Arhitektonski izgled zgrade dugog raspona umnogome je određena njihovom ulogom u kompoziciji fragmenta okolnog urbanog razvoja, funkcionalne karakteristike zgrade i primijenjene strukture premaza.

Javne funkcije zgrada halanskog tipa zahtijevaju izdvajanje značajnih slobodnih prostora ispred njih. za razne namjene za: premještanje velikog broja gledatelja prije ili na kraju nastupa (prije zabave ili demonstracije sportskih objekata); postavljanje otvorenog dijela izložbe (ispred izložbenih paviljona): sezonska trgovina (ispred natkrivenih pijaca) itd. Ispred bilo kojeg od ovih objekata predviđeni su i prostori za parkiranje individualnih automobila. Dakle, bez obzira na namjenu objekta, njegovo postavljanje u zgradu omogućava holistički sagledavanje volumena konstrukcije sa udaljenih gledišta. Ova okolnost određuje opće kompozicione zahtjeve za arhitekturu zgrada: integritet i monumentalnost njihovog izgleda i pretežno veliku skalu glavnih podjela volumena.

Ova karakteristika urbanističkog planiranja uloge javne zgrade tip hale se često uzima u obzir u kompoziciji njihovog izgleda. Pomoćne i uslužne prostorije, koje se mogu nalaziti u zasebnim volumenima povezanim s glavnim (kao, na primjer, u Palati sportova Yubileiny u Sankt Peterburgu), uglavnom nisu blokirane, već se uklapaju u glavni volumen zgrade. zgrada. U tu svrhu, pomoćni i uslužni prostori sportskih objekata nalaze se u donjim spratovima ili u prostoru ispod tribina, u zgradama natkrivenih pijaca i izložbenih paviljona - u prizemlju i suterenu itd.

Tipični primjeri implementacije ovakvog principa prostornog planiranja rasporeda zgrada su takvi naizgled različiti objekti kao što su univerzalna olimpijska dvorana „Prijateljstvo” u Lužnjikiju u Moskvi i zgrada Sportskog centra prefekture Takamatsu u Niigati (Japan).

Dvorana Druzhba ima glavni izložbeni prostor kapaciteta 1,5-4 hiljade gledalaca (ako se transformiše) sa arenom od 42X42 m, dizajniranom za 12 sportova sa optimalnom vidljivošću svih takmičenja (maksimalna udaljenost 68 m). Hala je prekrivena ravnom sfernom školjkom oslonjenom na 28 kosih nosača od montažnih monolitnih presavijenih školjki dvostruke zakrivljenosti. Kosi raspored nosača omogućio je povećanje gabarita prvog sprata i na taj način smještaj četiri dvorane za trening i četiri sportska terena, upisana u jedan centralno simetričan volumen sa naglašenim tektonskim arhitektonskim oblikom ( ).

Oba primjera pokazuju utjecaj konstruktivnog oblika kolnika na arhitektonski oblik. I to nije slučajno, jer struktura premaza čini od 60 do 100% vanjske ograde zgrada.

Od funkcionalnih parametara, na izbor oblika premaza najviše utiču usvojeni plan, kapacitet, priroda postavljanja sedišta za gledaoce (u sportskim i zabavnim zgradama) i veličina raspona premaza ( ). U svjetskoj praksi za izložbene, multifunkcionalne vizualne i teretane Koriste ograničen broj planskih oblika: pravougaonik, trapez, oval, krug, poligon.

Međutim, oblik plana hodnika i veličina njegovih raspona ne određuju jednoznačno oblik obloge. Veliki uticaj Na njen izbor ne utiče samo plan, već i oblik objekta koji je određen funkcionalnim karakteristikama. Kao što je poznato, u demonstracionim sportskim salama kapacitet i lokacija tribina određuju asimetričnu ili centralno simetričnu kompoziciju objekta, sa kojom se mora uskladiti izbor oblika obloge. Viseći krovovi dobro se usklađuju sa asimetričnim oblikom objekta, a i zasvođeni i viseći krovovi dobro se usklađuju sa ososimetričnim oblikom. Za građevine centrične tlocrtno, primjenjive su centrične krovne konstrukcije ( , ).

Konačan izbor oblika premaza, pored funkcionalnih, određen je i konstruktivnim, tehnološkim, tehničkim, ekonomskim, arhitektonskim i umjetničkim zahtjevima. Prema potonjem, dizajn je jedinstven zgrada dugog raspona treba da doprinese stvaranju izražajne tektonske, individualne, velike arhitektonske forme. Uvođenje prostornih visećih konstrukcija i krutih ljuštura pružilo je neviđene i multivarijantne arhitektonske mogućnosti. Kombinovanje Razne vrste, broj, dimenzije elementarnih školjki, arhitekta uz pomoć projektanta može postići potrebnu veliku podjelu forme i individualizirati njen izgled, te originalno postaviti gornje svjetlosne otvore u oblogu.

Tako, na primjer, samo da se pokrije prostorija koja je trokutastog tlocrta, može se koristiti ravna školjka na konveksnoj konturi, kombinirana obloga od četiri trokutaste u tlocrtu ljuske pozitivne zakrivljenosti, tri negativne i jedne pozitivne zakrivljenosti, itd. Dizajniran i izražajan u arhitektonskom obliku je pokrivanje trouglaste izložbene zgrade u Parizu sa kombinovanom školjkom u vidu svoda spojenog iz tri tacne raspona 206 m. talasi sa rigidnim dijafragmama. Upotreba valovite forme omogućila je rješavanje ne samo čisto konstruktivnog problema (postizanje stabilnosti tanke ljuske), već je osigurala i razmjer kompozicije ove jedinstvene građevine, te zatvoren sistem svodova, tradicionalni za kamen. arhitekture, dobila individualnu i oštro modernu tektonsku interpretaciju. Jednako individualna i moderna bila je kompoziciona interpretacija armirano-betonskog križnog svoda koji pokriva kvadratni plan zgrade zatvorenog olimpijskog klizališta u Grenoblu.

Prirodno je, međutim, da najmoderniji karakter arhitekture dugotrajnih obloga sa armirano-betonskim krutim školjkama daju samo njima svojstvene kombinacije. geometrijski oblici u obliku valovitih kupola i svodova, elementarnih ili kombiniranih fragmenata školjki s površinama negativne zakrivljenosti, ili kombinacija školjki proizvoljnog geometrijskog oblika.

Arhitektonske i kompozicione mogućnosti visećih krovnih sistema direktno su povezane sa njihovim konstruktivnim oblikom, mogućnostima njegove individualizacije i tektonske identifikacije u volumetrijskom obliku objekta. U tom smislu, najveći potencijal pružaju viseće šatorske obloge, obloge na prostornoj konturi, kao i razne opcije kombinovani sistemi za vješanje. Ekstremna raznolikost vanjskog izgleda zgrada, koja se osigurava upotrebom visećih obloga na zatvorenoj prostornoj konturi, može se vidjeti upoređujući olimpijska mjesta u Moskvi kao što su zatvorena biciklistička staza i sportska dvorana u Izmailovu. Nažalost, upotreba niza tehnički najefikasnijih visećih konstrukcija, na primjer, jedno- ili dvopojasnih sistema s horizontalnom prstenastom konturom potpore preko okruglih ili eliptičnih zgrada, malo doprinosi individualnosti vanjskog izgleda zgrade. Nosiva konstrukcija sa malim progibom nije vidljiva u vanjskom obliku objekta, au unutrašnjosti je najčešće skrivena spuštenim stropovima ili rasvjetnim instalacijama. Zgrade sa premazima ovog tipa obično imaju kompoziciju u obliku okruglog periptera, čiji je antablatura prsten noseće konture, a stubovi su stubovi koji ga podupiru (Jubilejska palata sportova i Olimpijska dvorana u Sankt Peterburgu , Olimpijska palata sportova na aveniji Mira u Moskvi, itd.).

Uz nosive konstrukcije obloga, značajnu ulogu u sastavu unutrašnjih javnih zgrada imaju vanjski, najčešće nenosivi zidovi. Figurativni izraz njihove nenosive funkcije može biti njihova izvedba uz neznatno odstupanje od vertikale, dajući objektu karakterističnu siluetu (sužavajuća ili šireći se prema dolje).

Značajan dio površine vanjskih zidova holanskih zgrada zauzimaju prozirne vitražne konstrukcije. Njihova kompoziciona svojstva i podjele se obogaćuju kada se u dizajnu kombiniraju dva ili tri prozirna materijala, na primjer profilno i limeno staklo.

Građevine velikog raspona obuhvataju pozorišta, koncertne i sportske dvorane, izložbene paviljone, garaže, hangare, avione i brodogradilišta i druge zgrade sa rasponima glavnih nosivih konstrukcija od 50 m i više. U pravilu su takve zgrade projektovane kao jednokrevetne. Pokrivaju se grednim sistemima (uglavnom rešetkama), okvirima, lukovima, kablovskim (visećim), kombinovanim i drugim konstrukcijama.

U rešetkastim šipkama velikih raspona javljaju se značajne sile, stoga se umjesto tradicionalnih dvokutnih presjeka koriste dvoslojni kompozitni profili. Visina rešetki je određena unutar raspona l/s-Vis, a ispada da je veća od 3,8 m. Transport rešetki ove visine do željeznica Ne možete, montiraju se na gradilištu.-

Okviri se koriste u građevinskim oblogama s rasponima od 60-120 m. Zbog krute veze prečke sa nosačima, momenti savijanja u rasponu bit će manji nego u konstrukciji greda: Ovo omogućava ne samo smanjenje križa -površina presjeka tetiva, ali i visina prečke, a samim tim i visina objekta. Koriste se i ramovi bez šarki i sa dvostrukim šarkama. Šarke su lakše od dvokrilnih, ali zahtijevaju veće temelje i osjetljivije su na temperaturne promjene i slijeganja. Nije preporučljivo koristiti ih u zemljištima koja se sliježu. Dvoslojni presjeci rešetki

Lukovi se koriste za pokrivanje zgrada velikih raspona sa rasponima do: 200 m. Isplativiji su od sistema greda i okvira. Lukovi su: puni i prolazni; bez šarke, dvokrake i trokrake. Šarniri s istim opterećenjem su lakši od dvokrilnih, ali su za njih, kao i za okvire bez šarki, potrebni masivni temelji i to jesu. osjetljiviji su na promjene temperature i slijeganje nosača.

Najčešće se koriste dvokrilni lukovi s podiznom granom jednakom Vs-Ve. raspon. Kako se dizalica povećava, uzdužna sila u luku se smanjuje i moment savijanja se povećava;

Poprečni presjeci lučnih šipki mogu biti jednozidni ili dvozidni

Stabilnost glavnih nosivih konstrukcija (okviri, okviri, lukovi) osigurana je horizontalnim i vertikalnim vezama. Prije svega, moraju se postaviti spojevi koji učvršćuju komprimirane pojaseve prolaznih konstrukcija

Okviri i lukovi su statični neodređeni sistemi. Zglobni okviri i lukovi su tri puta statički neodređeni, dvostruki okviri su jednom statički neodređeni. Obično se kao dodatna nepoznanica uzima potisak - sila, čija se približna vrijednost za prolazne okvire i lukove može pronaći pomoću formula datih u priručniku za projektanta.

Poznavajući potisak, određuju momente savijanja M, uzdužne N i poprečne sile Q u okviru ili luku kao u statički određenoj konstrukciji, a iz njih i sile u šipkama.

Sile u šipkama prolaznih okvira i lukova mogu se odrediti i konstruiranjem dijagrama sila. Na osnovu dobivenih sila odabiru se presjeci šipki, čvorovi i veze se izračunavaju na isti način kao što se radi za rešetke.

Sopstvena težina nosivih konstrukcija i težina krova u< большепролетных сооружениях является основной нагрузкой, существенно влияющей на расход металла на покрытие, поэтому при выборе их конструктивной фор-» мы следует отдавать предпочтение более lagani dizajni. Posebne napore treba uložiti da se smanji vlastita težina krova upotrebom aluminijumskih i drugih krovnih ploča sa laganom, efikasnom izolacijom.

Viseće i kablovske obloge su one u kojima se kao noseća konstrukcija koriste fleksibilni navoji, uglavnom kablovi.

Glavne potporne konstrukcije visećeg sistema - sajle - rade samo pod zatezanjem, tako da u potpunosti iskorištavaju nosivost materijala

i postaje moguće koristiti čelik najveće čvrstoće.

Njihov transport i ugradnja su značajno pojednostavljeni, što smanjuje troškove izgradnje. Gore navedeno je vrlo važna prednost visećih sistema u odnosu na rešetke, okvire i lukove. Međutim, viseće konstrukcije imaju i ozbiljne nedostatke: imaju povećanu deformabilnost i zahtijevaju posebne oslonce da apsorbiraju potisak.

Da bi se smanjila deformabilnost držača kablova, koriste se različite metode njihove stabilizacije. Na primjer, kod dvokaišnih užeta povećava se krutost sajli zbog konstrukcije takozvanih stabilizirajućih sajli, spojenih na nosive sajle pomoću vješalica i odstojnika ili rešetkom od fleksibilnih prednapregnutih elemenata.

Potisak ovisi o omjeru ///. Kod ///>Y, povećanje progiba navoja s povećanjem opterećenja je beznačajno i može se zanemariti. U ovom slučaju, potisak se može odrediti formulom. Presjek kabla se bira na osnovu sile T.

Za nosače kablova koriste se čelična užad, snopovi i pramenovi žice visoke čvrstoće, okrugli toplo valjani čelik povećana snaga I tanke čaršave.

U kombiniranim sistemima koncentrirane sile se prenose na fleksibilni navoj kroz kruti element, što omogućava značajno smanjenje njihove deformabilnosti.

Za zgrade dugog raspona, posebno za hangare, koristi se konzolni kombinovani sistem koji se sastoji od krutog elementa i ovjesa. Nosač služi kao kruti element, koji preraspoređuje koncentrirane sile između ovjesa. Potonji služe kao srednji oslonci za rešetku, a djeluje kao kontinuirana greda na elastično spuštenim nosačima. .

Prednost konzolnog kombinovanog sistema je u tome što kruti element (truss) ne zahteva kruti oslonac na drugom kraju. Zahvaljujući tome, velike strukture kapija mogu se lako kreirati za hangare.

Zgrade dugog raspona mogu biti pokriveni i prostornim sistemima u obliku svodova, nabora i kupola.

Federalna agencija za obrazovanje

Državni naftni tehnički univerzitet Ufa

Arhitektonsko-građevinski fakultet

I.V. Fedortsev, E.A. Sultanova

Tehnologija gradnje

strukture premaza

zgrade dugog raspona

(vodič)

Odobreno odlukom Nastavnog vijeća USPTU as

priručnik za obuku (protokol od _________br. _______)

Recenzenti:

____________________________________________________________________________________________________________________

Fedortsev I.V., Sultanova E.A.

Tehnologija izgradnje krovnih konstrukcija za zgrade velikog raspona: Tutorial/ I.V. Fedortsev, E.A. Sultanova. – Ufa: Izdavačka kuća USNTU, 2008. – str. ______

ISBN – 5 – 9492 – 055 – 1.

Udžbenik „Tehnologija izgradnje pokrivnih konstrukcija za zgrade dugog raspona“ razvijen je kao glavni nastavno-metodički vodič za studente specijalnosti „Industrijsko i građevinarstvo“ prilikom izučavanja specijalne discipline „Tehnologija građenja zgrada i objekata ” (TVZS).

Sadrži sistematizovani materijal postojećeg iskustva u izgradnji objekata dugog raspona kao što su: grede, okviri, lukovi, kablovi, membrane, konstruktivne ploče, kupole, tende itd. Organizacija i tehnologija montažnih procesa pri izgradnji ovih zgrada i objekata je postavljen u obliku jasnih tehnoloških propisa za radove koji se izvode u određenom tehnološkom redoslijedu sa dovoljno „detaljnosti“ procesa ugradnje u obliku „ tehnološke karte„i šeme mehanizacije rada. Potonje se može koristiti kao temeljne preporuke za izradu organizacijske i tehnološke dokumentacije pri izradi radnog projekta za određene objekte.

Posebno je interesantno iskustvo predstavljeno u „Priručniku“ u postavljanju lučnog pokrivača ledene palate u gradu Ufi, čija je metoda izgradnje prvi put primenjena u praksi izgradnje ovako velikih zgrada. od strane građevinsko-montažnih divizija Baškortostana prema projektu i snaga OJSC Vostokneftezavodmontazh. Priručnik sadrži zaključke i kontrolna pitanja za svaku vrstu konstrukcije, omogućavajući korisniku da samostalno procijeni asimilaciju materijala predstavljenog u njemu.

Namijenjen studentima građevinskih specijalnosti USPTU-a prilikom studiranja predmeta TVZS, TVBzd i TSMR, studentima IPK USPTU i građevinskim organizacijama i odsjecima, na ovaj ili onaj način, vezanih za izgradnju dugotrajnih zgrada i objekata.

I.V. Fedortsev, E.A. Sultanova

ISBN – 5 – 9492 – 055 – 1 UDK 697.3

UVOD

Građevine velikog raspona su one kod kojih je razmak između nosača nosivih konstrukcija krova veći od 40 m.

Sistemi koji se preklapaju veliki rasponi, najčešće se projektuju kao jednorasponski, što proizilazi iz osnovnog temeljnog zahtjeva - odsustva međuoslonaca.

U industrijskoj gradnji to su, po pravilu, montažne radnje brodogradnje, aviona i mašinogradnje. U civilno - izložbenim halama, paviljonima, koncertnim dvoranama i sportskim objektima. Iskustvo u projektovanju i izgradnji kolovoza velikog raspona pokazuje da je najteži zadatak u njihovoj izgradnji postavljanje kolovoznih konstrukcija.

Noseće konstrukcije za pokrivanje velikih raspona statički se dijele na grede, okvire, lučne, konstruktivne, kupole, preklopljene, viseće, kombinirane i mrežaste. Svi su napravljeni uglavnom od čelika i aluminijuma, armiranog betona, drveta, plastike i nepropusnih tkanina. Mogućnosti i obim primjene prostornih konstrukcija određuju se njihovim konstruktivnim dizajnom i veličinom raspona.

Prilikom odabira vrste građevine i objekta važan, često odlučujući faktor je način njihove izgradnje. To je zbog činjenice da postojeća mehanizacija i tradicionalne metode ugradnje nisu uvijek prikladne za konstrukcije dugog raspona. Stoga troškovi izgradnje ovakvih objekata znatno premašuju troškove izgradnje standardnih tradicionalnih konstrukcija. Teorija i praksa izgradnje dugorasponskih objekata u našoj zemlji i inostranstvu su pokazali da najveća rezerva za povećanje efikasnosti takve konstrukcije u savremenim uslovima leži u unapređenju organizaciono-tehnoloških aspekata konstrukcije, tehnološkosti ugradnje i arhitektonsko-konstruktivnih rešenja. Proizvodnost instalacije podrazumijeva se svojstvo projekta koje određuje njegovu usklađenost sa zahtjevima tehnologije ugradnje i omogućava da se na najjednostavniji način, uz najmanju količinu rada, vremena i proizvodnih sredstava, izvrši njihova proizvodnja, transport i ugradnja uz poštovanje sa zahtjevima sigurnosti i kvaliteta proizvoda. Primjer tako sveobuhvatnog organizacijskog i tehnološkog rješenja zasnovanog na inženjeringu za ugradnju zgrade dugog raspona u "Priručniku" je iskustvo predstavljeno u izgradnji jubilarnog objekta u Baškortostanu - ledene palače Ufa Arena. Jedinstvenost ugradnje lučnog krova konstrukcije leži u originalnoj organizaciji procesa montaže i ugradnje koje je predložio Vostokneftezavodmontazh OJSC, a koji se ne izvode na tlu, kao obično, već na projektnim oznakama (20 m) s naknadnim „guranje“ potpuno uvećanog bloka teškog više od 500 tona pomoću sistema hidrauličnih dizalica. Ovaj način ugradnje, koji je prvi razvio JSC VNZM, osigurao je „optimalni“ vremenski okvir za izgradnju jubilarnog objekta i, što je najvažnije, omogućio je izvođačev skup teške građevinske opreme da montira i montira masivne konstrukcije direktno u projektnu poziciju. Korištenje alternative, u ovom slučaju, kao opcije, tradicionalnog načina „guranja“ zahtijevalo bi korištenje snažnijih instalacionih dizalica (SKG-160), što je bilo praktično nemoguće u uvjetima postojeće gradske infrastrukture. mikrookrug u kojem se gradila ledena palata.

Karakteristike konstrukcija dugog raspona kao skup njihovih projektnih parametara, materijala proizvodnje i ukupnih dimenzija razmatraju se u nastavku prema sljedećim tipovima ovih konstrukcija, i to:

Beam;

Arched;

Konstrukcijske ploče;

Sistemi sa kablovima;

Membranski premazi;

Šatorske konstrukcije;

Pokrivači za šatore.

1 Klasifikacija konstrukcija dugog raspona

Klasifikacija konstrukcija dugog raspona po vrstama konstruktivnih shema za pokrivanje zgrada i objekata data je u tabeli. 1, koji sadrži osnovne informacije koje karakterišu obim njihove primjene i raspon raspona koji pokrivaju ovi sistemi. Kratak sažetak svake vrste konstrukcija dugog raspona, diferenciranih po veličini raspona, omogućava nam da sistematiziramo njihove inherentne prednosti i nedostatke i, na kraju, odredimo moguću „ocjenu“ određenog krovnog rješenja za zgradu koja se projektuje.

Pokrivači greda- sastoje se od glavnih poprečnih prostornih i ravnih međugreda konstrukcija - greda. Karakterizira ih odsutnost potiska od strukture premaza, što značajno "pojednostavljuje" prirodu rada nosivih elemenata okvira i temelja. Glavni nedostatak je velika potrošnja čelika i značajna konstrukcijska visina samih rasponskih konstrukcija. Stoga se mogu koristiti u rasponima do 100 m i, uglavnom, u industrijama koje karakterizira potreba za korištenjem teških mostnih dizalica.

Obloge okvira U odnosu na grede karakteriše ih manja masa, veća krutost i manja konstrukcijska visina. Može se koristiti u zgradama raspona do 120 m.

Lučne obloge Prema statičkoj shemi dijele se na 2 x, 3 x i bez šarki. Imaju manju težinu od greda i okvira, ali više

Mogućnost korištenja prostornih struktura

Tabela 1

teško za proizvodnju i ugradnju. Kvalitativne karakteristike lukova uglavnom zavise od njihove visine i obrisa. Optimalna visina luka je 1/4 ... 1/6 raspona. Najbolji obris je ako se geometrijska osa poklapa sa krivom pritiska.

Presjeci lukova su rešetkasti ili puni sa visinom od 1/30 ... 1/60 i 1/50 ... 1/80 raspona, respektivno. Lučne obloge se koriste za raspone do 200 m.

Prostorna pokrivenost karakterizira činjenica da osi svih nosivih elemenata ne leže u istoj ravni. Dijele se na: kupole i školjke, karakterizirane kao trodimenzionalne nosive konstrukcije, koje se razlikuju po prostornom radu i koje se sastoje od površina jednostruke ili dvostruke zakrivljenosti. Pod školjkom se podrazumijeva struktura čiji oblik predstavlja zakrivljenu površinu prilično male debljine u odnosu na samu površinu. Glavna razlika između školjki i svodova je u tome što u njima nastaju i vlačne i tlačne sile.

Rebraste kupole sastoji se od sistema ravnih rešetki povezanih na dnu i na vrhu potpornim prstenovima. Gornje tetive rešetki čine površinu rotacije (sferna, parabolična). Takva kupola je sistem odstojnika u kojem je donji prsten podvrgnut napetosti, a gornji prsten kompresiji.

Kupole s rebrastim prstenom formiraju rebrasti polulukovi koji se oslanjaju na donji prsten. Visinska rebra su povezana horizontalnim prstenastim gredama. Zakrivljene ploče od lakog betona ili čelične podne obloge mogu se polagati duž nosivih rebara. Nosivi prsten je obično armiranobetonski i prednapregnut.

Rebrasto-prstenaste kupole sa rešetkastim spojevima projektovani su uglavnom od metalnih konstrukcija. Uvođenje dijagonalnih spojeva u sistem rebrasto-prstenastih elemenata omogućava racionalniju raspodjelu tlačno-zateznih i savijajućih sila, što osigurava nisku potrošnju metala i cijenu samog pokrivanja kupole.

Strukturni premazi koristi se za pokrivanje velikih raspona za industrijske i civilne svrhe. To su sistemi sa prostornim jezgrom, koji se odlikuju činjenicom da tokom njihovog formiranja postaje moguće koristiti elemente koji se ponavljaju. Najrasprostranjenije strukture su sljedeće vrste: TsNIISK, "Kislovodsk", "Berlin", "MARCHI" itd.

Viseće navlake(momci I membrane) – glavni nosivi elementi su fleksibilna čelična užad ili limovi sa tankim zidovima metalne konstrukcije ortogonalno rastegnuti kako bi podržali konture.

Kablovi i membrane značajno se razlikuju od tradicionalnih struktura. Njihove prednosti uključuju: rastegnuti elementi se efikasno koriste po cijeloj površini poprečnog presjeka; noseća konstrukcija je male težine, za konstrukciju ovih konstrukcija nije potrebna ugradnja skele i viseće skele. Što je veći raspon zgrade, to je ekonomičniji dizajn premaza. Međutim, oni također imaju svoje nedostatke:

Povećana deformabilnost premaza. Da bi se osigurala krutost premaza potrebno je dodatno poduzeti Konstruktivne odluke zbog uvođenja stabilizirajućih elemenata;

Potreba za uređenjem posebne potporne konstrukcije u obliku potporne konture koja apsorbira "potisak" iz kablova ili membrane, što povećava cijenu premaza.

Moderni dugotrajni premazi industrijske zgrade, kao i tako velike javne zgrade kao što su teretane, sportske palate, zgrade modernih super- i hipermarketa, mogu se projektovati kao dugoprometne planarne ili prostorne strukture. Razlikuju se po prirodi svog statičkog rada. U planarnim konstrukcijama svi elementi rade autonomno pod opterećenjem, u pravilu, u jednom smjeru i ne sudjeluju u radu konstrukcija povezanih s njima. U prostornim strukturama svi ili većina elemenata rade zajedno u dva smjera. Zahvaljujući ovom zajedničkom radu, krutost i nosivost strukture, potrošnja materijala za njenu izgradnju je smanjena.

Planarne konstrukcije dugog raspona su grede i krovne rešetke. Grede mogu biti pravougaone ili zabatne. Donja tetiva grede radi na napetost, a gornja na kompresiju. Stoga bi glavnu radnu armaturu trebalo postaviti u donju tetivu, a dio gornje tetive trebao bi imati veliku površinu betona koja dobro funkcionira pri kompresiji. Na osloncima, grede moraju biti podebljane kako bi apsorbirale maksimalnu bočnu silu od reakcija oslonca. Ovo će biti pokriveno u relevantnim kursevima iz strukturne mehanike i konstrukcija. Rasponi greda ne prelaze 18 m.

Rasponi od 15, 18, 24 m i više prekriveni su planarnim konstrukcijama na bazi šipke - rešetkama. Na sl. Slika 13.48 prikazuje tipove rešetki koje se razlikuju po obliku i, u određenoj mjeri, u statičkom radu. Nosači mogu biti od armiranog betona, čelika ili drveta. Primjer drvenih rešetki su rešetke koje je projektirao i izgradio inženjer A. A. Betancourt za pokrivanje raspona od 24 metra Centralne izložbene hale u nekadašnjem Manježu na Manježnom trgu u Moskvi, koje nakon restauracije od požara imaju dobar pogled na unutrašnjost.

Rice. 13.48.

A – glavne vrste farmi; b – čvor koji podupire rešetku s paralelnim tetivama na stupu na "nultom" povezivanju (duž vanjskog ruba stupa); V – isti, poligonalni sa referencom 250 i 500 mm; d – isti, trouglasti sa „nultom“ referencom; 1 – potporni stalak; 2 - Kolona; 3 – poludrvena prečka

Uz najstarije šipke-grede sisteme okvirnih objekata iz sredine 20. stoljeća. implementirano prostorni sistemi unakrsnih šipki.

Sistemi poprečnih šipki se formiraju od linearnih elemenata (trusova ili greda) koji se međusobno sijeku pod uglom od 90 ili 60°, koji čine pravougaonu, trouglastu ili dijagonalnu mrežu (slika 13.49). Joint prostorni rad ukrštanje linearnih elemenata značajno povećava krutost konstrukcije. U odnosu na konvencionalne obloge izrađene od pojedinačnih ravnih elemenata, konstrukcijska visina obloge može se smanjiti za više od pola. Upotreba ukrštenih šipki najprikladnija je za pokrivanje kvadratnih, okruglih i poligonalnih prostorija u proporcijama od 1:1 do 1:1,25. Za rasterećenje glavnih raspona preporučljivo je ugraditi konzolne prepuste poprečnog pokrivača 0,20-0,25 puta veće od glavnog raspona.

Rice. 13.49.

a–f – dijagrami unakrsnih sistema; h – j – položaj nosača ispod poprečnog sistema; l – presvlaka poprečne šipke; m – opcije i vrste nosača; L – raspon konstrukcije; L K – pad konzole; 1 – oslonci; 2 – granični nosivi element (greda ili rešetka); 3 – kernel; 4 – konektor; 5 – oslonac sistema poprečnih šipki

Postoje sistemi poprečnih rebara i poprečnih šipki. Križ rebrast izrađeni od metalnih ili armirano-betonskih rezervoara ili od pločastih elemenata. Poprečna šipka konstrukcije su izrađene uglavnom od metala u obliku sistema od dva ili četiri ravna rešetkasta diska, pričvršćena u dva smjera kosim šipkama, koje formiraju niz identičnih piramida sa vrhovima na dnu, pričvršćenih šipkama donje rešetke disk.

Arch je struktura ravnog prostora u obliku grede krivolinijskog (kružnog, paraboličnog, itd.) obrisa (sl. 13.50, A). Ego je poput srednjeg tipa konstrukcije između planarne i prostorne. U lukovima, uglavnom tlačnim i samo pod određenim uvjetima javljaju se sile savijanja. Stoga lukovi mogu pokriti mnogo veće raspone od greda. Međutim, za razliku od greda, lukovi prenose ne samo vertikalne, već i horizontalne sile na nosače - raster Stoga oslonci moraju biti snažni, ojačani kontrafori. Potisak se također može ugasiti zatezanjem peta luka i radom u napetosti.

Cilindrični svod(Sl. 13.50, 6) - prostorna struktura sastavljena od više lukova koji imaju zakrivljenost u jednom pravcu. Generator u cilindričnom svodu je prava linija, koja čini zakrivljenu površinu duž vodilice (duž luka luka). Takva površina je zgodna u izgradnji, jer za njenu proizvodnju možete koristiti jednostavnu oplatu od ravnih dasaka položenih u zakrivljene "krugove".

Ukrštanje dva bačvasta svoda sa istom podiznom granom ( f ) forme križni svod, koji se sastoji od četiri jednaka dijela cilindričnog svoda - oplata i ima četiri oslonca (sl. 13.50, V).

Rice. 13.50.

A - arch; b – bačvasti svod; V – križni svod; G - zatvoreni trezor: d – kupola; e – svod jedara; i – ravna školjka; h – bačvasti svod; I – svod za tacne; To – površina u obliku hiperboličnog paraboloida; l – pokrivač od četiri ljuske u obliku hiperboličnog paraboloida; 1 – zatezanje; 2 – skidanje; 3 – obraz

Zatvoren trezor takođe formirana od četiri identična dela površine cilindričnog svoda, zvanih tacni ili obrazi, ali koji se naslanjaju duž čitavog perimetra pokrivenog prostora (Sl. 13.50, G).

U arhitekturi Drevne Perzije korištene su različite vrste zasvođenih konstrukcija. Tokom te ere dostigli su veliki prosperitet Drevni Rim i Vizantija (1. vek pne – 4. vek nove ere). Ove građevine su građene od cigle, tesanog kamena i betona. Daljnji razvoj su dobili u doba romanike i gotike (XI-XV stoljeće). Šiljati gotički lukovi i svodovi su doneseni u Evropu tokom krstaški ratovi. Bili su karakteristični za arhitekturu Arapskog kalifata (VII–IX stoljeće). U savremenoj građevinskoj praksi zasvođene konstrukcije izrađuju se od armiranog betona, armiranog cementa, a lučne konstrukcije od armiranog betona, čelika i drveta. IN strukturna mehanika takvi strukturni elementi se nazivaju školjke.

Ako se polovina luka rotira kao generatriksa okolo vertikalna osa, onda dobijamo kupola(Sl. 13.50, d). Površina kupole ima zakrivljenost u dva smjera. Zovu se školjke koje imaju zakrivljenost u dva smjera školjke dvostruke Gausove zakrivljenosti(Carl Friedrich Gauss - veliki matematičar). Derivat kupole je sail vault(ljuska jedra), koja se za razliku od kupole oslanja na samo četiri oslonca i pokriva prostor kvadratnog tlocrta (sl. 13.50, e).

Ravne ljuske dvostruke pozitivne Gausove krivine (sl. 13.50, i) imaju široku primjenu u izgradnji modernih javnih i industrijskih zgrada. Ove školjke također uključuju prijenosne školjke: bačvasti i tacni svodovi. Njihove površine se formiraju pomeranjem (prenošenjem) krive duž druge krive koja se nalazi u ravni koja je okomita na ravan prve krive (slika 13.50, h, i).

Posebnu grupu krivolinijskih struktura predstavljaju školjke dvostruke negativne Gausove zakrivljenosti u obliku hiperbolički paraboloid, ili hypara(Sl. 13.50, Za). Njegova površina nastaje kretanjem parabole sa granama gore duž parabole sa granama nadole, tj. parabole imaju različite predznake. Svod ladice također može imati oblik hiperboličnog paraboloida. Hiperbolički paraboloid je jedna od ravnih površina i može se formirati korištenjem pravolinijskih strukturnih elemenata. Od dijela paraboloida istaknutog na sl. 13.50, To , može se dobiti raznim kombinacijama originalni poglediškoljke (sl. 13.50, l ).

Puna (ili Gausova) zakrivljenost površine TO naziva se recipročna vrijednost proizvoda polumjera krivulja vodilice i generatrikse površine, tj. .

U slučaju kada oba poluprečnika imaju iste predznake, tj. njihovi centri su na jednoj strani površine, vrijednosti TO će biti pozitivan (slika 13.51, A). U drugom slučaju (slika 13.51, b) značenje TO – negativan, jer radijusi imaju različite predznake. Površina se naziva površinom negativne Gausove zakrivljenosti.

Rice. 13.51. Površinski pozitivan(A) i negativno(b) zakrivljenost

Školjke dvostruke zakrivljenosti su odstojne strukture. U većini tipova svodova školjki, potisak je usmjeren prema van. U ginarima i tacnim svodovima usmjeren je prema unutra. To znači da je za opažanje širenja u školjkama pozitivne zakrivljenosti i cilindričnim, potrebno organizirati zatezanje, kao u lukovima. Umjesto toga, dijafragme se mogu koristiti na krajevima i unutar dugih cilindričnih školjki, ili se ove školjke mogu osloniti na moćne nosače, ponekad ojačane podupiračima.

Tehničke mogućnosti upotrebe kamena u kupolastim konstrukcijama iscrpljene su u 1. milenijumu nove ere. prilikom pokrivanja zgrade Panteona u Rimu kupolom prečnika 43,2 m. Kupola se oslanja na prstenasti zid čija je debljina 8 m da apsorbuje potisak (sl. 13.52). Još jedna nenadmašna kupolasta građevina antike je kupola crkve Svete Sofije u Carigradu prečnika 31,5 m. Ova kupola se oslanja na sistem od četiri sferna jedra na samo četiri oslonca (sl. 13.53). Za razliku od masivnog zida u Panteonu, u crkvi Svete Sofije, potisak kupole se preko lukova i polukupola prenosi na susjedne raspone (naos), čija prostorna krutost im omogućava da izdrže horizontalnu komponentu potisak.

Rice. 13.52.

A – opšti oblik: b – rez

Rice. 13.53.

A - opći oblik; b – plan; V – aksonometrija nosivih konstrukcija; 1 – lučni upornici koji apsorbiraju potisak premaza u poprečnom smjeru; 2 – jedro; 3 – kupola; 4 – polukupole koje percipiraju potisak u uzdužnom smjeru

U 20. veku geometrijski parametri kupola i školjki su se promijenili. Stabilnost kamene konstrukcije kupole zahtijevala je da njena ruka za podizanje bude oko polovine njenog prečnika. Armirani beton je omogućio da se podizna grana smanji na 1/5–1/6 prečnika i istovremeno postigne kupola sa tankim zidovima koja prevazilazi tankost zidova bioloških struktura. Tako je odnos debljine i prečnika školjke velike Olimpijske sportske palate u Rimu, koju je 1959. godine sagradio izvanredni inženjer-arhitekta Pietro Luigi Nervi, 1/1525. U kokošjem jajetu je 1/100.

Upotreba armiranog betona i metala za svodove ljuske pozitivne i negativne Gausove zakrivljenosti omogućava njihovu izradu vrlo laganih i stvaranje novih arhitektonskih oblika. Na sl. 13.54 prikazuje zgradu vodenog parka u Voronježu, prekrivenu školjkom u obliku hiperboličnog paraboloida. Armiranobetonska školjka na pravokutnom planu stoji na dvije "noge" - glavni nosači smješteni u njegova dva suprotna ugla. Nosači percipiraju normalne sile sa strane i prenose vertikalnu reakciju na tlo, a horizontalnu komponentu kroz podupirač na sponu koja se nalazi u podrumu konstrukcije. Percepciju asimetričnih opterećenja osiguravaju metalne konstrukcije vitraža. Zastakljeni zidovi daju objektu dojam lakoće i originalnosti.

Rice. 13.54.

Kombinovane školjke od poslednje trećine 20. veka. se široko koriste za pokrivanje zgrada velikih raspona. Kombiniraju se od fragmenata školjki s istim ili različitim znakovima zakrivljenosti. Takve kombinacije vam omogućavaju da postignete profitabilno tehnički parametri(na primjer, smanjenje dizne grane) i dobiti individualnu ekspresivnost arhitektonskih objekata različitih oblika plana. Uz obloge hala, takve školjke su efikasne za upotrebu u inženjerskim konstrukcijama - tornjevima, rezervoarima itd.

Posebnu grupu prostornih struktura čine preklopljene strukture (nabori). Nabori se sastoje od ravnih ili zakrivljenih elemenata tankih zidova trouglastog, trapeznog ili drugog oblika poprečnog presjeka (sl. 13.55). Omogućavaju pokrivanje velikih raspona (do 100 m), štedljivo korištenje materijala i često određuju arhitektonsku i umjetničku izražajnost građevine. Nabori, kao i cilindrične školjke i školjke dvostruke zakrivljenosti su razmakne strukture. Zbog toga je duž krajeva svih preklopnih valova, ili u jednom ili više valova, potrebno ugraditi dijafragme za ukrućenje ili horizontalne šipke koje rade napregnuto.

Rice. 13.55.

a, b – prizmatični pilasti i trapezni; V – pilasta trouglasta ravnina; G – šator sa ravnim vrhom; d – kapitalni nabor; e – preklop šatora sa spuštenim ivicama; i – višestruki šator; h – j – višestruki presavijeni svodovi; l – višestruka preklopljena kupola; m – montažna presavijena prizmatična obloga; n – montažni preklop od ravnih elemenata

Viseće konstrukcije poznate su od sredine 19. veka. Ali postali su široko korišteni 100 godina kasnije. Glavni nosivi elementi u njima su savitljivi užad, lanci, sajle (kablovi), koji percipiraju samo vlačne sile. Viseći sistemi (slika 13.56) mogu biti ravni i prostorni. IN ravni dizajni Reakcije oslonca paralelnih radnih sajla prenose se na potporne pilone, koji su u stanju primiti vertikalne reakcije potpore i potisak, koji u ovom slučaju djeluje u smjeru suprotnom od potiska u konveksnim školjkama. Zbog toga se u nekim slučajevima koriste užad da bi se to uočilo (vidi sliku 13.56, A), sigurno ugrađeni u tlo pomoću sidara - posebnih elemenata koji mogu izdržati vučne sile. Ponekad se negativan potisak percipira po samom obliku nosećih konstrukcija, kao, na primjer, u sportskoj dvorani u Bremenu (Njemačka) (Sl. 13.57). Ovdje su potporne konstrukcije napravljene u obliku postolja koji balansiraju ovaj potisak.

Rice. 13.56. :

A – stan: b – prostorna dvostruka zakrivljenost: V – prostorna horizontala

Rice. 13.57.

Ogradna konstrukcija obloge je okačena na glavnu konstrukciju pomoću rastegnutih kablova. Ogradna konstrukcija može biti izrađena i od monolitnog armiranog betona ili montažnih armirano-betonskih ploča, koje također imaju ulogu nosivih elemenata koji sprječavaju obrnuto savijanje ovakvih premaza prilikom “usisavanja” vjetrom, tj. opterećenje vjetrom usmjereno odozdo prema gore. Kako bi se osigurala geometrijska nepromjenjivost takvih struktura, koriste se različite metode stabilizacije. U gore opisanim ravnim sistemima, prednaprezanje se često koristi postavljanjem dodatne težine na vrh ploča. Nakon uklanjanja težine, kablovi, pokušavajući da se skrate na prvobitnu dužinu, sabijaju monolitni armiranobetonski omotač, pretvarajući ga u viseću konkavnu krutu školjku. Odvodnjavanje sa krova kod ovakvih konstrukcija vrši se regulacijom napetosti krovnih kablova (jači u centru zgrade, slabiji na krajevima).

Prostorna viseća konstrukcija(Sl. 13.58) sastoji se od konture potpore i sistema kablova koji čine površinu na koju se može položiti ogradna konstrukcija. Kontura nosača (armirani beton ili čelik) apsorbuje potisak iz sistema kablova. Vertikalna opterećenja se prenose na stupove koji podupiru konturu potpore ili na druge konstrukcije. Za stabilizaciju prostornih visećih konstrukcija često se koriste dva sistema kablova - radni i stabilizacijski (dizajn sa dva remena). Kablovi oba sistema su raspoređeni u parovima u ravninama okomitim na površinu premaza i međusobno su povezani krutim odstojnicima koji stvaraju prednapon kablova. Zaštitna konstrukcija premaza ne učestvuje u statičkom radu takvog sistema i može se postaviti duž nosivih (saginjućih) ili stabilizacijskih (konveksnih) kablova (sl. 13.59).

Rice. 13.58.

A – pokrivenost arene u SAD; b – pokrivanje pevačke scene u Talinu; V – kablovska mreža za prednaprezanje sa užetom; G - mrežasto pokrivanje sa više jarbola njemačkog izložbenog paviljona na Svjetskoj izložbi u Montrealu 1967.; d – njen plan sa horizontalnim linijama; 1 – nosivi kablovi; 2 – prednapregnuti stabilizatorski kablovi; 3 – dva nagnuta luka koja se ukrštaju - potporna kontura; 4 – momci koji se koriste kao okvir za ogradu; 5 – prednji kosi luk; 6 – stražnji potporni luk oslonjen na zid; 7 – oslonci; 8 – štandovi; 9 – temelji; 10 – temelj za zid; 11 – užad za podizanje; 12 – muške linije; 13 – sidra; 14 – jarboli za gornji oslonac sabirnih sajli; 15 – horizontalna pokrivenost

Rice. 13.59.

A - dvopojasni na okruglom planu iznad publike (SAD); b – isti, iznad Jubilejne palate sportova u Sankt Peterburgu; 1 – nosivi kablovi; 2 – stabilizacijski omotači; 3 – odstojnici; 4 – centralni bubanj sa fenjerom; 5 – kontura oslonca; 6 – regali; 7 – štandovi; 8 – guy lines; 9, 10 – prstenasti spojevi za ukrućenje; 11 – viseća platforma za opremu

Membranske školjke su najefikasnije među visećim konstrukcijama, jer kombinuju funkciju nosivosti i ogradnje. Sastoje se od tankih metalni limovi, fiksiran na konturi. Koristeći čelik debljine od samo 2-5 mm kao materijal, mogu pokriti raspone od preko 300 m. Membrana djeluje uglavnom na zatezanje u dva smjera. Time je eliminisana opasnost od gubitka stabilnosti. Sile rasponske strukture percipira zatvorena potporna petlja, koja radi zajedno s membranom, što u većini slučajeva osigurava njenu stabilnost. Maksimalni raspon (224 x 183 m) pokriven je metalnom membranom preko Olimpijske palate sportova u Moskvi. Na sl. 13.60 prikazuje opšti prikaz i proces ugradnje membranske školjke iznad centra za klizanje u Kolomni.

Rice. 13.60.

A - arhitektonski raspored kompleksa; b – nabavka valjanih membranskih panela, njihovo namotavanje na privremene ležajne elemente

Pokrivači za tende koriste se kao privremeni objekti velikih raspona - cirkuski šatori, skladišta, sportski i izložbeni paviljoni. Ovisno o vrsti mekog materijala, takve konstrukcije se mogu koristiti i za kritične konstrukcije. Primjer su olimpijski objekti u Minhenu (Njemačka), koji su izgrađeni za Olimpijske igre 1972. godine, ali su u odličnoj upotrebi već 40 godina. Materijal za oblaganje je specijalno prozirno fleksibilno organsko staklo - pleksiglas-215. Ovo je prethodno napregnuti materijal, koji se po izgledu ne razlikuje od običnog organskog stakla.

Pneumatske konstrukcije počev od druge polovine 20. veka. široko se koristi za privremene konstrukcije koje zahtijevaju brzu montažu i demontažu (privremena skladišta, izložbeni paviljoni). Posljednjih godina takve konstrukcije počele su se koristiti za masovnu izgradnju teretana. Takve konstrukcije se također koriste za oplatu u konstrukciji monolitnih armiranobetonskih školjki. Konstrukcije su izrađene od nepropusne gumirane tkanine, sintetičkih filmova ili drugih mekih, hermetičkih materijala. Konstrukcija zauzima svoj projektni položaj zbog viška pritiska zraka koji je ispunjava. Razlikovati podržano vazduhom I pneumatski okvir strukture (slika 13.61).

Rice. 13.61.

a, b – air-supported; V – pneumatska sočiva; G – fragment prošivenog dizajna; d, f – pneumatske zasvođene obloge okvira; i – pneumatska lučna kupola; 1 – hermetički zatvorena školjka; 2 – prozor-prozor od organskog stakla; 3 – vadičep sidra za pričvršćivanje na tlo; 4 - Gateway; 5 – teški šavovi; 6 – čelični pojas za potporu sočiva; 7 – rastezanje za pružanje uzdužne stabilnosti i potpore za pokrivanje tende

Projektni položaj konstrukcije koja nosi zrak je osiguran vrlo blagim prekomjernim pritiskom (0,002–0,01 atm), koji ljudi u prostoriji ne osjećaju. Za održavanje viška tlaka, ulazi u prostorije se vrše kroz posebne zračne brave sa hermetičkim vratima. Sistem inženjerske opreme uključuje ventilatore koji, ako je potrebno, pumpaju zrak u prostoriju. Uobičajeni rasponi su 18–24 m. Ali u Kanadi postoje projekti za pokrivanje čitavih gradova na Arktiku granatama koje podržavaju zrak, s rasponom do 5 km ili više. Pneumatski okviri (sistemi za nošenje vazduha) su napravljeni od dugih uskih cilindara u kojima se stvara višak pritiska (0,3-1,0 atm). Strukturni oblik takav okvir je lučno zaobljen. Lukovi se postavljaju blizu jedan drugom, formirajući kontinuirani luk, ili na udaljenosti. Nagib lukova je 3-4 m, raspon 12-18 m.

Planarne strukture

A

PREDAVANJE 7. KONSTRUKCIJSKI SISTEMI I KONSTRUKCIJSKI ELEMENTI INDUSTRIJSKIH ZGRADA

Okviri industrijskih zgrada

Čelični okvir jednokatnih zgrada

Čelični okvir jednokatnih zgrada sastoji se od istih elemenata kao i armirani beton (Sl.

Rice. Zgrada sa čeličnim okvirom

U čeličnim stupovima postoje dva glavna dijela: šipka (grana) i osnova (cipela) (Sl. 73).

Rice. 73. Čelični stubovi.

A– konstantni poprečni presek sa konzolom; b– poseban tip.

1 – kranski dio stuba; 2 – suprastub, 3 – dodatna visina suprastuba; 4 – šatorska grana; 5 – kran krana; 6 – cipela; 7 – kranska greda; 8 – kranska šina; 9 – pokrivna rešetka.

Cipele služe za prijenos opterećenja sa stupa na temelj. Cipele i donji dijelovi stupova koji su u kontaktu sa zemljom betoniraju se kako bi se spriječila korozija. Za podupiranje zidova između temelja vanjskih stupova postavljaju se montažne armiranobetonske temeljne grede.

Čelične kranske grede mogu biti pune ili rešetkaste. Većina aplikacija primili su čvrste kranske grede I-presjeka: asimetrične, koje se koriste sa razmakom stupova od 6 metara, ili simetrične sa razmakom između stupova od 12 metara.

Glavne nosive konstrukcije premaza u zgradama sa čelični okvir su krovne rešetke (sl. 74).

Rice. 74. Čelične rešetke:

A– sa paralelnim pojasevima; b- Isto; V– trouglasti; G– poligonalni;

d – dizajn poligonalne rešetke.

U konturi mogu biti sa paralelnim pojasevima, trouglasti, poligonalni.

Nosači sa paralelnim pojasevima koriste se u zgradama sa ravnim krovovima, a takođe i kao rogovi.

Trokutaste rešetke koriste se u zgradama s krovovima koji zahtijevaju velike nagibe, na primjer, od azbestno-cementnih ploča.

Krutost čeličnog okvira i njegova percepcija opterećenja vjetrom i inercijskih utjecaja dizalica osigurava se rasporedom priključaka. Između stupova u uzdužnim redovima postavljaju se vertikalne veze - križne ili portalne. Horizontalne poprečne veze postavljaju se u ravninama gornjih i donjih tetiva, a vertikalne - duž osi potpornih stupova i u jednoj ili više ravnina u sredini raspona.

Dilatacije

IN okvirne zgrade Dilatacijski spojevi dijele okvir zgrade i sve konstrukcije koje se na njemu oslanjaju u zasebne dijelove. Postoje poprečni i uzdužni šavovi.

Poprečne dilatacije ugrađuju se na uparene stupove koji podupiru konstrukcije susjednih dijelova zgrade izrezane spojem. Ako je šav također sedimentan, onda se ugrađuje i u temelje uparenih stupova.

U jednokatnim zgradama, os poprečne dilatacijske fuge kombinira se s poprečnom osom poravnanja reda. Riješavaju se i dilatacijske fuge u podovima višespratnica.

Uzdužne dilatacije u zgradama sa armirano-betonskim okvirom izvode se na dva uzdužna reda stubova, a u zgradama sa čeličnim okvirom - na jednom redu stubova.

Zidovi industrijskih zgrada

Kod objekata bez okvira ili sa nepotpunim okvirom, vanjski zidovi su nosivi i izrađeni su od cigle, velikih blokova ili drugog kamena. U zgradama s punim okvirom, zidovi su izrađeni od istih materijala, samonoseće na temeljnim gredama ili panelima - samonoseće ili šarke. Vanjski zidovi se nalaze sa vani kolone, unutrašnji zidovi zgrade se oslanjaju na temeljne grede ili trakaste temelje.

U okvirnim zgradama sa značajnom dužinom i visinom zidova, kako bi se osigurala stabilnost između elemenata glavnog okvira, uvode se dodatni nosači, ponekad prečke, formirajući pomoćni okvir tzv. poludrveni.

Za vanjsku drenažu od premaza, uzdužni zidovi industrijskih zgrada izvedeni su vijencem, a krajnji zidovi su izvedeni parapetnim zidovima. Uz unutrašnju drenažu, parapeti se postavljaju duž cijelog perimetra objekta.

Zidovi od velikih panela

Armiranobetonske rebraste ploče namijenjene su za negrijane zgrade i objekte sa velikim industrijskim oslobađanjem topline. Debljina zida 30 milimetara.

Paneli za grijane zgrade izrađuju se od izolovanog armiranog betona ili lakog celularnog betona. Izolirane armiranobetonske ploče imaju debljinu od 280 i 300 milimetara.

Paneli se dijele na obične (za prazne zidove), nadvratne ploče (za ugradnju iznad i ispod prozorskih otvora) i parapetne ploče.

Na sl. 79 prikazuje ulomak zida okvirne panelne zgrade sa trakastim ostakljenjem.

Rice. 79. Ulomak zida od velikih ploča

Ispunjavanje prozorskih otvora u panelnim zgradama izvodi se uglavnom u obliku trakastog ostakljenja. Visina otvora je višestruka od 1,2 metra, širina je jednaka nagibu zidnih stupova.

Za pojedinačne prozorske otvore manje širine koriste se zidne ploče dimenzija 0,75, 1,5, 3,0 metara u skladu sa dimenzijama standardnih okvira.

Prozori, vrata, kapije, lampioni

Lanterns

Za osvjetljenje radnih mjesta udaljenih od prozora i za aeraciju (ventilaciju) prostorija, u industrijskim zgradama se ugrađuju lanterne.

Lanterne dolaze u laganim, aeracijskim i mješovitim tipovima:

Svjetla sa čvrstim zastakljenim okvirima, služe samo za osvjetljavanje prostorija;

Svetlosna aeracija sa otvaranjem zastakljenih vrata, služi za osvetljenje i ventilaciju prostorija;

Prozračivanje bez zastakljivanja, koristi se samo za prozračivanje.

Lanterne mogu biti različitih profila sa vertikalnim, kosim ili horizontalnim ostakljenjem.

Profil lampiona je pravougaoni sa vertikalnim ostakljenjem, trapezasti i trouglasti sa kosim ostakljenjem, nazubljen sa jednostranim vertikalnim ostakljenjem. U industrijskoj gradnji obično se koriste pravokutni lanterni. (Sl. 83).

Rice. 83. Osnovne sheme svjetlosnih i svjetlosnih lampiona:

A– pravougaone; b– trapezni; V– nazubljeni; G– trouglasti.

Na osnovu njihovog položaja u odnosu na os zgrade, lanterne se razlikuju između uzdužnih i poprečnih. Uzdužna svjetla su najrasprostranjenija.

Odvod vode iz lanterna može biti vanjski ili unutrašnji. Vanjski se koristi za lanterne širine 6 metara ili kada u objektu nema unutrašnjeg odvodnog sistema.

Dizajn lampiona je uokviren i sastoji se od većeg broja poprečnih okvira oslonjenih na gornje grede rešetki ili krovnih greda, i sistema uzdužnih podupirača. Dizajnerski dijagrami lampi i njihovi parametri su unificirani. Za raspone od 12, 15 i 18 metara koriste se lanterne širine 6 metara, za raspone od 24, 30 i 36 metara - širine 12 metara. Fenjerna ograda se sastoji od obloge, bočnih i završnih zidova.

Poklopci fenjera su izrađeni od čelika dužine 6000 milimetara i visine 1250, 1500 i 1750 milimetara. Vezovi su zastakljeni armiranim ili prozorskim staklom.

Prozračivanje se naziva prirodnom, kontroliranom i reguliranom razmjenom zraka.

Djelovanje aeracije zasniva se na:

O termičkom pritisku koji nastaje zbog razlike u temperaturi između unutrašnjeg i vanjskog zraka;

Na visinskoj razlici (razlika između centara izduvnih i dovodnih otvora);

Usljed djelovanja vjetra, koji duva oko objekta, dolazi do razrjeđivanja zraka na zavjetrinskoj strani (sl. 84).

Rice. 84. Izgradnja šema aeracije:

A– efekat aeracije u odsustvu vjetra; b- isto i sa djelovanjem vjetra.

Nedostatak lampiona sa svjetlosnom aeracijom je potreba da se poklopci zatvore na vjetrovitoj strani, jer vjetar može odnijeti zagađeni zrak natrag u radni prostor.

Vrata i kapije

Vrata industrijskih zgrada se dizajnom ne razlikuju od panelnih vrata civilne zgrade.

Kapije su namijenjene da omoguće ulazak vozila u zgradu i prolazak velikih masa ljudi.

Dimenzije kapije određuju se u skladu sa dimenzijama opreme koja se transportuje. Moraju premašiti dimenzije utovarenog voznog parka po širini za 0,5-1,0 metara, a po visini za 0,2-0,5 metara.

Prema načinu otvaranja kapije mogu biti krilne, klizne, podizne, zavesne itd.

Okretne kapije sastoji se od dva panela okačena pomoću petlji u okviru kapije (Sl. 81). Okvir može biti drveni, čelični ili armirano-betonski.

Rice. 81. Krilne kapije:

1 – stubovi armirano-betonskog okvira koji uokviruju otvor; 2 – prečka.

Ako nema prostora za otvaranje vrata, kapije se prave klizne. Klizne kapije su jednokrilne i dvokrilne. Njihova krila imaju dizajn sličan krilnim vratima, ali su u gornjem dijelu opremljena čeličnim valjcima, koji se pri otvaranju i zatvaranju kapije pomiču duž šine pričvršćene na prečku armiranobetonskog okvira.

Krila podizne kapije su potpuno metalna, okačena na sajle i pomiču se po vertikalnim vodilicama.

Panel vrata zavjese sastoji se od horizontalnih elemenata koji čine čeličnu zavjesu, koja se, kada se podigne, navija na rotirajući bubanj koji se nalazi horizontalno iznad vrha otvora.

Premazi

U jednokatnim industrijskim zgradama, obloge se izrađuju bez potkrovlja, koje se sastoje od glavnih nosivih elemenata obloge i ograde.

U negrijanim zgradama i zgradama s prekomjernom industrijskom proizvodnjom topline, ogradne konstrukcije premaza se izrađuju neizolovane, u grijanim zgradama - izolovane.

Hladna krovna konstrukcija se sastoji od osnove (podnice) i krova. Izolirani premaz uključuje parnu barijeru i izolaciju.

Podni elementi se dijele na male (dužine 1,5 - 3,0 metara) i velike (dužine 6 i 12 metara).

U ogradi izrađenoj od malih elemenata postaje potrebno koristiti grede, koje se postavljaju duž zgrade uz grede ili pokrivne rešetke.

Podovi velikih dimenzija postavljeni su duž glavne nosivi elementi a premazi se u ovom slučaju nazivaju nehodnim.

Podovi

Non-running armiranog betona palube su izrađene od armirano-betonskih prednapregnutih rebrastih ploča širine 1,5 i 3,0 metara i dužine jednake nagibu greda ili rešetki.

U neizolovanim oblogama, a cementno cjedilo, na koji je zalijepljen rolo krov.

U izoliranim premazima kao izolacija se koriste materijali niske toplinske provodljivosti i postavlja se dodatna parna barijera. Parna barijera je posebno neophodna u premazima iznad prostorija sa visokom vlažnošću vazduha.

Ploče malih dimenzija mogu biti armirani beton, armirani cement ili armirani laki i celularni beton.

Rolo krovovi su izrađeni od krovnog materijala. Na gornji sloj rolo krova postavlja se zaštitni sloj šljunka ugrađen u bitumensku mastiku.

Podovi od lisnato materijala.

Jedan od ovih podova je pocinčani čelični profilisani pod, položen na grede (sa razmakom od 6 metara) ili uz rešetkaste grede (sa razmakom od 12 metara).

Nagnute hladne obloge se često izrađuju od azbest-cementa valoviti listovi ojačani profil debljine 8 mm.

Osim toga, koriste se listovi valovitog stakloplastike i drugi sintetički materijali.

Odvodnjavanje od premaza

Drenaža produžava vijek trajanja zgrade, štiteći je od preranog starenja i uništavanja.

Odvodnja sa premaza industrijskih zgrada može biti spoljašnja i unutrašnja.

U jednokatnim zgradama vanjska odvodnja je uređena neorganizirano, au višekatnicama - uz korištenje odvodnih cijevi.

Sistem unutrašnje odvodnje sastoji se od lijevka za unos vode i mreže cijevi smještenih unutar zgrade koje odvode vodu u atmosferski odvod (Sl. 82).

Rice. 82. Unutrašnja drenaža:

A– lijevak za unos vode; b– tiganj od livenog gvožđa;

1 – tijelo lijevka; 2 – poklopac; 3 – cijev; 4 – obujmica cijevi; 5 – tiganj od livenog gvožđa; 6 – rupa za cijev; 7 – burlap impregniran bitumenom; 8 – rolo krovište; 9 – punjenje rastopljenim bitumenom; 10 – armirano-betonska pokrivna ploča.

Unutrašnja drenaža je uređena:

U višerasponskim zgradama sa viševodnim krovovima;

U zgradama sa velikim visinama ili značajnim razlikama u visini pojedinačnih raspona;

u zgradama s velikim industrijskim oslobađanjem topline, što uzrokuje topljenje snijega na površini.

Podovi

Podovi u industrijskim zgradama biraju se uzimajući u obzir prirodu uticaja proizvodnje na njih i operativne zahtjeve koji se postavljaju na njih.

Takvi zahtjevi mogu biti: otpornost na toplinu, otpornost na kemikalije, vodonepropusnost i plin, dielektričnost, neiskričavanje pri udaru, povećana mehanička čvrstoća i drugi.

Ponekad je nemoguće odabrati podove koji ispunjavaju sve potrebne zahtjeve. U takvim slučajevima potrebno je koristiti različite vrste podova unutar iste prostorije.

Podna konstrukcija se sastoji od obloge (odjeće) i donjeg sloja (preparacije). Osim toga, struktura poda može sadržavati slojeve za različite namjene. Donji sloj apsorbira opterećenje koje se prenosi na podove kroz premaz i raspoređuje ga na podlogu.

Donji slojevi su kruti (beton, armirani beton, asfalt beton) i nekruti (pijesak, šljunak, lomljeni kamen).

Prilikom postavljanja podova na međuspratne podove, podne ploče služe kao podloga, a donji sloj ili uopće nema, ili njegovu ulogu igraju toplinski i zvučno izolacijski slojevi.

Prizemlje koriste se u skladištima i toplim radnjama, gdje mogu biti izloženi udaru od pada teških predmeta ili doći u kontakt sa vrućim dijelovima.

Kameni podovi koristi se u skladištima gdje su moguća značajna udarna opterećenja ili u područjima pokrivenim vozilima na gusjenicama. Ovi podovi su izdržljivi, ali hladni i tvrdi. Takvi podovi su obično obloženi popločavanjem (Sl. 85).

Rice. 85. Kameni podovi:

A– kaldrma; b– od velikih popločanih kamena; V– od sitnog kamena za popločavanje;

1 – kaldrma; 2 – pijesak; 3 – popločavanje; 4 – bitumenska mastika; 5 – beton.

Betonski i cementni podovi koristi se u prostorijama u kojima pod može biti izložen stalnoj vlazi ili izloženosti mineralna ulja(Sl. 86).

Rice. 86. Betonski i cementni podovi:

1 – betonska ili cementna odjeća; 2 – betonski podložni sloj.

Asfalt i asfalt betonski podovi imaju dovoljnu čvrstoću, vodootpornost, vodootpornost, elastičnost i lako se popravljaju (Sl. 87). Nedostaci asfaltnih podova uključuju njihovu sposobnost omekšavanja pri porastu temperature, zbog čega nisu prikladni za tople radionice. Pod utjecajem dugotrajnih koncentriranih opterećenja u njima se stvaraju udubljenja.

Rice. 87. Asfalt i asfalt betonski podovi:

1 – odjeća od asfalta ili asfalta; 2 – betonski podložni sloj.

TO keramičkih podova uključuju podove od klinkera, cigle i pločica (Sl. 88). Takvi podovi dobro odolijevaju djelovanju visoke temperature, otporan na kiseline, baze i mineralna ulja. Koriste se u prostorijama koje zahtijevaju veliku čistoću, u nedostatku udarnih opterećenja.

Rice. 88. Podovi od keramičkih pločica:

1 – keramičke pločice; 2 – cementni malter; 3 – beton.

Metalni podovi koristi se samo u određenim prostorima gdje podove dodiruju vrući predmeti, a istovremeno je potrebna ravna, tvrda površina iu radionicama sa jakim udarnim opterećenjima (Sl. 89).

Rice. 89. Metalni podovi:

1 – pločice od livenog gvožđa; 2 – pijesak; 3 – podloga tla.

Podovi se mogu koristiti i u industrijskim zgradama daske i od sintetički materijali. Takvi podovi se koriste u laboratorijama, inženjerskim zgradama i administrativnim prostorijama.

U podovima sa krutim podložnim slojem ugrađuju se dilatacijske fuge kako bi se izbjegle pukotine. Postavljaju se duž linija dilatacijskih fuga zgrade i na mjestima gdje se susreću različite vrste podova.

Za polaganje komunalnih vodova u podove se postavljaju kanali.

Spoj podova sa zidovima, stubovima i temeljima mašina izveden je sa prazninama za slobodno slijeganje.

U vlažnim prostorijama, za odvod tekućine, podovi imaju reljef sa nagibima prema lijevanim ili betonskim vodozahvatima, koji se nazivaju ljestve. Odvodi su spojeni na kanalizaciju. Uz zidove i stupove potrebno je postaviti lajsne i lajsne.

Stepenice

Stepenice industrijskih zgrada dijele se na sljedeće vrste:

- osnovni, koristi se u višespratnim zgradama za stalnu komunikaciju između spratova i za evakuaciju;

- službeno, koje vode do radnih mjesta i međukatnica;

- aparat za gasenje pozara, obavezno za objekte visine veće od 10 metara i namijenjeno za penjanje pripadnika vatrogasne jedinice na krov (Sl. 90).

Rice. 90. Vatrogasne stepenice

- vanredni hitni slučaj, uređena za evakuaciju ljudi kada nema dovoljno glavnih stepenica (Sl. 91);

Rice. 91. Merdevine za hitne slučajeve

Protivpožarne barijere

Klasifikacija zgrada i prostorija prema opasnosti od eksplozije i požara i opasnost od požara koristi se za utvrđivanje zahtjeva zaštite od požara u cilju sprječavanja mogućnosti izbijanja požara i osiguranja zaštita od požara ljudi i imovine u slučaju požara. Prema opasnosti od eksplozije i požara, prostorije se dijele na kategorije A, B, B1-B4, D i D, a zgrade na kategorije A, B, C, D i D.

Kategorije prostorija i zgrada određuju se na osnovu vrste zapaljivih materija i materijala koji se nalaze u prostorijama, njihove količine i svojstava opasnosti od požara, kao i na osnovu prostorno-planskih rješenja prostorija i karakteristika tehnoloških procesa koji se sprovode. u njima.

Protivpožarne barijere se postavljaju kako bi se spriječilo širenje požara po cijelom objektu u slučaju požara. Vatrootporni podovi služe kao horizontalne barijere u višespratnim zgradama. Vertikalne barijere su protupožarni zidovi (firewall).

Firewall namijenjen je sprječavanju širenja vatre iz jedne prostorije ili zgrade u susjednu prostoriju ili zgradu. Vatrozidovi se izrađuju od vatrootpornih materijala - kamena, betona ili armiranog betona i moraju imati otpornost na vatru najmanje četiri sata. Zaštitni zidovi moraju počivati ​​na temeljima. Vatrozidovi se izrađuju tako da pokrivaju cijelu visinu objekta, razdvajajući gorive i negorive pokrivače, plafone, lanterne i druge konstrukcije i moraju se uzdizati iznad gorivih krovova najmanje 60 centimetara, a iznad negorivih krovova za 30 centimetara. Vrata, kapije, prozori, poklopci šahtova i druga ispuna otvora u vatrozidima moraju biti vatrootporni sa stepenom otpornosti na vatru od najmanje 1,5 sat. Vatrozidovi su projektovani za stabilnost u slučaju jednostranog urušavanja podova, obloga i drugih konstrukcija tokom požara (Sl. 92).

Rice. 92. Zaštitni zidovi:

A– u zgradi sa vatrootpornim vanjskim zidovima; b– u zgradi sa zapaljivim ili nezapaljivim vanjskim zidovima; 1 – greben zaštitnog zida; 2 – kraj zaštitnog zida.

Kontrolna pitanja

1. Imenujte projektne dijagrame industrijskih zgrada.

2. Navedite glavne vrste okvira za industrijske zgrade.

3. Koje vrste zidova postoje u industrijskim zgradama?

PREDAVANJE 8. KONSTRUKTIVNI SISTEMI I KONSTRUKTIVNI ELEMENTI POLJOPRIVREDNIH OBJEKATA I OBJEKATA

Staklenici i plastenici

Staklenici i rasadnici su zastakljeni objekti u kojima su vještački stvoreni neophodni klimatski i zemljišni uslovi za uzgoj ranog povrća, rasada i cvijeća.

Zgrade staklenika se grade prvenstveno od montažnih armirano-betonskih ostakljenih panela, međusobno pričvršćenih zavarivanjem ugrađenih dijelova.

Konstrukcija staklenika se sastoji od montažnih armiranobetonskih okvira ugrađenih u zemlju po dužini staklenika i montažnih armiranobetonskih okvira (uzdužni ležaj staklenika) položenih na konzole okvira. Zastakljeni okviri staklenika koji se mogu skinuti su izrađeni od drveta (Sl. 94).

Rice. 94. Staklenik od montažnih armirano-betonskih elemenata:

1 – armirano-betonski okviri; 2 – armirano-betonski sjeverni balvan; 3 – isti, južni;

4 – pijesak; 5 – hranljivi sloj zemlje; 6 – cijevi za grijanje u sloju pijeska;

7 – zastakljeni drveni okvir.

LISTA KORIŠTENE REFERENCE

1. Maklakova T. G., Nanasova S. M. Konstrukcije civilnih zgrada: Udžbenik. – M.: Izdavačka kuća ASV, 2010. – 296 str.

2. Budasov B.V., Georgievsky O. V., Kaminski V. P. Građevinski crtež. Udžbenik za univerzitete / Pod op. ed. O. V. Georgievsky. – M.: Stroyizdat, 2002. – 456 str.

3. Lomakin V. A. Osnove konstrukcije. – M.: Viša škola, 1976. – 285 str.

4. Krasensky V.E., Fedorovsky L.E. Civilne, industrijske i poljoprivredne zgrade. – M.: Stroyizdat, 1972, – 367 str.

5. Koroev Yu. I Crtež za graditelje: Udžbenik. za prof. Udžbenik ustanove. – 6. izd., izbrisano. – M.: Više. škola, ur. Centar "Akademija", 2000 – 256 str.

6. Čičerin I. I. Građevinski radovi: udžbenik za početnike. prof. Obrazovanje. – 6. izd., izbrisano. – M.: Izdavački centar „Akademija“, 2008. – 416 str.

PREDAVANJE 6. KONSTRUKCIJE DUGOROČNIH GRAĐEVINA SA PROSTORNIM OBLOGOM

U zavisnosti od konstruktivnog dizajna i statičkog rada, nosive konstrukcije premaza se mogu podeliti na planarne (koji rade u istoj ravni) i prostorne.

Planarne strukture

Ova grupa nosivih konstrukcija uključuje grede, rešetke, okvire i lukove. Mogu se izrađivati ​​od montažnog i monolitnog armiranog betona, kao i od metala ili drveta.

Grede i rešetke zajedno sa stupovima čine sistem poprečnih okvira, uzdužna veza između kojih se vrši pokrivnim pločama i vjetrobranima.

Uz montažne okvire, u nizu jedinstvenih objekata sa povećanim opterećenjem i velikim rasponima koriste se monolitni armiranobetonski ili metalni okviri (sl. 48).

Rice. 48. Konstrukcije dugog raspona:

A- monolitni armirano-betonski okvir, dvokrilni.

Za pokrivanje raspona preko 40 metara, preporučljivo je koristiti lučne konstrukcije. Lukovi se konstruktivno mogu podijeliti na dvokrake (sa šarkama na nosačima), trokrake (sa šarkama na nosačima i u sredini raspona) i bez šarke.

Luk radi uglavnom u kompresiji i prenosi ne samo vertikalno opterećenje, već i horizontalni pritisak (potisak) na nosače.

U poređenju sa gredama, rešetkama i okvirima, lukovi imaju manju težinu i ekonomičniji su u pogledu potrošnje materijala. Lukovi se koriste u konstrukcijama u kombinaciji sa svodovima i školjkama.