Длинная цилиндрическая оболочка: соотношение основных размеров, особенности работы, принципы конструирования.

Длинные цилиндрические оболочки применяются для покрытий в зданиях с пролётами порядка 18-36 м при длине волны 6-12 м. Применяя напряжённое армирование, можно перекрыть длинной цилиндрической оболочкой и большие пролёты, однако при пролётах больше 36 м более экономичны по расходу материалов оболочки двоякой кривизны.

Высота длинной оболочки (включая высоту бортового элемента) принимается 1/10…1/15 пролёта, а стрела подъёма – 1/6…1/8 длины волны. Высота бортовых элементов принимается 1/20…1/30 пролёта.

Монолитные оболочки обычно выполняются гладкими толщиной 1/200…1/300 пролёта и не менее 5 см. Сборные оболочки собирают из отдельных ребристых элементов с толщиной плиты 3–4 см, которые соединяются между собой сваркой стальных закладных деталей с натяжением арматуры, проходящей в бортовых элементах, и заливкой стыков бетоном. Сборка оболочки может производиться на земле или катучих подмостях.

Более целесообразно собирать длинные цилиндрические оболочки по готовым бортовым элементам с предварительно напряженной арматурой. Монтаж оболочек в этом случае может производиться без подмостей сразу в рабочем положении.

Особенности работы: длинный свод-оболочку в первом приближении можно рассматривать как балку криволинейного поперечного сечения. Однако на самом деле её работа более сложна. Рассмотрение поведения под нагрузкой одного из средних поперечных сечений оболочки показывает, что с увеличением «балочного» прогиба оболочки «арочный» её профиль обнаруживает тенденцию к разгибанию, так как распор оказывается невоспринятым. Для противодействия этому в состав конструкции оболочки вводят продольные бортовые элементы, развитие которых в горизонтальном или вертикальном направлении зависит от профиля оболочки. Чем она более пологая, тем предпочтительнее горизонтально расположенные бортовые элементы. В оболочках подъёмистого профиля распор меньше и его можно передать вертикальным бортовым элементам, которые нередко конструктивно оформляют в виде утолщений краёв оболочки.

Изготавливают панели 3х12 и 3х6, из которых собирают оболочки размерами в плане 12х18б 12х24 и 12х36 м. Типизация СССР;)

23. Короткая цилиндрическая оболочка: соотношение основных размеров, особенности работы, принципы конструирования. Короткие цилиндрические оболочки применяются при тех же примерно сетках колонн, что и длинные оболочки, однако в коротких оболочках длина волны делается равной 18-36 м, а пролет оболочки 6–12 м. В монолитном железобетоне поперечные диафрагмы имеют вид арок с затяжками, а сама оболочка выполняется в виде гладкой криволинейной плиты толщиной от 5 до 10 см. В сборном варианте диафрагмы устраиваются, как правило, в виде сегментных ферм, имеющих в верхнем поясе выпуски арматуры для прочного соединения с элементами оболочки. Особенности работы: короткая оболочка характеризуется преобладанием «арочного» начала над «балочным». Некоторое представление о её статической работе можно составить, если оболочку считать гладким сводом, бортовой элемент – балкой, в которую опирается свод, а диафрагму – затяжкой, воспринимающей распор и одновременно служащей отбортовкой тонкой оболочки.Короткие железобетонные оболочки способны перекрывать более значительные пролёты, чем длинные из того же материала, достигая 100 м. В то же время эта система остаётся вполне пригодной и для малых пролётов.Наиболее распространённые размеры: пролёт 8…12 м, длина волны не более 30 м, подъём стрелы не менее 1/8 от длины волны, отношение пролёта к длине волны менее 0,5, высота бортовых элементов предварительного напряжения не менее 1/15 от пролёта, а ширина не менее 1/5…1/2 высоты бортового элемента. Широко применяются для сетки колонн 18х12, 24х12 и доходя до 36х12 м

24. Одноэтажные здания с купольными покрытиями: материалы. формы, конструктивные элементы, варианты разрезки на сборные элементы.

Купола (сферические оболочки). Купола перекрывают только помещения, круглые в плане, а потому их применение в промышленном строительстве ограничено перекрытием бассейнов, складов сыпучих материалов, отстойников и т. п.

Куполами можно перекрывать помещения диаметром до 100 м и более. Купола опираются на колонны, расположенные по периметру, или на стены. Стрела подъема купола может колебаться в пределах от 1/12 до 1/2 его диаметра.

Для восприятия распора купола устраивают обычно железобетонное опорное кольцо, работающее на растяжение. В вершине купола можно при необходимости устраивать отверстие для фонаря, которое должно быть окаймлено железобетонным кольцом, работающим на сжатие.

Железобетонные купола могут быть выполнены гладкими, ребристыми, ребристо-кольцевыми, волнистыми или пластинчатыми.

Гладкий купол наиболее экономичен по расходу бетона и арматуры, однако выполнение его возможно лишь в монолитном железобетоне с применением сплошных лесов и опалубки, так как он не может воспринимать нагрузку, пока полностью не закончен.

Стоимость сплошных лесов и опалубки достигает значительной величины, в связи с чем стоимость гладкого купола часто оказывается более высокой, чем стоимость других типов куполов, которые хотя и требуют большего расхода железобетона, но зато могут бетонироваться по частям или выполняться сборными.

Сборные железобетонные купола небольших пролетов (до 30–40 м) можно собирать из ребристых элементов, имеющих форму сферических трапеций, которые укладываются между опорными и верхними кольцами.

При больших пролетах такая разрезка купола на элементы нецелесообразна, так как элементы получаются большой длины и большого веса. В этих случаях применяют разрезку купола на более короткие элементы, имеющие ребра по контуру. Эти элементы могут иметь форму ребристых трапеций.

Деревянные купола могут применяться в сельском хозяйстве для хранения химических удобрений, для покрытий силосов и др. Деревянные ребристые купола применяются пролётом до 70-90 м со стрелой подъёма не менее 1/6 диаметра для плоских и ½-1/6 диаметра для куполов с большой стрелой подъёма.

Ребристые купола состоят из трёхшарнирных арок. Каждая полуарка выполняется из сегментных ферм высотой сечения 1/30-1/40 диаметра или из пакета досок высотой сечения 1/100-1/150 диаметра. В этом случае полуарки, сходящиеся в центре купола, опираются на верхнее сжатое опорное кольцо из дерева и стали или шарнирный вкладыш и на нижнее, растянутое из железобетона или стали.

Применяются также сетчатые купола с так называемой геодезической разрезкой поверхности.

Волнистые или складчатые купола по существу являются треугольными волнистыми оболочками, опертыми внизу на фундамент или на опорное кольцо, а вверху упёртые друг в друга или в сжатое коньковое кольцо. Они эффектны и их конструктивный плюс – жёсткость формы.

Пространственная жёсткость купола обеспечивается крестовыми связями, расположенными между рёбрами и кольцами. Купол – конструкция, жёсткость которой порождает сама её форма.

Типичные материалы для тонкостенных куполов – железобетон, клееная древесина, армоцемент, конструкционные пластмассы, в частности стеклопластики.

Часто, например, из «плексигласа» делают фонари в форме купола.

25. Покрытие одноэтажных зданий из пологих оболочек: их элементы, формы перекрываемых планов, конструктивные элементы, варианты разрезки на сборные элементы, способы опирания.

Пологие (парусные) оболочки (оболочки положительной гауссовой кривизны). Пологие оболочки имеют в плане форму квадрата или близкого к нему прямоугольника. Пологие оболочки опираются на четыре угла при помощи жестких диафрагм, которые могут быть осуществлены в виде арок с затяжками или сегментных ферм. Возможно также опирание плоских оболочек по периметру через криволинейные балки, стоящие на колоннах или стенах. Поверхность пологой оболочки может быть сферической или в виде близкой к ней поверхности переноса, имеющей одинаковую кривизну по всем вертикальным сечениям одного направления. Пологими оболочками можно перекрывать пролеты величиной до 100 м. Работают эти оболочки в основном на сжатие, однако в углах оболочки действуют значительные растягивающие усилия, в связи с чем там ставится сильная косая арматура.

Может опираться на фундамент.

Высота пологой оболочки у диафрагм по периметру – 1/8…1/10 пролета, высота оболочки посередине – соответственно ¼…1/5 пролета.

Пологие оболочки могут осуществляться как в монолитном, так и в сборном железобетоне.

Разрезка на сборные элементы может быть произведена радиальная по меридианам и кольцам или же прямоугольная по параллельным дугам окружности. Вторая разрезка более целесообразна, так как при ней получается меньшее число типоразмеров элементов и более простая их форма. При неодинаковой величине пролетов в обоих направлениях прямоугольная система разрезки является единственно возможной.. Сборка оболочек производится на передвижных подъемных подмостях-кондукторах.

Оболочка считается пологой при выполнении хотя бы одного из условий: f/a не более 1/10; f/b не более 1/10; f/l не более 1/5; f/d не менее 1/7.

Оболочки могут быть одиночными (в большинстве случаев это сооружения больших, около 100 м пролётов) или многоволновыми в одном или более направлениях.

Деревянные пологие оболочки заметного распространения не получили главным образом из-за успешного соперничества со стороны оболочек отрицательной гауссовой кривизны, которые в деревянном исполнении более просты, экономичны и выразительны. Пологие же оболочки из дерева сложно возводимы.

26. Покрытия одноэтажных здания оболочками типа гипар: схемы планов, конструктивные элементы, обеспечение пространственной устойчивости.

Гипар получил распространение благодаря архитектурным и конструктивным особенностям форм, большой жёсткости и несущей способности, хорошим экономическим и эксплуатационным качествам, возможности формообразования разнообразных и интересных систем, используемых при проектировании объёмно-пространственных композиций зданий.

Размеры перекрываемого плана находятся в пределах от 10 до 70 м, достигая иногда 100 м. Гипары возводятся главным образом из железобетона. Нашли применение деревянные, металлические и пластмассовые оболочки, а также комбинации этих материалов.

Гипары в промышленных зданиях применяются главным образом в виде квадратных или прямоугольных секций пролётом от 24 до 36 м, опирающихся по углам на колонны.

Оболочка, бортовые элементы.

Каждая секция состоит из четырёх параболоидов, опертых на окаймляющие рёбра. Работающие только на сжатие, а потому имеющие сравнительно небольшие сечения. Толщина оболочки параболоида обычно принимается 3 см со значительным утолщением к рёбрам.

Распор оболочек с таких секциях погашается при помощи затяжек, образующих вместе с рёбрами оболочки по сторонам секции треугольные фермы.

Такие покрытия могут иметь форму шатра или воронки; шатёр опирается в 4 углах, а воронка – на одной средней опоре. В шатре бортовые элементы, расположенные вдоль коньков покрытия, должны быть горизонтальными; распор воспринимается затяжками, расположенными по периметру. Такие покрытия могу применяться для пролётов до 30м.

Гипары проектируют с опиранием по контуру на стены, фермы, арки, рамы, балки и другие конструкции, называемые диафрагмами. Оболочки могут иметь точечное опирание в углах на пилоны (контрфорсы) или фундаменты.

В гипарах допускается устройство отверстий и проёмов различной формы для освещения и аэрации.

При опирании гипаров на колонны или фундаменты, распор воспринимают стальные или железобетонные затяжки.

Железобетонные Гипары бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными. Сборные покрытия в плане 18х6, 18х12, 18х18, 24х24, 30х30, 36х36, 48х48, 60х60 м. стрела подъёма пологих гипаров 1/10…1/5 пролёта, подъёмистых – 1/5…1/2 пролёта.

С целью повышения жёсткости оболочки пролётом более 36 м в плите предусматривают ребра. По периметру гипара проектируют контурные (бортовые) элементы прямоугольного сечения высотой не менее 1/80 пролёта. Сопряжение плиты с бортовыми элементами или рёбрами делает плавным, с утолщением 10t (t – толщина плиты, равная 1/400…1/600 пролёта, но не менее 40 мм). Подъёмистые одиночные Гипары с криволинейным контуром и небольшим пролётом (до 30 м) могут не иметь бортовых элементов.

Сборный гипар из плит размером 3х3, 3х6, 3х9, 3х12, 3х15, 3х18 м и толщиной не менее 30 мм. Контурные элементы выполняют в виде сборных ферм и рам или монолитных железобетонных балок. Фермы могут быть железобетонными или стальными.

Металлические гипары дороже железобетонных и деревянных.

27.Однопоясные висячие покрытия: основные схемы и элементы способы восприятия и стабилизации покрытия, ограждающая конструкция покрытия.
Однопоясные висячие покрытия - системы параллельных тросов,сеток,в которых на одной поверхности находятся несущие и стабилизирующие тросы,отличаясь по кривизне.Системы эти образуют цилиндрические или параболоидные поверхности.Поперечная нагрузка на несущие элементы передается обычно через настил. Повышение жесткости конструкций достигается увеличением веса настила или его омоноличиванием, превращающим систему в висячую оболочку, а при легких настилах - введением вантовых оттяжек.однопоясные,предварительно напряженные тросовые висячие покрытия являются сеткой тросов седловидной или гиперболической формы.
В сетке присутствуют 2 вида вант:несущие выгнуты книзу,стабилизирующие,предварительно натянутые,изогнуты вверх.Опорный контур:2 пересекающиеся наклонные арки,держащиеся натянутой сеткой и оттяжками(заанкерованными в землю).
Предварительно натянутая сетка тросов подбора(гибкий опорный контур).тросы-подбора опираются на стойки с оттяжками и притянуты анкерами в другом направлении.

28.Двухпоясные висячие покрытия:основные схемы и элементы способы восприятия распора и обеспечение устойчивости,ограждающая конструкция покрытия.
Двухпоясные висячие покрытия представляют собой предварительно напряженные системы,в которых несущие и стабилизирующие тросы расположены в разных криволинейных поверхностях.поверхность несущих тросов вогнута книзу,стабилизирующих(предварительно напряженных)выгнута кверху.обычно для круглых,овальных,прямоуг-х планов.круглые,овальные покрывать радиально расположенными тросами.внутренние концы тросов закрепляют в растянутый подвешенный циллиндрический барабан(благодаря нему,отверстие может быть почти любой величины),внешние заделывают в сжатый опорный контур.Прямоуг-е планы покрываются тросовыми фермами,в которых верхний трос несущий,нижний стабилизирующий.они соединяются диагональными оттяжками(стержнями).крепление к опорам опорными стойками или к торцевым стенам полукругл.ф-ы(работает по принципу свода).
Билет 29.Мембранные покрытия зданий:схемы,способы восприятия распора и стабилизации,теплоизоляция и гидро-я покрытия.
Мембранные покрытия представляют собой пространственную конструкцию, состоящую из тонких металлических листов, свободно провисающих или предварительно натянутых, и жесткого опорного контура.виды устройства:1.по радиально размещенным фермам,которые одним коцом на жестком овальном котуре, а другим (внутренним)на металлич. платформе.мембрана как несущий эл-т кровли натянута над верхними поясами ферм.2.металлич лист мембраны закрепляется в прямоугольном опорном контуре,свободно провисая(пригружают утепл-м и гидро-м ковром).3.мембраны двоякой кривизны,натянутые на пересекающиеся арки.внутренние арки связаны друг с другом фермами.
Опорный контур,на который крепится висячее покрытие,принимает от него растягивающее усилие.провисающие фермы крепятся к нему шарнирами.В кругло- или овально-планных констр-х распор полностью погашается.контур в таком случае в основном работает на сжатие(иногда и изгибающие моменты).вертикальные опоры принимают вертикальные усилия.В прямолин-м контуре опоры воспринимают вертикальные нагрузки + распор+равноденствующая этих сил идет в фундамент конструкции.поэтому опоры делают наклонными

Билет 30.Виды пневматических конструкций зданий,способы обеспечения устойчивости,конструктивные элементы.
Пневматические покрытия- легкие оболочки,в которых несущим элементом выступает воздух под давлением.Представляют из себя сшитые или склеенные вместе надутые баллоны.простота мотажа+легкость=чаще для временные сооружения.Типы
1. Воздухоопорные оболочки.баллон из специальной ткани под давлением покрывает помещение,попасть в которое можно по шлюзу.Фартуки из той же ткани с обеих сторон силового пояса,предотвращают утечку воздуха.Крепление на ленточных фундаментах прижимными пластинами,которые сцеплены с ф-м.или временное крепление анкерами в грунт(штыри,штопоры,винтовые сваи).фартуки с обеих сторон силового пояса,предотвращают утечку воздуха
2.Пневматический каркас.баллоны чаще в форме арок,смежные или размещенные с шагом(но тогда промежутки покрыты водонепроницаемой пленкой).также может быть тип пневмомат,когда кострукция сшита из единой ткани по раскрою.Опирание на песчаную подушку вдоль краев.
3.Пневматические линзы.Большие надутые подушки,состоящие из верхней и нижней оболочек,края которых соединяются по периметру.распор передают жестким опорным конструкциям по всему периметру или в отдельных точках.опирание на песчаную подушку вдоль краев.

31.Конструктивные приемы стабилизации висячих покрытий зданий.
1.Способ пригрузки. Укладывают металлические и ж\б балки на свободно подвещенные ванты. Сверху покрывают ж\б плитами и элементами покрытия. в результате получается пригруженная висячая конструкция. Также в случае мембранного покрытия утяжеление достигается устройством поверх мембраны утеплителя и гидроиз-о ковра.
2."ужесточенные".Такие,которые настолько жесткие уже,что недопускаются деформации (кинематические и упругие).Достигается путем увеличения жесткости висячим предварительно напряженным конструкциям.Подвешивают ж\б плиты к вантам на крюках.Затем дополнительно увеличивают вес плит пригрузками,тем самым оттягивая их этой временной нагрузкой.Швы при этом заполняются бетоном,а нагрузку снимают.таким образом к-я приобретает большую жесткость.
3.предварительное напряжение несущих тросов стабилизирующими в висячих преднапряженных тросовых покрытиях.Стабилизация также достигается оттяжками(заанкеренными стойками) в случаях когда опорный контур,например, наклонные арки,поддержан натянутой тросовой сеткой.

32.Конструктивные приемы восприятия распоров висячих покрытий зданий.
с помощью стоек и оттяжек. С использованием массивных примыкающих сооружений. С помощью анкеровки несущих и стабилизирующих канатов тросовых ферм.
34.Тентовые конструкции:схемы,узлы и обеспечение устойчивости.
натянутая водонепроницаемая ткань или пленка закрепляется в земле анкерами или тросами-подбора,оттяжками,а другими концами к стоячим опорам.является покрытие ограждающим и несущим.чаще возводят:конусообразные тенты,тенты с поверхностью гипара,т-ы на опорных арках,многоопорные с поверх-ю гипаров.подходит для временных сооружений с пролетом не более 10 м.можно на многопролетный каркас с наклонными стойками.в верхней части этот тент опирается на опорный трос,который соединяет вершины противоположных наклонных стоек.в нижней части прижат накладным тросом.
35.Самонесущие и навесные стены отапливаемых одноэтажных производственных зданий:схемы разрезки,размеры и конструкции панелей.

Наружные самонесущие и навесные крепятся с внешней стороны крайнего ряда калонн для защиты несущих конструкций.Самонес-е опираются на фундаментные балки.способностью стен выдерживать свой вес определяется допустимая высота.выполняют из крупных стеновых панелей,блоков,мелких блоков.кирпича.при отношении высоты с толщиной кладки 10:1-15:1,вводят ригель или обвязочную балку.к каркасу здания самоне-е крепятся гибкими или скользящими анкерами(для усадки).Навесные стены представляют из себя панели из плитных или листовых материалов + теплоизоляционные.Фархверковые колонны устанавливатся в торцах здания с учетом величины шага колонн наружных продольных стен.В самонесущих стенах опирание рядовых панелей происходит на фундаментные балки.Конструкции навесных п-й:каркасная и бескаркасная.Каркас в каркасной конструкции может быть из ж\б,металла,азбестоцемента.В бескаркасном случае составные слои панели склеивают.