от функционално предназначение Сградите с голям обхват могат да бъдат разделени на:

1) обществени сгради (театри, изложбени павилиони, кина, концертни и спортни зали, закрити стадиони, пазари, гари);

2) сгради със специално предназначение (хангари, гаражи);

3) промишлени сгради (авиационни, корабостроителни и машиностроителни заводи, лабораторни сгради от различни индустрии).

Носещи конструкции по проектна схемасе разделят на:

блок,

сводест,

структурен,

Купол,

висящ,

Мрежести черупки.

Изборът на една или друга схема на носещи конструкции на сграда зависи от редица фактори: обхвата на сградата, архитектурно-планировъчното решение и формата на сградата, наличието и вида на окачения транспорт, изискванията за твърдостта на покритието, вида на покрива, аерацията и осветлението, основата за фундаменти и др.

Конструкциите с големи разстояния са обекти на индивидуално строителство, техните архитектурни и конструктивни решения са много индивидуални, което ограничава възможностите за типизиране и унифициране на техните структури.

Конструкциите на такива сгради работят главно при натоварване от собственото тегло на конструкцията и атмосферни влияния.

1.1 Гредови конструкции

Гредовите покривни конструкции с голям размах се състоят от основни носещи напречни конструкции под формата на плоски или пространствени ферми (обхват на фермите от 40 до 100 m) и междинни конструкции под формата на връзки, греди и покрив.

Според схемата на стопанството има: с успоредни пояси, трапецовидни, многоъгълни, триъгълни, сегментни (виж схемите на фиг. 1).

Височина на фермата hf=1/8 ÷ 1/14L; наклон i=1/ 2 ÷ 1/15.

Триъгълни ферми hf= 1/12 ÷ 1/20L; наклон на поясите i=1/5 ÷ 1/7.

Фиг. 1 - Схеми на строителни ферми

Напречни сечения на фермите:

Когато L > 36m, една от опорите на гредоредната ферма е монтирана подвижно.

Оформление на покритието- вертикалните и хоризонталните връзки по дължината на покритието са решени подобно на промишлени сгради с покривни ферми.

А) нормално оформление

стена

б) сложно оформление - с греди:

PF

Използват се схеми за покритие на греди:

За всякакви видове носещи конструкции - тухлени или бетонни стени, колони (метални или стоманобетонни);

Когато носещите конструкции не могат да поемат силите на натиск;

При изграждане на сгради върху слягащи или карстови почви и подкопани площи.

Трябва да се отбележи, че покривните схеми с греди са по-тежки от рамковите и сводестите, но са лесни за производство и монтаж.

Изчисленията на фермите се извършват с помощта на методи строителна механика(подобно на изчисляването на ферми за промишлени сгради).

1.2 Рамкови конструкции

За участъци се използват рамкови конструкции за изграждане на покриви

L=40 - 150m, при обхват L > 150m стават неикономични.

Предимства на рамковите конструкцииВ сравнение с гредите това означава по-малко тегло, по-голяма твърдост и по-малка височина на напречните греди.

недостатъци- голяма ширина на колоните, чувствителност към неравномерно слягане на опори и промени в T o.

Рамковите конструкции са ефективни, когато линейната коравина на колоните е близка до линейната коравина на напречните греди, което прави възможно преразпределянето на силите от вертикални натоварвания и значително облекчаване на напречните греди.

При покриване на големи разстояния, като правило, се използват рамки с двойни панти и без панти с голямо разнообразие от форми (виж фиг. 2).

Ориз. 2 - Схеми на проходни рамки

Рамките без панти са по-твърди и икономични по отношение на консумацията на материали, но те изискват изграждането на мощни основи и са чувствителни към промените в температурата.

За големи разстояния и натоварвания напречните греди на рамката са проектирани като тежки ферми; за сравнително малки разстояния (40-50 m) те имат същите сечения и компоненти като леките ферми.

Напречните сечения на рамките са подобни на гредовите ферми.

Оформление на рамката и корицатаот рамкови конструкции е подобно на решението на рамки на промишлени сгради и греди.

Статичните изчисления на рамковите конструкции се извършват с помощта на методите на строителната механика и специално разработени компютърни програми.

Тежките проходни рамки са проектирани като решетъчни системи, като се вземе предвид деформацията на всички решетъчни пръти.

1.3 Аркови конструкции

Сводестите покривни конструкции за сгради с дълги разстояния се оказват по-рентабилни по отношение на потреблението на материали от греди и рамкови системи. Въпреки това, в тях възниква значителна тяга, която се предава през основите към земята или се организира затягане, за да я абсорбира (т.е. гасене на тягата в системата).

Моделите и очертанията на арките са много разнообразни: с двойни панти, с три панти, без панти (виж фиг. 3).

Най-благоприятната височина на арките: f=1/4 ÷ 1/6 обхват L.

Височина на арката:

Масивна стена 1/50 ÷ 1/80 L,

Решетка 1/30 ÷ 1/60 L.

Фиг.4- Схеми на поддържащи панти на арки и рамки (a - плочки,

b - пето колело, c - балансьор:

1 - плоча, 2 - ос, 3 - балансьор).

Ориз. 5- Ключови панти и арки

(a - плочка; b - балансиран; c - лист; d - завинтен)

След определяне на M, N, Q, сеченията на дъговите пръти се избират по същия начин като сеченията на фермите на стърнищата:

1.4 Пространствени структури на покрития на сгради с голям размах

В греди, рамки и сводести системи за покритие, състоящи се от индивидуални носещи елементи, натоварването се предава само в една посока - по протежение на носещия елемент. При тези покривни системи носещите елементи са свързани помежду си чрез леки връзки, които нямат за цел да преразпределят натоварванията между носещите елементи, а само осигуряват тяхната пространствена стабилност, т.е. с тяхна помощ се осигурява HDDпокрития.

В пространствените системи връзките се укрепват и участват в разпределението на товарите и тяхното прехвърляне към опорите. Натоварването, приложено върху пространствената конструкция, се предава в две посоки. Този дизайн обикновено е по-лек от плоския.

Пространствените конструкции могат да бъдат плоски (плочи) и извити (черупки).

За да се осигури необходимата твърдост, плоските пространствени системи (с изключение на висящите) трябва да бъдат с двоен пояс - образувайки мрежеста система по повърхността. Конструкциите с двоен колан имат две успоредни мрежести повърхности, свързани една с друга чрез твърди връзки.

Еднослойните структури с извита повърхностна система се наричат ​​едномрежови.

В такива конструкции принципът на концентрация на материала се заменя с принципа на многосвързаните системи. Производството и монтажът на такива конструкции е много трудоемък и изисква специални техники за производство и монтаж, което е една от причините за ограниченото им използване.

1.5 Пространствени мрежови системи плоски покрития

В строителството мрежестите системи с правилна структура, т.нар структурни проектиили просто структури, които се използват под формата на плоски покрития на големи обществени и промишлени сгради.

Плоските конструкции са конструкции, образувани от различни системи от напречни ферми (виж фиг. 6):

1) Конструкции, образувани от напречни ферми, движещи се в три посоки. Следователно те са най-твърдите, но по-трудни за производство. Това са конструкции с поясни мрежи от мащабирани триъгълници.

2) Конструкции, образувани от ферми, движещи се в две посоки. Това са конструкции с лентови мрежи, изработени от квадратни клетки.

3) Конструкции, образувани от ферми, също вървящи в две посоки, но подсилени с диагонали в ъгловите зони. Затова са по-жилави.

Предимства на структурите:

По-голяма пространствена твърдост: големи участъци могат да бъдат покрити с различни опорни контури или решетки на колони; станете изразителни архитектурни решенияна височината на конструкцията.

Hструктури=1/12 - 1/20 L

Повторяемост на прътите - от стандартни и еднотипни пръти е възможно да се монтират покрития с различни разстояния и планови конфигурации (правоъгълни, квадратни, триъгълни и извити).

Позволява ви да прикрепите окачен транспорт и да промените посоката на движението му, ако е необходимо.

Структурните покривни системи могат да бъдат както с един участък, така и с много участъци, поддържани както от стени, така и от колони.

Монтирането на конзолни надвеси зад линията на опорите намалява изчисления момент на огъване на обхвата и значително улеснява конструкцията на покритието.

Ориз. 6- Диаграми на структурни покриващи решетки (а - с лентови мрежи, изработени от равностранни триъгълни клетки; b - с лентови мрежи, изработени от квадратни клетки; c - същото, подсилено с диагонали в условни зони: 1 - горни хорди,

2 - долни хорди, 3 - наклонени скоби, 4 - горни диагонали, 5 - долни диагонали, 6 - опорен контур).

Недостатъци на конструкциите- повишена сложност на изработка и монтаж. Пространствените стави на пръти (виж фиг. 7) са най-сложните елементи в конструкциите:

Вложка за топка (a);

На винтове (b);

Цилиндрична сърцевина с прорези, затегнати с един болт и шайби (c, d);

Заварен монтаж на сплескани краища на пръти (e).

Ориз. 7 - Интерфейсни възли за структурни пръти

Структурните структури са многократно статично неопределени системи. Точното им изчисление е сложно и се извършва на компютър.

При опростен подход конструкциите се изчисляват с помощта на методите на строителната механика - като изотропни плочи или като системи от напречни ферми без отчитане на въртящите моменти.

Големините на моментите и силите на срязване се определят с помощта на таблици за изчисляване на плочи: M плочи; Qplates - след това преминете към изчисляването на пръти.

1.6 Покрития на корпуса

За строителни покрития се използват цилиндрични черупки с една мрежа, двойна мрежа и черупки с двойна кривина.

Цилиндричните черупки (виж фиг. 8) са направени под формата на арки с опора:

а) праволинейна образуваща на контура

б) на крайните диафрагми

в) на крайни диафрагми с междинни опори

Фиг.8- Схеми за поддържане на цилиндрични черупки (1 - черупка;

2 - крайна диафрагма; 3 - връзки; 4 - колони).

Корпуси с една мрежа се използват за разстояния B не повече от 30 m.

Двойна мрежа - за големи разстояния B>30m.

На цилиндричната повърхност има пръти, които образуват мрежи от различни системи (виж фиг. 9):

Диамантена мрежа (a);

Ромбична мрежа с надлъжни ребра (b);

Ромбична мрежа с напречни ребра (c);

Ромбична мрежа с напречни и надлъжни ребра (d).

Най-простата мрежа с ромбичен модел, която се получава от леки стандартни пръти (∟, ○, □) от валцовани профили. Тази схема обаче не осигурява необходимата твърдост в надлъжна посока при прехвърляне на товара върху надлъжните стени.

Ориз. 9 - Мрежеста система от единични мрежести черупки

Твърдостта на конструкцията се увеличава значително при наличието на надлъжни пръти (диаграма "b") - конструкцията може да работи като корпус с обхват L. В този случай опората може да бъде крайни стени или четири колони с крайни диафрагми.

Най-твърди и изгодни са мрежите (модел "c"), които имат както надлъжни, така и напречни ребра (пръчки), а решетката на мрежата е насочена под ъгъл 45.

Изчисляването на черупките се извършва с помощта на методите на теорията на еластичността и методите на теорията на черупките. Черупки без напречни ребраизчислени като безмоментни гънки (метод на Ellers). Ако има напречни ребра, осигурявайки твърдостта на контура - според теорията на момента на Власов (свежда се до решаване на осемчленни уравнения).

При изчисляване чрез мрежести черупки, през повърхностите на конструкциите се заменят с твърди плочи с еквивалентна дебелина при работа при срязване, аксиално напрежение и компресия.

По-точни изчисления на мрежестите черупки се извършват на компютър с помощта на специално разработени програми.

Двойни мрежести черупкиизползва се при покриване на участъци с ширина над B>30m.

Техните конструктивни диаграми са подобни на тези на двойната мрежа плоски плочи- структури. Както в конструкциите, те се образуват от системи от напречни ферми, свързани по протежение на горните и долните пояси чрез специални връзки - решетка. Но в същото време в черупките основната роля при възприемането на силите принадлежи на извитите мрежести равнини; решетката, която ги свързва, участва по-малко в предаването на силите, но придава на структурата по-голяма твърдост.

В сравнение с черупките с една мрежа, черупките с двойна мрежа имат по-голяма твърдост и товароносимост. Те могат да покриват участъци на сгради от 30 до 700 m.

Те са проектирани под формата на цилиндрична повърхност, поддържана от надлъжни стени или метални колони. В краищата на корпуса те почиват върху твърди диафрагми (стени, ферми, арки с вратовръзка и др.).

Най-доброто разпределение на силите в черупката е при B=L.

Разстоянието между мрежестите повърхности е h=1/20÷1/100R при f/B=1/6÷1/10.

Както в конструкциите, най-сложната е връзката на прътите.

Изчисляването на черупките с две мрежи се извършва на компютър с помощта на специално разработени програми.

За приблизително изчисляване на обвивката е необходимо да се намали прътовата система до еквивалентна твърда обвивка и да се установи модулът на срязване на средния слой, който е еквивалентен по твърдост на свързващата решетка.

1.7 Куполни покрития

Има дизайни на куполи четири вида(виж Фиг. 6): оребрени (а), оребрени пръстени (b), мрежести (c), радиално-лъчеви (d).

Ориз. 10- Куполни схеми

Оребрени куполи

Конструкциите на оребрените куполи се състоят от отделни плоски или пространствени ребра под формата на греди, ферми или полуарки, разположени в радиална посока и свързани помежду си с греди.

Горните пояси на ребрата образуват повърхността на купола (обикновено сферична). Покривът е положен по греди.

На върха, за да свържете отново ребрата, е монтиран твърд пръстен, който работи за компресия. Ребрата могат да бъдат шарнирно или неподвижно закрепени към централния пръстен. Двойка куполни ребра, разположени в една и съща диаметрална равнина и прекъснати от централен пръстен, се считат за единична, например дъгообразна конструкция (с две панти, с три шарнири или без панти).

Оребрените куполи са дистанционни системи. Разширението се възприема от стени или специален дистанционен пръстен във формата на кръг или многостен с твърди или шарнирни връзки в ъглите.

Между ребрата с определена стъпка са положени пръстеновидни греди, върху които покривна настилка. Презрамките, в допълнение към основното им предназначение, осигуряват обща стабилност на горния пояс на ребрата извън равнината, намалявайки проектната им дължина.

За осигуряване на цялостната твърдост на купола в равнината на гредите са разположени наклонени връзки между ребрата на определена стъпка, както и вертикални връзки за разединяване на вътрешния пояс на арката - между вертикалните връзки са разположени дистанционери.

Проектни натоварвания- собствено тегло на конструкцията, тегло на оборудването и атмосферни влияния.

Елементите на дизайна на куполното покритие са: ребра, опорни и централни пръстени, греди, наклонени и вертикални връзки.

Ако разширението на купола се възприема от дистанционен пръстен, тогава при изчисляване на арката пръстенът може да бъде заменен с условно затягане, разположено в равнината на всяка двойка полуарки (образувайки плоска арка).

При изчисляване на опорния пръстен - с често подреждане на арки (ребра) на купола, действието на техните тласъци може да бъде заменено с еквивалентно равномерно разпределено натоварване:

Куполи с оребрени пръстени

В тях презрамките с ребра образуват една твърда пространствена система. В този случай пръстеновидните греди работят не само при огъване от натоварването върху покритието, но и от реакциите на междинните ребра и възприемат пръстеновидни сили на опън или натиск, произтичащи от натиск в точката на опора на многообхватния полудиапазон. арки.

Теглото на ребрата (арките) в такъв купол е намалено поради включването на пръстеновидни греди като междинни опорни пръстени. Пръстенообразните ребра в такъв купол работят по същия начин като опорния пръстен в оребрен купол и при изчисляване на арки те могат да бъдат заменени с условно затягане.

При симетрично натоварване изчисляването на купола може да се извърши чрез разделянето му на плоски арки с връзки на нивото на пръстеновидните ребра (греди).

Мрежести куполи

Ако увеличите свързаността на системата в оребрен или оребрен купол, можете да получите мрежести куполи с шарнирни връзки на прътите в възлите.

При мрежестите куполи между ребрата (арките) и пръстените (пръстеновите греди) има скоби, благодарение на които силите се разпределят по повърхността на купола. В този случай прътите работят главно само върху аксиални сили, което намалява теглото на ребрата (арките) и пръстените.

Пръчките на мрежестите куполи се изработват от затворени профили (с кръгло, квадратно или правоъгълно сечение). Съединения на пръти като в конструкции или мрежести черупки.

Мрежестите куполи се изчисляват на компютър с помощта на специално разработени програми.

Те се изчисляват приблизително според безмоментната теория на черупките - като непрекъсната осесиметрична обвивка по формули от съответните теоретични справочници.

Куполи с радиална греда

Те представляват оребрени куполи, съставени от сегментирани полуферми, разположени радиално. В центъра сегментните полуферми са свързани към твърд пръстен (решетка или плътна стена с усилващи диафрагми).

1.8 Висящи покрития

Висящите покрития са тези, при които основните носещи елементи работят на опън.

Тези елементи използват пълноценно високоякостни стомани, тъй като те товароносимостопределя се от силата, а не от стабилността.

Носещите опънати пръти - кабели - могат да бъдат направени гъвкави или твърди.

Твърд- изработени от извити I-образни греди.

Гъвкав- изработени от стоманени въжета (кабели), усукани от високоякостна тел с R = 120 kN/cm2 ÷ 240 kN/cm2.

Висящите покривни конструкции са една от най-обещаващите структурни форми за използване на високоякостни материали. Конструктивните елементи на висящите покриви са лесни за транспортиране и относително лесни за монтаж. Изграждането на окачени покрития обаче има редица трудности, чието успешно инженерно решение определя ефективността на покритието като цяло:

Първи недостатък- окачените покрития са разширителни системи и за поемане на натиск е необходима носеща конструкция, цената на която може да бъде значителна част от цената на цялото покритие. Намаляването на разходите за носещи конструкции може да се постигне чрез повишаване на ефективността на тяхната работа - създаване на покрития с кръгли, овални и други неправолинейни планови форми;

втори недостатък- повишена деформируемост на окачващите системи. Това се дължи на факта, че модулът на еластичност на усуканите кабели е по-малък от този на валцована стомана (Etrosa = 1,5 ÷ 1,8 × 10 5 MPa; E валцувани пръти = 2,06 × 10 5 MPa), а площта еластична работастоманата с висока якост е значително по-голяма от тази на обикновената стомана. По този начин относителната деформация на кабела в еластичния етап на работа, ε = G/E, е няколко пъти по-голяма, отколкото при елементи от обикновена стомана.

Повечето окачени покривни системи са системи за незабавно втвърдяване, т.е. системи, които работят еластично само при равновесни натоварвания, а под действието на неравномерни натоварвания в тях, освен еластични деформации, се появяват и кинематични премествания на системата, водещи до промяна в целостта на геометричната покривна система.

За да се намалят кинематичните движения, окачените покривни системи често са оборудвани със специални стабилизиращи устройства и предварително напрегнати.

Видове висящи схеми

1. Еднолентови системи с гъвкави кабели

Такива покривни системи са проектирани правоъгълни или извити в план, например кръгли (виж фиг. 11).

Те са предварително напрегнати стоманобетонни черупки, които работят на опън. Напрегнатата армировка в тях е система от гъвкави кабели, върху които при монтажа се полагат предварително изработени кабели. стоманобетонни плочи. По това време върху кабелите се поставя допълнителна тежест, която се отстранява след полагане на всички стоманобетонни плочи и запечатване на шевовете. Кабелите компресират стоманобетонните плочи и получената стоманобетонна обвивка получава предварително напрежение на натиск, което й позволява да поеме напрежението на опън от външни натоварвания и да осигури цялостната стабилност на конструкцията. Товароносимостта на покритието се осигурява от опъна на кабелите.

При правоъгълни покриви, тягата на кабелите се поема от носеща конструкция от момчета и анкери, фиксирани в земята.

Ориз. единадесет- Еднолентови покрития с гъвкави кабели

(a - правоъгълна в план; b - кръгла в план)

При покрития с кръгъл (овален) план тягата се предава към външния компресиран пръстен, лежащ върху колоните, и вътрешния (опънат) метален пръстен.

Провисването на кабелите на такива покрития обикновено е f=1/10÷1/20 L. Такива черупки са плоски.

Напречното сечение на покривните кабели се определя от инсталационно натоварване. В този случай кабелите работят като отделни нишки и разширението в тях може да се определи без да се отчитат деформациите им H=M/f, където M е моментът на гредата от проектното натоварване, f е провисването на нишката.

където V е реакцията на лъча.

2. Еднолентови системи с твърди кабели

Ориз. 12- 1 - надлъжни гъвкаво-твърди ребра; 2 - напречни ребра;

3 - алуминиева мембрана, t = 1,5 mm

В такива покрития огънатите твърди кабели, прикрепени към носещия колан, работят под действието на натоварване на опън с огъване. Освен това, под действието на равномерно натоварване, делът на огъване в напреженията е малък. Под действието на неравномерно натоварване, твърдите кабели започват силно да се съпротивляват на локално огъване, което значително намалява деформируемостта на цялото покритие.

Провисването на кабелите на такива покрития обикновено е 1/20 ÷ 1/30 L. Въпреки това, използването на твърди нишки е възможно само за малки разстояния, т.к. С увеличаване на разстоянието монтажът значително се усложнява и теглото им се увеличава. Такива твърди кабели могат да се използват за полагане на лек покрив, няма нужда от предварително напрягане (неговата роля се играе от твърдостта на кабела при огъване).

При равномерно натоварване тягата в кабелната опора се определя по формулата

H = 8/3 × [(EA)/(l 2 mо)] × (f+fо) × ∆f +Ho;

където ∆f=f–fо,

f - деформация при натоварване,

fo – начално провисване;

m1=1+(16/3)/(fo/l) 2

Моментът на огъване в средата на кабела се намира по формулата

M= q I 2 /8–Hf.

3. Еднострунни окачени покриви, опънати с помощта на напречни греди или ферми

Ориз. 13

Стабилизирането на такива системи с кабелни греди се постига или чрез увеличена маса на напречни и твърди на огъване елементи, или чрез предварително напрягане на разтегателни телове, които свързват напречните греди или ферми към основи или опори. По този начин се опъват леки покривни покрития.

Благодарение на твърдостта на огъване на напречните греди или ферми, покритието придобива пространствена твърдост, което е особено очевидно, когато конструкцията на обхвата е натоварена с локално натоварване.

4. Двуремъчни системи

Ориз. 14

Покритията от този тип имат две кабелни системи:

- Носители- с извивка надолу;

- Стабилизиращ- с извивка нагоре.

Това прави такава система незабавно твърда - способна да поема натоварвания, действащи в две различни посоки. Вертикалното натоварване причинява поддържащата нишка разтягане, а за стабилизиращия - компресия. Вятърното засмукване предизвиква сили с противоположен знак в кабелите.

В този вид покритие могат да се използват леки покриви.

5. Опънати мрежи във формата на седло

Ориз. 15

Покритията от този тип се използват за постоянни сгради и временни конструкции.

Покриваща мрежа:Носещите (надлъжни) кабели са извити надолу, стабилизиращите (напречни) кабели са извити нагоре.

Тази форма на покритие позволява мрежата да бъде предварително напрегната. Повърхността на покритието е лека и изработена от различни материали: от стоманен лист до филм и тента.

Разстоянието между решетките е приблизително един метър. Точното изчисляване на мрежите на такива покрития е възможно само на компютър.

6. Мембрани от метална обвивка

Ориз. 16

Формата в план е елипса или кръг, а формата на черупките е доста разнообразна: цилиндрична, конична, куповидна, седловидна и шатровидна. Повечето от тях работят по пространствена схема, което го прави много изгодно и позволява използването на листове с дебелина 2 - 5 мм.

Изчисляването на такива системи се извършва на компютър.

Основен предимствоТакива покривни системи са комбинация от носещи и ограждащи функции.

Изолацията и хидроизолацията се полагат върху носещата обвивка без използване на покривни плочи.

Обвивните панели се произвеждат в завода-производител и се доставят за монтаж под формата на рула, от които цялата обвивка се сглобява на строителната площадка без използване на скеле.

Раздел 2. Листови структури

Листовите конструкции са конструкции, състоящи се предимно от метални листове и предназначени за съхранение и транспортиране на течности, газове и насипни материали.

Тези дизайни включват:

Резервоари за съхранение на петролни продукти, вода и други течности.

Газови резервоари за съхранение и разпределение на газове.

Бункери и силози за съхранение и обработка на насипни материали.

Тръбопроводи с голям диаметър за транспортиране на течности, газове и натрошени или втечнени твърди вещества.

Специални проекти за металургична, химическа и други индустрии:

Корпуси на доменни пещи

Въздушни нагреватели

Прахоуловители - скрубери, корпуси за електрофилтри и ръкавни филтри

Димни тръби

Солидни стени кули

Охладителни кули и др.

Такива листови конструкции заемат 30% от всички метални конструкции.

Условия на работа на листови конструкциидоста разнообразен:

Те могат да бъдат надземни, надземни, полувкопани, подземни, подводни;

Може да възприема статично и динамични натоварвания;

Работа при ниски, средни и високо налягане;

Под влияние на ниски и високи температури, неутрални и агресивни среди.

Те се характеризират с двуосновно напрегнато състояние и в местата, където са свързани с дъното и усилващите елементи, в местата, където са свързани черупки с различна кривина (т.е. на границата на промените в радиуса на кривината), локални високо напрежение, бързо затихващи, когато се отдалечават от тези зони - това е така нареченият феномен на крайния ефект.

Листовите конструкции винаги съчетават носещи и ограждащи функции.

Заварените съединения на елементите на листовите конструкции се извършват от край до край, припокриване и от край до край. Връзките се осъществяват чрез автоматично и полуавтоматично електродъгово заваряване.

Повечето листови конструкции са ротационни черупки с тънки стени.

Черупките се изчисляват с помощта на методите на теорията на еластичността и теорията на черупките.

Листовите конструкции са проектирани за здравина, стабилност и издръжливост.

1.1 Резервоари

В зависимост от положението в пространството и геометрична формаделят се на цилиндрични (вертикални и хоризонтални), сферични и капковидни.

Въз основа на местоположението им спрямо нивото на планиране на земята се разграничават: надземни (върху опори), надземни, полузаровени, подземни и подводни.

Те могат да бъдат с постоянен и променлив обем.

Типът резервоар се избира в зависимост от свойствата на съхраняваната течност, режима на работа и климатичните характеристики на района на строителството.

Най-разпространениполучиха вертикални и хоризонтални цилиндрични резервоари като най-лесни за производство и монтаж.

Вертикални резервоарис неподвижен покривса съдове с ниско налягане, в които се съхраняват петролни продукти с малък оборот (10 - 12 пъти годишно). Те създават свръхналягане в зоната пара-въздух до 2 kPa, а при изпразване - вакуум (до 0,25 kPa).

Вертикални резервоари с плаващ покрив и понтонизползва се за съхранение на петролни продукти с висока оборотност. В тях практически няма излишно налягане и вакуум.

Използват се резервоари с високо налягане (до 30 kPa). дългосрочно съхранениепетролни продукти с оборот не повече от 10 - 12 пъти годишно.

Сферични резервоари- за съхранение на големи количества втечнени газове.

Резервоари във формата на капка- за съхранение на бензин с високо налягане на парите.

Вертикални резервоари

Ориз. 17

Основни елементи:

Стена (тяло);

Покрив (покрития).

Всички конструктивни елементи са изработени от листова стомана. Те са лесни за производство и монтаж и са доста икономични по отношение на потреблението на стомана.

Установени са оптималните размери на вертикален цилиндричен резервоар с постоянен обем, при който разходът на метал ще бъде най-малък. Така резервоар със стена с постоянна дебелина има минимална маса, ако

[(mdn + mpok) / mst] = 2 и стойността оптимална височинарезервоар се определя по формулата

където V е обемът на резервоара,

∆= t ден+t добавяне. Покрийте - сумата от намалената дебелина на дъното и покритието,

tst. - дебелина на стената на корпуса.

При резервоари с голям обем дебелината на стената варира по височина. Масата на такъв резервоар ще бъде минимална, ако общата маса на дъното и капака е равна на масата на стената, т.е. mday + mcover = mst.

В такъв случай

където ∆= tден. + тприв. Покрийте,

n - коефициент на претоварване,

γ е. - специфично тегло на течността.

Дъно на резервоара

Тъй като дъното на резервоара лежи по цялата си площ върху пясъчна основа, то изпитва незначителни напрежения от налягането на течността. Следователно дебелината на долния лист не се изчислява, а се взема структурно, като се вземе предвид лекотата на монтаж и устойчивостта на корозия.

При V≤1000m и D<15м → tдн = 4мм; при V>1000m и D=18-25m → tdn = 5mm; при D > 25m → tdn = 6mm. Ориз. 18

Листовете на долните панели са свързани помежду си по надлъжните ръбове с припокриване с припокриване от 30 - 60 mm на ден. = 4 - 5mm, а при tday = 6mm - се изпълняват от край до край. Външните листове - "ръбове" - са с 1-2 мм по-дебели от листите в средната част на дъното. Всичко се доставя от производителя на рула (Q ≤ 60t).

Конструкция на стена:

Ориз. 19

Стената на резервоара се състои от множество ленти с височина, равна на ширината на листа. Ремъците са свързани един към друг от край до край или се застъпват телескопично или стъпаловидно. Челното съединяване се извършва главно във фабриката на производителя (по-рядко по време на монтажа), докато припокриването се извършва както във фабриката, така и по време на монтажа.

Общ метод за конструиране на резервоари е чрез валцуване.

Изчисляване на якостта- стената на корпуса е носещ елемент и се изчислява по метода на граничното състояние в съответствие с изискванията на SNiP 11-23-81

Конструктивни решения метални покритиясградите с голям размах могат да бъдат греди, сводести, пространствени, висящи байтове, мембрани и др. Като се има предвид, че в такива конструкции основното натоварване е собственото тегло, трябва да се стремим да го намалим, което се постига чрез използване на високоякостни стомани и алуминий сплави.

Системите от греди (обикновено ферми) са включени в напречните рамки, което подобрява статичния дизайн на работата. За участъци над 60-80 m е препоръчително да се използват сводести покрития (фиг. 1). За големи разстояния е препоръчително да се проектират такива покрития предварително напрегнати. В сводестото покритие, показано на фиг. 2, горната обшивка е осигурена твърда, а долната обшивка и арковата решетка са направени от кабели. След монтажа на арката опорните елементи са принудени да се изместят навън, което причинява предварително напрежение в долния пояс и скобите на арката.

Снимка 1. 1 - арка; 2 - затягане; 3 - фиксирана опора на пантата; 4 - подвижна опора на пантата

Фигура 2.1 - кабел; 2 - твърд колан

Пространствените решетъчни покривни структури могат да бъдат плоски двуслойни (двойни мрежи) и извити еднослойни (единични мрежи) или двуслойни. В конструкциите с двойна мрежа две успоредни мрежести повърхности са свързани една с друга чрез решетъчни връзки.

Мрежестите системи с правилна структура се наричат ​​структурни и се използват като правило под формата на плоски покрития. Те представляват различни системинапречни ферми (фиг. 3). Структурните плоски подове, поради високата си пространствена твърдост, имат малка височина (1/16-1/20 от участъка), те могат да покриват големи участъци. Чрез монтиране на конзолни надвеси зад опорната линия се постига намаляване на огъващите моменти и теглото на покритието.

Фигура 3. 1,2 - горна и долна мрежа на талията; 3 - скоби; 4 - тетраедър; 5 - октаедър; 6 - поддържащ капитал

Криволинейните пространствени покрития обикновено имат цилиндрична или куполна повърхност.

Цилиндричните покрития могат да бъдат с една мрежа или с двойна мрежа (криволинейни структури). В напречна посока те действат като свод, чиято тяга се възприема от стените или връзките.

Куполните покрития могат да имат оребрен (или оребрен пръстен) дизайн (фиг. 4a) или мрежест дизайн (фиг. 4b). При оребрените куполи радиално разположените ребра са свързани помежду си с пръстеновидни греди. Ако последните образуват единна твърда пространствена система с ребрата, тогава пръстеновидните греди работят не само за локално огъване, но като част от куполната система те също възприемат пръстеновидни сили на натиск или опън. В мрежестите куполи структурата, в допълнение към ребрата и пръстеновидните елементи, включва скоби, което създава условия, при които прътите работят само върху аксиални сили.

Фигура 4. а - оребрени; b - мрежа

Окачените покрития се състоят от носещ контур и основни носещи елементи под формата на кабели или тънки стоманени листове, работещи на опън. Тъй като основните елементи на покритието работят на опън, тяхната носеща способност се определя от здравината (а не от стабилността), което позволява ефективното използване на високоякостни въжета или листова стомана. Такива покрития са много икономични, но повишената деформируемост ограничава използването им за покрития на промишлени сгради. Освен това, като се има предвид голямото разширение на такива системи, препоръчително е планът да бъде кръгъл, овален или многоъгълен, което улеснява възприемането на разширението. В тази връзка те се използват главно за покриване на спортни сгради, закрити пазари, изложбени зали, складове, гаражи и други сгради с голям обхват.

Съставът на вантовите окачени покрития включва гъвкави кабели (стоманени въжета или армировъчни пръти), разположени в радиална посока (фиг. 5а), в ортогонални посоки (фиг. 5b) или успоредни един на друг в една и съща посока (фиг. 6). Криволинейните затворени опорни контури работят предимно при компресия, а централният пръстен работи при опън. В тези случаи само вертикални сили се предават на конструкциите, поддържащи покритието (стени, колони, рамки). За разлика от това, при отворени контури, тягата се прехвърля към носещи конструкциисгради, което изисква поставяне на анкерни основи, които работят на издърпване, или стени с контрафорси и др. Върху кабелната система се полагат леки стоманобетонни или метални плочи с полимерна изолация, трислойни и др.

Фигура 5. а - радиално разположение на кабелите; b - ортогонален; 1 - ванти; 2 - поддържащ контур; 3 - централен пръстен

Фигура 6. 1,2 - ванти съответно в средата и в края; 3 - поддържащ контур; 4 - стоманобетонни плочи; 5 - анкерна основа

Окачените кабелни покривни системи са много разнообразни. Често се използва тентова вантова система, при която централният пръстен лежи върху колона и се издига на по-високо ниво от носещия контур.

Пример за такава система е покритието на автобусно депо в Киев с диаметър 161 m. Описаните по-горе системи са едноремъчни. В допълнение към тях се използват и двулентови системи (особено при големи натоварвания от вятър), при които стабилизирането на покритието се извършва с помощта на контур на обратната кривина. В такива системи носещите кабели имат извивка надолу, а стабилизиращите - нагоре. Стабилизиращите кабели с монтирана върху тях палуба могат да бъдат разположени над носещите, което причинява компресия на подпорите (фиг. 7а). Когато стабилизиращите кабели са разположени под носещите кабели, връзките между тях ще бъдат разтегнати (фиг. 7b). Възможен е и трети вариант, при който носещите и стабилизиращи въжета се пресичат, а стелажите са компресирани в средната част на покритието и опънати във външните части (фиг. 7б).

Фигура 7. 1 - стабилизиращи ванти; 2 - стелажи; 3 - носещи кабели

Висящите тънколистови системи - мембранни покрития - също са широко разпространени в чуждестранната и вътрешната практика.

Те представляват пространствена конструкция, изработена от тънък метален лист (стоманени или алуминиеви сплави) с дебелина няколко милиметра, фиксиран около периметъра в поддържащ контур. Техните предимства са съчетаването на носещи и ограждащи функции, както и увеличеното промишлено производство. В някои случаи, вместо непрекъсната мембрана, покритието се формира от отделни тънки стоманени ленти, които не са свързани една с друга. Лентите, разположени в две взаимно перпендикулярни посоки, могат да се преплитат, което предотвратява разслояването им.

Непрекъснато мембранно покритие беше успешно използвано за универсален стадион на авеню Мира в Москва, чиито размери достигат 183x224 m (фиг. 8).

Фигура 8. Структурна схема на покритието на универсалния стадион на авеню Мира в Москва (стоманена мембрана с дебелина 5 mm): план; b - надлъжен разрез; в - напречен

Спортният комплекс, построен в Бишкек, включва зала за 3 хиляди зрители, чието покритие е проектирано под формата на предварително напрегната мембранно-гредова система за окачване (фиг. 9). Рамката на сградата е изградена от монолитна стоманобетонна сграда под формата на сковани ферми, разположени по периметъра с планови размери 42,5 х 65,15 м. Покритието се състои от самата мембрана с дебелина 2 мм, надлъжни греди и напречни греди - подпори . Изолацията под формата на рогозки от минерална вата е окачена отдолу на мембраната, таванът е от щамповани алуминиеви елементи.

Мембранните покрития се използват и в редица други сгради с голям пробег. Така че, в Санкт Петербург, универсален фитнесс диаметър 160 m, покрита е с мембранна обвивка с дебелина 6 mm. Подобни снаряди покриват и универсална спортна зала с планови размери 66x72 m за 5 хиляди зрители в Измайлово (Москва), сградата на басейна Pioneer с планови размери 30x63 m в Харков и др.

Сгънатите покривни сводове са пространствена конструкция, която може да бъде изработена от метал (стомана, алуминиеви сплави), стоманобетон и пластмаса.

Такива покрития от алуминиеви сплави са особено ефективни. Основният конструктивен елемент в последния може да бъде ромбовиден лист (фиг. 10), огънат по по-голям диагонал. Елементите с форма на диамант могат да бъдат свързани помежду си с помощта на цилиндрични панти или твърди фланцови съединения. За да се увеличи пространствената твърдост на покритието (особено при шарнирни съединения), е необходимо

предвиждат монтиране на надлъжни връзки по изпъкналите възли на сгънатата арка.

Фигура 9. 1 - рамка на сградата; 2 - система за окачване на мембрана-греда

Фигура 10.

Дългопролетните покрития са плоски, пространствени и пневматични. Тези покрития се използват в обществени и промишлени сгради.

Плоските конструкции са изработени от греди, ферми, рамки, арки, които са изработени от слоесто дърво, валцована стомана, монолитен и сглобяем стоманобетон.

Стоманобетонните греди се използват за обхващане на участъци до 24 м. Гредите се използват в Т- и U-образни секции.

Ферми и рамки (навесни и шарнирни) от дърво, стомана и стоманобетон покриват разстояния до 60 m.

Рамките без панти са здраво вградени в основата. Те са много чувствителни към неравномерни валежи. Поради това те се използват върху здрави и хомогенни почви. Шарнирните рамки са по-малко чувствителни към слягане на неравни терени. Има едно-, дву- и тришарнирни рамки. Едношарнирни - пантата е в средата на разстоянието. Двушарнирни - панти в опорите.

Арките са ефективни конструкции за покриване на големи разстояния, тъй като... техните очертания могат да бъдат сближени с кривата на налягането и по този начин материалът може да се използва оптимално. Хоризонталните сили (тяга), възникващи в сводестите конструкции, намаляват с увеличаване на радиуса на очертанията на свода. В същото време се увеличава повдигащата стрела на арката и следователно строителният обем на сградата. Това води до увеличаване на разходите за отопление и изравняване на разходите. Арките са широко разпространени в покритията на големи спортни сгради.

Пространствени структури - напречни покрития, куполи, черупки, висящи покрития.

Напречните покрития могат да бъдат нагънати или мрежести.

За покриване на големи разстояния се използват нагънати покрития от стоманобетон (до 50 m) и армиран цимент (до 60 m). Те са образувани от плоски пресичащи се елементи през участъка. Сгъвките са: правоъгълни и цилиндрични; трион; под формата на триъгълни равнини; призматичен тип; трапецовиден профил и др.

Мрежестите покрития от стоманобетон са предназначени за разстояния до 50 м, а от стоманени елементи - до 100 м. В тези покрития се пресичат стоманобетонни и стоманени триъгълници. Елементите работят в две посоки, така че тяхната височина е по-малка от тази на гредите - това намалява обема на сградата.

Напречните конструкции и системи с плоски ферми и рамки са отворени към интериора. Често те правят окачени тавани, които се укрепват до дъното на фермите.

Куполът е най-древната структура. Използван е, защото възможно е да се изберат такива форми, че да не възникват сили на опън в елементите на арката. В зали, където е желателно да се създаде голямо въздушно пространство (пазари, фитнес зали) и където няма високи текущи разходи за отопление, използвайте различни видовекуполни конструкции от монолитен или сглобяем стоманобетон, куполни мембрани от стоманена ламарина с дебелина 3 мм с лепена изолация отдолу. Залите за временни изложби са изработени от слепени пластмасови конструкции.

Окачените покрития покриват участъци до 100 м. Основните елементи на тези покрития работят на опън и пренасят товари от покритието към анкерите. Те имат криволинейни очертания и представляват гъвкави или твърди нишки, мембрани или висящи ферми. Според конструктивните си характеристики висящите покрития се разграничават: еднолентови; двуколан; хипари (хиперболични параболоиди) и вантови.

При окачените покрития носещите елементи са стоманени въжета. Те са изтеглени през някои носеща конструкцияи подсилен със стрии. Предимства на висящите конструкции - спестяване на метал и др ефективно използваненосещи елементи в сравнение с греди и рамкови конструкции, т.к кабелите работят на напрежение. Недостатъци: висящите покриви имат ниска твърдост, така че покривната настилка често се деформира; трудно е да се осигури отстраняването на атмосферната влага.

Покритията с един колан се използват по-често от други, т.к Те са технологично напреднали за производство и лесни за инсталиране. Те могат да дадат най-много на структурата различни форми. Покритията с един колан се състоят от система от радиални или пресичащи се скоби, които предават хоризонтални сили към твърди рамки, стелажни рамки или обвързани греди със затворен контур. Плочите са окачени на опъващите кабели и под това натоварване те се разтягат. По това време шевовете между плочите са циментирани и фугите са заварени. Поради еластичните деформации на нишките, плочите се компресират и структурата започва да работи като монолитна обвивка. При цилиндричните покрития се създава лека кривина на покритието в посока, перпендикулярна на осите на резбите. Това се прави за оттичане на дъждовна вода. От параболични системи във формата на обърнат купол водата тече към центъра на покритието и се отстранява вътрешен дренаж. По периметъра на залата са монтирани щрангове, а хоризонталните разпределителни тръбопроводи са скрити в окачения таван. Най-лесният начин за източване на водата е от покрития за палатки.

При двулентовите покрития се използват два вдлъбнати колана, свързани с опънати нишки. Най-често срещаните са кръглите по отношение на дизайна. Нишките по периметъра са прикрепени към външния пръстен, а в центъра - към вътрешния. В зависимост от височината на централния пръстен, системата може да бъде направена вдлъбната или изпъкнала. Изпъкналата система ви позволява да повдигнете централната част на покритието и по този начин да отклоните водата към външните стени, без да прибягвате до хоризонтално насочване на улуци и да използвате сгъната покривна система.

Хипарите (хиперболични параболоиди) са висящи покрития с форма на седло. Те се образуват в решетъчни мембрани от два вида нишки. Някои нишки са носещи, а вторите са опънати. По периметъра нишките са вградени в затворен контур. Плочи или дискове се полагат по нишките. Монолитни са като първо се натоварват с баласт или се опъват носещите кабели с крикове. След това опъващите нишки получават най-голямо напрежение и ставите на плочите, перпендикулярни на тези нишки, се отварят. Те са запечатани с разширяващ се циментов разтвор. В резултат на това структурата се превръща в твърда обвивка. Хипарите покриват структури, които имат кръгъл план.

Вантовите покрития се състоят от опънати елементи - кабели; конструкции работещи на натиск - подпори и огъване - греди, ферми, плочи и черупки. Тези покрития могат да имат не само пространствен дизайн, но и плосък. Използват прави пръти - кабели. Поради това вантовите конструкции са по-твърди и кинематичните движения на техните елементи са по-малки от тези на другите окачени покрития.

Черупки - единична и двойна кривина. Единична кривина - цилиндрична или конични повърхности. Двойна кривина - направена под формата на купол или елипсоид. Според структурата на корпуса биват: гладки, оребрени, вълнообразни, мрежести, монолитни и сглобяеми.

Пневматичните тавани се използват и за покриване на участъци до 30 м. Използват се за временни конструкции. Има три типа: снаряди с въздушна опора; пневматични рамки; пневматични лещи. Въздушно поддържаните черупки са цилиндри, изработени от гумирани или синтетични тъкани. В тях се създава прекомерно налягане на въздуха. Приложимо за спортни съоръжения, изложби. Пневматичните рамки са удължени цилиндри под формата на отделни арки с излишно въздушно налягане. Арките са свързани в непрекъсната арка със стъпка от 3-4 м. Пневматичните лещи са големи възглавници, надути с въздух, които са окачени на твърди рамкови конструкции. Използва се за организиране на летни циркове и театри.

Конструкции с голям обхватиграят важна роля в световната архитектура. И това беше заложено в древни времена, когато всъщност се появи тази специална посока на архитектурния дизайн.

Идеята и изпълнението на дългосрочни проекти е неразривно свързано с основното желание не само на строителя и архитекта, но и на цялото човечество като цяло - желанието за завладяване на космоса. Ето защо, започвайки от 125 г. сл. Хр. д., когато се появи първата структура с голям размах, известна в историята, Пантеонът на Рим (диаметър на основата - 43 м), и завършвайки с творенията на съвременните архитекти, структурите с голям размах са особено популярни.

История на дългопролетните конструкции

Както бе споменато по-горе, първият е Пантеонът в Рим, построен през 125 г. сл. Хр. д. По-късно се появяват и други величествени сгради с големи куполни елементи. Ярък пример е църквата Света София, построена в Константинопол през 537 г. сл. Хр. д. Диаметърът на купола е 32 метра, а самият той придава на цялата конструкция не само величие, но и невероятна красота, на която се възхищават както туристи, така и архитекти и до днес.

В онези и по-късни времена е било невъзможно да се строят леки конструкции от камък. Следователно куполните конструкции се характеризираха с голяма масивност и тяхното изграждане изискваше сериозни времеви разходи - до сто години или повече.

По-късно дървените конструкции започнаха да се използват за изграждане на подове с големи участъци. Тук ярък примере постижение на местната архитектура - бившият Манеж в Москва е построен през 1812 г. и има дървени участъци с дължина 30 м в своя дизайн.

18-19 век се характеризира с развитието на черната металургия, която дава нови и по-трайни материали за строителството - стомана и чугун. Това бележи появата на самолети с голям обхват през втората половина на 19 век. стоманени конструкции, които са получили широко приложение в руската и световната архитектура.

Следващият строителен материал, който значително разшири възможностите на архитектите, бяха стоманобетонните конструкции. Благодарение на появата и усъвършенстването на стоманобетонни конструкции, световната архитектура на 20-ти век беше попълнена с тънкостенни пространствени структури. В същото време през втората половина на ХХ век започнаха да се използват широко окачени покрития, пръчкови и пневматични системи.

През втората половина на ХХ век се появява и ламинираната дървесина. Развитието на тази технология даде възможност да се „върнат към живот“ дървени конструкции с дълги разстояния, да се постигнат специални показатели за лекота и безтегловност, да се завладее пространството, без да се прави компромис със здравината и надеждността.

Конструкции с голям обхват в съвременния свят

Както показва историята, логиката на развитието на самолети с голям обхват структурни системибеше насочена към подобряване на качеството и надеждността на строителството, както и архитектурната стойност на сградата. Използването на този тип конструкция даде възможност да се използва максимално пълният потенциал на носещите свойства на материала, като по този начин се създават леки, надеждни и икономични подове. Всичко това е особено важно за един съвременен архитект, когато модерно строителствонасърчава се намаляването на масата на конструкциите и конструкциите.

Но какво представляват конструкциите с голям обхват? Тук експертните мнения се различават. Няма единна дефиниция. Според една версия това е всяка конструкция с дължина на участъка над 36 м. Според друга, конструкции с неподдържано покритие с дължина над 60 м, въпреки че вече са класифицирани като уникални. Последните включват и сгради с размах над сто метра.

Но във всеки случай, независимо от определението, модерна архитектураЯсно е, че конструкциите с голям обхват са сложни обекти. А това означава високо ниво на отговорност за архитекта, необходимост от вземане на допълнителни мерки за безопасност на всеки етап - архитектурно проектиране, строителство, експлоатация.

Важен момент е изборът на строителен материал - дърво, стоманобетон или стомана. В допълнение към тези традиционни материали се използват и специални тъкани, кабели и въглеродни влакна. Изборът на материал зависи от задачите, които стоят пред архитекта и спецификата на строителството. Нека разгледаме основните материали, използвани в съвременното дългосрочно строителство.

Перспективи за дългосрочно строителство

Като вземем предвид историята на световната архитектура и неизбежното желание на човека да завладее пространството и да създаде перфектни архитектурни форми, можем спокойно да прогнозираме постоянно нарастване на вниманието към конструкциите с дълги разстояния. Що се отнася до материалите, освен съвременните високотехнологични решения, все по-голямо внимание ще се обръща на FCC, който е уникален синтез на традиционен материал и съвременни високи технологии.

Що се отнася до Русия, предвид темповете на икономическо развитие и неудовлетворената нужда от съоръжения за различни цели, включително търговска и спортна инфраструктура, обемът на строителството на дългосрочни сгради и конструкции непрекъснато ще нараства. И тук все по-важна роля ще играят уникалните дизайнерски решения, качеството на материалите и използването на иновативни технологии.

Но да не забравяме и икономическия компонент. Именно тя стои и ще стои на преден план и през нея ще се преценява ефективността на даден материал, технология и дизайнерско решение. И в тази връзка бих искал отново да си спомня за ламинираните дървени конструкции. Според много експерти те държат бъдещето на дългото строителство.

Въпрос 59. Проектни решения за системи с голям обхват. Натоварвания, действащи върху конструкции с голям обхват. Оформление на рамки за покрития с голям обхват

Рамките на дългите покриви с носещи системи от греди и рамки имат схема на оформление, близка до рамките на промишлени сгради. При големи разстояния и липса на кранови греди е препоръчително да се увеличат разстоянията между основните носещи конструкции до 12-18 м. Системите за вертикални и хоризонтални връзки имат същите цели като в промишлените сгради и са разположени в подобен начин.

Оформлението на рамковите покрития може да бъде напреченкогато носещите рамки са поставени напречно на сградата и надлъжно, характерни за хангарите. При надлъжно оформление основната носеща рамка се поставя в посока на по-големия размер на плана на сградата и върху нея се опират напречните ферми.

Горните и долните корди на носещите рамки и напречните ферми са развързани с напречни скоби, осигуряващи тяхната стабилност.

В сводестите системи стъпката на арките е 12 m или повече; Основните греди са положени по дъгите, върху които лежат напречните ребра, поддържащи покривната настилка.

За големи разстояния и височини на основните носещи системи (рамки, арки) се използват пространствено стабилни блокови конструкции чрез сдвояване на съседни плоски рамки или арки (фиг. 8), както и чрез използване на триъгълни секции на арки. Дъгите са свързани по ключ чрез надлъжни връзки, значението на които за здравината на конструкцията е особено голямо, когато стрелата на повдигане на дъгите е голяма, когато общата им деформируемост се увеличава.

Напречните скоби, разположени между външната двойка арки, се изчисляват върху налягането на вятъра, предавано от крайната стена на сводестото покритие.

ВЪПРОС 60.Гредови конструкции с голям обхват. Техните предимства и недостатъци. Конструктивни решения. Натоварвания, действащи върху гредови конструкции. Основи на изчисляване и проектиране на гредови конструкции.

Гредови конструкции

Конструкциите с дълги греди се използват в случаите, когато опорите не могат да издържат на натиск.

Гредовите системи за големи разстояния са по-тежки от рамковите или арковите системи, но са по-лесни за производство и монтаж.

Гредовите системи намират приложение предимно в обществени сгради – театри, концертни зали, спортни съоръжения.

Основните носещи елементи на гредовите системи, използвани за участъци от 50-70 m или повече, са ферми; Плътните греди с големи разстояния са нерентабилни по отношение на потреблението на метал.

Основни предимствагредовите конструкции се характеризират с прецизна работа, липса на натискни сили и нечувствителност към слягания на опори. Основен недостатък– относително висок разход на стомана и висока височина, причинени от големи летящи моменти и изисквания за твърдост.

Ориз. 1, 2, 3

Напречните сечения на прътите на ферми с голям обхват със сили в прътите над 4000-5000 kN обикновено се приемат като съставни от заварени I-лъчи или валцовани профили.

Голямата височина на фермите не позволява да бъдат транспортирани по железопътен транспорт под формата на сглобени транспортни елементи, така че те се доставят за монтаж в насипно състояние и консолидирани на място.

Елементите са свързани чрез заваряване или високоякостни болтове. Не трябва да се използват високопрецизни болтове и нитове, защото са трудоемки.

Фермите с голям обхват се изчисляват и техните секции се избират по същия начин като леките ферми на промишлени сгради.

Поради големите опорни реакции става необходимо да се предават стриктно по оста на фермата, в противен случай могат да възникнат значителни допълнителни напрежения.

За участъци от 60-90 m взаимното изместване на опорите става значително поради деформацията на фермата и нейните температурни деформации. В този случай една от опорите може да бъде ролка (фиг. 6), позволяваща свободни хоризонтални движения.

Ако фермите са монтирани на високи гъвкави колони, тогава дори при разстояния до 90 m и двете опори могат да бъдат неподвижни поради съответствие горни частиколони

Системите с дълги греди могат да се състоят от триъгълни ферми с предварително напрежение, които са удобни за производство, транспорт и монтаж (фиг. 7).

Включването на стоманобетонна плоча, положена по протежение на горните корди на фермата, в съвместната компресионна работа, използването на тръбни пръти и предварително напрягане правят такива ферми икономични по отношение на потреблението на метал.

Стоманените листове са включени в проектните секции на горните и долните пояси на фермите.

За да може един тънък лист да работи при натиск, в него се създава предварително напрежение на опън, което е по-голямо от напрежението на натиск от товара.

ВЪПРОС 61.Рамкови конструкции с голям обхват. Техните предимства и недостатъци. Конструктивни решения. Натоварвания, действащи върху рамкови конструкции. Основи на изчисляване и проектиране на рамкови конструкции.

Рамкови конструкции

Рамките, обхващащи големи разстояния, могат да бъдат с двойни панти или без панти.

Рамките без панти са по-твърди, по-икономични при потребление на метал и по-удобни за инсталиране; те обаче изискват по-масивни основи с плътни основи за тях и са по-чувствителни към температурни влияния и неравномерно слягане на подпорите.

Рамковите конструкции, в сравнение с гредовите конструкции, са по-икономични по отношение на потреблението на метал и са по-твърди, поради което височината на напречната греда на рамката е по-ниска от височината на гредовите ферми.

При покрития с голям обхват се използват както непрекъснати, така и проходни рамки.

Твърдите рамки рядко се използват за малки разстояния (50-60 м), техните предимства: по-малка интензивност на труда, транспортируемост и възможност за намаляване на височината на помещението.

Най-често използваните рамки са шарнирните. Препоръчително е да вземете височината на напречната греда на рамката, равна на: с проходни ферми 1/12-1/18 от обхвата, с плътни напречни греди 1/20 - 1/30 от обхвата.

Рамките се изчисляват с помощта на методите на строителната механика. За да се опростят изчисленията, леките проходни рамки могат да бъдат намалени до техните еквивалентни твърди рамки.

Тежките проходни рамки (като тежки ферми) трябва да бъдат проектирани като решетъчни системи, като се вземе предвид деформацията на всички решетъчни пръти.

За големи разстояния (повече от 50 m) и ниски твърди стълбове е необходимо да се изчислят рамките за температурни ефекти.

Напречните греди и стелажите от масивни рамки имат твърди I-образни профили; тяхната носеща способност се проверява с помощта на формули за ексцентрично компресирани пръти.

За да се опрости изчисляването на решетъчните рамки, тяхното разширение може да се определи като за плътна рамка.

С помощта на приблизително изчисление се установяват предварителните участъци на акордите на рамката;

определяне на инерционните моменти на напречните сечения на напречните греди и стелажи с помощта на приблизителни формули;

изчисляване на рамката с помощта на методите на строителната механика; проектната диаграма на рамката трябва да се вземе по геометричните оси;

След определяне на опорните реакции се намират изчислителните сили във всички пръти, според които окончателно се избират техните сечения.

Видовете секции, конструкцията на възлите и връзките на рамковите ферми са същите като при тежките ферми на греди.

Друг изкуствен метод за разтоварване на напречната греда е изместването на носещите панти в рамката с двойни панти от оста на стелажа навътре. В този случай вертикалните опорни реакции създават допълнителни моменти, които разтоварват напречната греда.