ВБ = -131,22 кН.

Зусилля від одного елемента на другий передається лобовим упором через дубову підкладку перерізом 100´100 мм довжиною 150 мм. Розміри дубової підкладки приймаємо таким чином, щоб конструкція вузла забезпечувала:

а) необхідний розмір площадок зминання її торця (100 мм > 70,3 мм);

б) перетинання ліній дії зусиль у всіх елементах в одній точці з розрахунковим ексцентриситетом е = 60 мм;

в) розміщення траверс для кріплення розкосів.

Траверси влаштовують із швелера № 8, стінка якого підсилена листом товщиною 8 мм і шириною 50 мм, та листа перерізом 10´100 мм. Розрахунок їх виконуємо аналогічно розрахунку траверси в опорному вузлі.

Розрахунковий згинаючий момент в траверсі

кН×см.

Геометричні характеристики перерізу:

а) площа перерізу А = А_Л1 + А_Ш + А_Л2 = 5 ´ 0,8 + 8,98 + 10 ´ 1 = 23 см²;

б) положення центру ваги см;

в) момент інерції перерізу

см⁴;

г) мінімальний момент опору

см³.

Нормальні напруження кН/см² < кН/см².

Перевіряємо на згин лист траверси за величини тиску

кН/см², де

l _т = 10 см – довжина листа траверси.

Приймаємо кінці защемленими і визначаємо згинаючий момент для смуги шириною b = 1см середньої ділянки за прольоту l = 8 см за формулою

кН×см.

Необхідна товщина листа см.

Приймаємо t = 10 мм.

Швелер і лист зварюють між собою швом з катетом k_f = 4 мм.

Лист має коритоподіьну форму і є спільним для обох траверс. До нього двома болтами діаметром d = 10 мм кріпиться дубова підкладка і вертикальна підвіска із круглої сталі діаметром 14 мм.

Подібно до опроного вузла, в гребеневому вузлі використовують подушки 150´250 мм довжиною 600 мм із врізкою в бруси верхнього поясу на глибину 90 мм. Лист траверси шириною 100 мм забезпечує необхідний розмір площадки зминання торця подушки, оскільки 100 мм > h_p = 70,3 мм.

 

Вузли тонкостінних куполів

За характером роботи до цієї конструктивною схемою ближче всього ставляться пластмасові гладкі купола-оболонки одношарові, двох-і тришарові. Одношарові пластмасові купола виготовляють із поліметілме-такрілата (органічне скло), поліефірного склопластику (найчастіше світлопрозорого) і пінопласту (пінополістирол і ін). Тришарові купола-оболонки сбщей товщиною від 15 до 50 мм мають склопластику-ші обшивки товщиною до 3 мм і середній шар з піно-полістиролу, пінополіуретану, пенополівінілхлоріда, пенофенопласта, сотопласти і просто повітряного прошарку. Двошарові оболонки складаються із зовнішнього склопластикового шару і внутрішнього пінопластового.

 

Діаметр і товщина одношарових куполів з поліметилметакрилату відповідно досягають 10 м і 20 мм; зі склопластику-9 м і 6 мм; із пінопласту-24 м і 200 мм. Тришарові купола зводять діаметром до 25 м із загальною товщиною оболонки до 50 мм.
Параметри двошарових куполів аналогічні одношаровим стеклопластіковим, так як внутрішній пінопластовий шар в основному виконує функцію утеплювача.

Цікавим прикладом тришарового пластмасового купола є покриття виставкового павільйону в м. Бергамо (Італія) (рис. 1). Діаметр купола 25 м, висота підйому 9 м, загальна товщина оболонки 50 мм, обшивання зі склопластику товщиною 3 мм, середній шар - пінопласт. Купол зібраний на болтах з 24 однотипних сегментів з розміром понизу близько 3,3 м, мають круглі отвори діаметром 1 м, заповнені акриловими ліхтарями. Сегменти спираються на порожнисте залізобетонне кільце з розміщеним на ньому технічним обладнанням. З двох сторін по діаметру куполу влаштовані великогабаритні прорізи для в'їзду вантажних автомобілів. При необхідності можна стикувати кілька куполів по виступах вхідного обрамлення прорізів, отримавши тим самим многокупольное приміщення. Маса покриття на 1 м ² перекривається площі 20 кг.

Дерев'яні тонкостінні купола-оболонки проектують діаметром 12-35 м; вони, як правило, мають сферичне обрис. Купол складається (рис. 2) з меридіанних ребер (арок), верхнього і нижнього опорних кілець, кільцевого і косого настилів.

Меридіанні ребра сприймають стискаючі зусилля в оболонці по напрямку меридіана і передають їх на верхні і нижні опорні кільця. Ребра складаються з декількох шарів склеєних або збитих цвяхами дощок, загальною висотою поперечного перерізу не менш 1/250 діаметру куполу, яку приймають з умови його жорсткості. Крок ребер по нижньому опорному кільцю призначають 0,8-1,5 м. Верхні кінці ребер приєднують шарнірно до верхнього стиснутого кільцю. Ребра передають на кільце подовжню і поперечну силу. З'єднання здійснюють металевими накладками, що приєднуються до ребер болтами, глухарями або зубчастими шпонками. При значних поперечних зусиллях застосовують зварні металеві черевики.
Верхнє кільце виготовляють металевим або дерев'яним. Дерев'яні кільця можуть бути клеєними або кружальної на цвяхах. Діаметр верхнього кільця беруть таким, щоб до нього безперешкодно примикало необхідну кількість меридіанних ребер. Отвір кільця часто використовують як світловий або аераційний ліхтар.

Нижня опорне кільце сприймає розпір меридіанних ребер і працює на розтяг. Воно може бути залізобетонним, дерев'яним або металевим залежно від рівня обпирання купола і виду нижніх опорних конструкцій (залізобетонні фундаменти, металеві або дерев'яні стійки і т. д.). Кінці ребер повинні бути заанкерени в опорному кільці, а останнім надійно з'єднано з нижчого рівня конструкціями.
Кольцеві настили сприймають зусилля, що діють в кільцевому напрямку оболонки. У нижній частині купола, де можуть виникати розтягуючі кільцеві зусилля, кільцевої настил виконують з двох шарів дощок. Нижній укладають безпосередньо на меридіанні ребра, верхня - перекриває стики нижнього, зрушуючи щодо їх на половину довжини дошки. Обидва шари прибивають цвяхами. Дошки не викружалівают і тому між ними утворюються зазори. Замість дощок можна застосовувати склеєні по довжині батоги брусків. У цьому випадку настил може бути одинарним, стики батогів розташовуються вразбежку і з'єднуються цвяхами через меридіан ребро йди суміжні бруски. Товщину дощок кільцевого настилу приймають 19-25 мм. У верхній частині купола, де діють стискаючі кільцеві зусилля, настил виконують з одного шару дощок (брусків) товщиною, рівній подвійному нижньому кільцевому настилу.

 

Рис.2 Тонкостінний купол-оболонка
а - поперечний розріз і план; б - примикання до верхнього опорного кільця; в - деталі покриття; г - прімиланіе до нижнього опорного кільця; / - дощаті ребра; 2 - нижній шар кільцевого настилу; 3-верхній шар кільцевого настилу; 4 - косою настил; 5 - покрівля; 6 - верхнє опорне кільце; 7 - нижня залізобетонне опорне кільце; 8 - ліхтар; 9 - металева деталь кріплення ребер.
Косий настил сприймає зсувні зусилля, які виникають при несиметричного навантаження на купол. Він складається з одного шару дощок товщиною 16-25 мм, що укладається зверху кільцевого настилу від одного меридіанного ребра до іншого, під кутом близько 45 °, утворюючи на поверхні купола ялиночку.
Куполи-оболонки можуть бути виконані з великопанельних клеефанерних елементів, що значно знижує трудомісткість зведення покриття.
Дерев'яні тонкостінні купола-оболонки збирають з допомогою лісів. Особлива увага звертається на пріторцовку стиків стисненого кільцевого настилу.
Статичний розрахунок куполів-оболонок проводять за безмоментной теорії,

Вузли ребристих куполів