Struktur logam atap bangunan bentang panjang. Bangunan bentang panjang. Konstruksi bangunan. Bagian tali rangka berdinding ganda. Penampang batang lengkung bisa berdinding tunggal atau berdinding ganda. Bingkai dan lengkungan bersifat statis tak tentu

Struktur datar

A

KULIAH 7. SISTEM STRUKTUR DAN UNSUR STRUKTUR BANGUNAN INDUSTRI

Bingkai bangunan industri

Rangka baja bangunan satu lantai

Rangka baja bangunan satu lantai terdiri dari elemen yang sama dengan beton bertulang (Gbr.)

Beras. Bangunan rangka baja

Ada dua bagian utama pada kolom baja: batang (cabang) dan alas (sepatu) (Gbr. 73).

Beras. 73. Kolom baja.

A– penampang konstan dengan konsol; B– tipe terpisah.

1 – bagian derek dari kolom; 2 – suprakolom, 3 – tambahan tinggi suprakolom; 4 – cabang tenda; 5 – cabang derek; 6 – sepatu; 7 – balok derek; 8 – rel derek; 9 – menutupi rangka.

Sepatu berfungsi untuk memindahkan beban dari kolom ke pondasi. Sepatu dan bagian bawah kolom yang bersentuhan dengan tanah dibuat beton untuk mencegah korosi. Untuk menopang dinding, dipasang balok pondasi beton bertulang prefabrikasi di antara pondasi kolom luar.

Balok derek baja bisa berbentuk padat atau kisi. Kebanyakan Aplikasi menerima balok derek padat berpenampang I: asimetris, digunakan dengan jarak kolom 6 meter, atau simetris dengan jarak kolom 12 meter.

Struktur pelapis penahan beban utama pada bangunan dengan bingkai besi adalah rangka atap (Gbr. 74).

Beras. 74. Rangka baja:

A– dengan sabuk paralel; B- Sama; V– segitiga; G– poligonal;

d – desain rangka poligonal.

Secara garis besar mereka bisa dengan sabuk paralel, segitiga, poligonal.

Rangka dengan sabuk paralel digunakan pada bangunan dengan atap datar, dan juga sebagai kasau.

Rangka segitiga digunakan pada bangunan yang atapnya memerlukan kemiringan yang besar, misalnya terbuat dari lembaran asbes-semen.

Kekakuan rangka baja dan persepsinya terhadap beban angin dan pengaruh inersia dari derek dipastikan melalui pengaturan sambungan. Di antara kolom dalam baris memanjang, sambungan vertikal ditempatkan - melintang atau portal. Ikatan melintang horizontal ditempatkan pada bidang tali busur atas dan bawah, dan ikatan vertikal ditempatkan di sepanjang sumbu tiang penyangga dan pada satu atau lebih bidang di tengah bentang.

Sambungan ekspansi

Pada bangunan rangka, sambungan ekspansi membagi rangka bangunan dan semua struktur yang bertumpu padanya menjadi beberapa bagian terpisah. Ada jahitan melintang dan memanjang.

Sambungan ekspansi melintang dipasang pada kolom berpasangan yang menopang struktur bagian bangunan yang berdekatan yang dipotong oleh sambungan tersebut. Jika lapisannya juga sedimen, maka dipasang juga pada pondasi kolom berpasangan.

DI DALAM bangunan satu lantai sumbu sambungan ekspansi melintang sejajar dengan sumbu pelurusan melintang baris. Sambungan ekspansi di lantai gedung bertingkat juga diselesaikan.

Sambungan ekspansi memanjang pada bangunan dengan rangka beton bertulang dibuat pada dua baris kolom memanjang, dan pada bangunan dengan rangka baja - pada satu baris kolom.

Dinding bangunan industri

Pada bangunan tanpa rangka atau rangka tidak lengkap, dinding luarnya menahan beban dan terbuat dari batu bata, balok besar atau batu lainnya. Pada bangunan dengan rangka penuh, dindingnya terbuat dari bahan yang sama, mandiri pada balok pondasi atau panel - mandiri atau berengsel. Dinding luar terletak dengan di luar kolom, dinding bagian dalam bangunan ditopang pada balok pondasi atau pondasi strip.

Pada bangunan rangka dengan panjang dan tinggi dinding yang signifikan, untuk memastikan stabilitas antara elemen rangka utama, rak tambahan diperkenalkan, terkadang palang, membentuk rangka tambahan yang disebut setengah kayu.

Untuk drainase luar dari pelapis, dinding memanjang bangunan industri dibuat dengan cornice, dan dinding ujung dibuat dengan dinding tembok pembatas. Dengan drainase internal, tembok pembatas dipasang di sekeliling seluruh bangunan.

Dinding terbuat dari panel besar

Panel berusuk beton bertulang ditujukan untuk bangunan yang tidak dipanaskan dan bangunan dengan pelepasan panas industri yang besar. Ketebalan dinding 30 milimeter.

Panel untuk bangunan berpemanas menggunakan insulasi beton bertulang atau ringan beton seluler. Panel berinsulasi beton bertulang memiliki ketebalan 280 dan 300 milimeter.

Panel dibagi menjadi panel biasa (untuk dinding kosong), panel ambang pintu (untuk pemasangan di atas dan di bawah bukaan jendela) dan panel tembok pembatas.

Pada Gambar. Gambar 79 menunjukkan pecahan dinding bangunan panel rangka dengan kaca strip.

Beras. 79. Fragmen dinding yang terbuat dari panel besar

Pengisian bukaan jendela pada bangunan panel dilakukan terutama dalam bentuk strip kaca. Ketinggian bukaan diambil kelipatan 1,2 meter, lebarnya sama dengan tinggi kolom dinding.

Untuk bukaan jendela individu dengan lebar lebih kecil, digunakan panel dinding dengan dimensi 0,75, 1,5, 3,0 meter sesuai dengan dimensi bingkai standar.

Jendela, pintu, gerbang, lentera

Lentera

Untuk memberikan penerangan pada tempat kerja yang terletak jauh dari jendela dan untuk aerasi (ventilasi) ruangan, lentera dipasang pada bangunan industri.

Lentera tersedia dalam jenis cahaya, aerasi, dan campuran:

Lampu dengan bingkai kaca padat, hanya berfungsi untuk menerangi ruangan;

Aerasi cahaya dengan pintu kaca terbuka, digunakan untuk penerangan dan ventilasi ruangan;

Aerasi tanpa kaca, hanya digunakan untuk keperluan aerasi.

Lentera dapat dari berbagai profil dengan kaca vertikal, miring atau horizontal.

Profil lampion berbentuk persegi panjang dengan kaca vertikal, trapesium dan segitiga dengan kaca miring, bergerigi dengan kaca vertikal satu sisi. Dalam konstruksi industri, lentera persegi panjang biasanya digunakan. (Gbr. 83).

Beras. 83. Skema dasar penerangan dan lentera aerasi cahaya:

A– persegi panjang; B– berbentuk trapesium; V– bergigi; G– segitiga.

Berdasarkan letaknya relatif terhadap sumbu bangunan, lampion dibedakan menjadi memanjang dan melintang. Lampu memanjang adalah yang paling luas.

Drainase air dari lentera bisa bersifat eksternal atau internal. Eksternal digunakan untuk lentera dengan lebar 6 meter atau bila tidak ada sistem drainase internal di dalam gedung.

Desain lampion dibingkai dan terdiri dari sejumlah rangka melintang yang bertumpu pada tali bagian atas rangka atau balok atap, dan sistem penyangga memanjang. Diagram desain lampu dan parameternya disatukan. Untuk bentang 12, 15, dan 18 meter digunakan lampion dengan lebar 6 meter, untuk bentang 24, 30 dan 36 meter - lebar 12 meter. Pagar lentera terdiri dari penutup, dinding samping dan ujung.

Penutup lentera terbuat dari baja dengan panjang 6000 milimeter dan tinggi 1250, 1500 dan 1750 milimeter. Ikatannya dilapisi dengan kaca yang diperkuat atau jendela.

Aerasi disebut pertukaran udara yang alami, terkendali dan teratur.

Tindakan aerasi didasarkan pada:

Tentang tekanan termal yang timbul akibat perbedaan suhu antara udara dalam dan luar ruangan;

Pada perbedaan ketinggian (perbedaan antara pusat bukaan pembuangan dan suplai);

Akibat aksi angin yang bertiup di sekitar gedung, terjadi penghalusan udara di sisi bawah angin (Gbr. 84).

Beras. 84. Skema aerasi bangunan:

A– efek aerasi tanpa adanya angin; B- sama dengan aksi angin.

Kerugian dari lentera aerasi cahaya adalah perlunya menutup penutup di sisi angin, karena angin dapat meniupkan kembali udara yang tercemar ke area kerja.

Pintu dan gerbang

Pintu bangunan industri tidak berbeda desainnya dengan pintu panel bangunan sipil.

Gerbang dimaksudkan untuk masuk ke dalam gedung Kendaraan dan perjalanan banyak orang.

Dimensi pintu gerbang ditentukan sesuai dengan dimensi peralatan yang diangkut. Mereka harus melebihi dimensi rolling stock yang dimuat dengan lebar 0,5-1,0 meter, dan tinggi 0,2-0,5 meter.

Menurut metode pembukaannya, gerbang dapat diayunkan, digeser, diangkat, tirai, dll.

Gerbang ayun terdiri dari dua panel yang digantung melalui loop pada rangka gerbang (Gbr. 81). Rangkanya bisa dari kayu, baja atau beton bertulang.

Beras. 81. Gerbang ayun:

1 – pilar rangka beton bertulang yang membingkai bukaan; 2 – mistar gawang.

Jika tidak ada ruang untuk membuka pintu, maka dibuatlah pintu geser. Gerbang geser Ada bidang tunggal dan bidang ganda. Daun pintunya memiliki desain yang mirip dengan pintu ayun, namun pada bagian atasnya dilengkapi dengan roller baja, yang pada saat membuka dan menutup pintu gerbang, bergerak sepanjang rel yang menempel pada palang rangka beton bertulang.

Daun gerbang pengangkat semuanya terbuat dari logam, digantung pada kabel dan bergerak di sepanjang pemandu vertikal.

Panel pintu gorden terdiri dari elemen horizontal yang membentuk tirai baja, yang bila diangkat, disekrupkan ke drum berputar yang terletak horizontal di atas bagian atas bukaan.

Pelapis

Pada bangunan industri satu lantai, penutup dibuat tanpa loteng, terdiri dari elemen penahan beban utama penutup dan pagar.

Pada bangunan yang tidak dipanaskan dan bangunan dengan pembangkitan panas industri yang berlebihan, struktur penutup penutup dibuat tidak berinsulasi, pada bangunan yang dipanaskan - diisolasi.

Struktur atap dingin terdiri dari alas (lantai) dan atap. Lapisan berinsulasi mencakup penghalang uap dan insulasi.

Elemen lantai dibedakan menjadi berukuran kecil (panjang 1,5 - 3,0 meter) dan berukuran besar (panjang 6 dan 12 meter).

Pada pagar yang terbuat dari elemen berukuran kecil, perlu menggunakan purlin, yang ditempatkan di sepanjang bangunan di sepanjang balok atau rangka penutup.

Lantai berukuran besar diletakkan di sepanjang elemen penahan beban utama dan pelapis dalam hal ini disebut non-run.

Lantai

Tidak berjalan beton bertulang geladaknya terbuat dari pelat berusuk beton pratekan dengan lebar 1,5 dan 3,0 meter dan panjang sama dengan tinggi balok atau rangka.

Dalam penutup non-insulasi, screed semen ditempatkan di atas pelat, di mana atap gulungan direkatkan.

Dalam pelapis berinsulasi, bahan dengan konduktivitas termal rendah digunakan sebagai insulasi dan penghalang uap tambahan dipasang. Penghalang uap sangat diperlukan pada penutup di atas ruangan dengan kelembaban tinggi udara.

Pelat berukuran kecil dapat berupa beton bertulang, semen bertulang, atau beton ringan dan seluler bertulang.

Atap gulungan terbuat dari bahan atap. Lapisan pelindung kerikil yang tertanam dalam damar wangi bitumen ditempatkan di lapisan atas atap gulungan.

Lantai terbuat dari rindang bahan.

Salah satu lantai tersebut adalah lantai berprofil baja galvanis, diletakkan di atas purlin (dengan jarak rangka 6 meter) atau sepanjang purlin kisi (dengan jarak 12 meter).

Penutup dingin bernada sering kali dibuat dari lembaran semen asbes bergelombang dengan profil yang diperkuat setebal 8 milimeter.

Selain itu, lembaran fiberglass bergelombang dan bahan sintetis lainnya juga digunakan.

Drainase dari pelapis

Drainase memperpanjang umur bangunan, melindunginya dari penuaan dini dan kehancuran.

Drainase dari penutup bangunan industri dapat bersifat eksternal dan internal.

Di gedung satu lantai, drainase eksternal diatur tidak terorganisir, dan di gedung bertingkat - menggunakan pipa pembuangan.

Sistem drainase internal terdiri dari corong pemasukan air dan jaringan pipa yang terletak di dalam gedung yang mengalirkan air ke saluran pembuangan air hujan (Gbr. 82).

Beras. 82. Drainase internal:

A– corong pemasukan air; B– panci besi cor;

1 – badan corong; 2 – penutup; 3 – pipa; 4 – kerah pipa; 5 – panci besi cor; 6 – lubang untuk pipa; 7 – goni yang diresapi bitumen; 8 - atap gulungan; 9 – diisi dengan aspal cair; 10 – pelat penutup beton bertulang.

Drainase internal diatur:

Pada bangunan multi-bentang dengan atap multi-nada;

Pada bangunan dengan ketinggian yang besar atau perbedaan ketinggian yang signifikan pada masing-masing bentang;

di gedung-gedung dengan pelepasan panas industri yang besar, menyebabkan salju mencair di permukaan.

Lantai

Lantai pada bangunan industri dipilih dengan mempertimbangkan sifat dampak produksi pada bangunan tersebut dan persyaratan operasional yang dikenakan pada bangunan tersebut.

Persyaratan tersebut mungkin: tahan panas, ketahanan terhadap bahan kimia, impermeabilitas air dan gas, dielektrik, tidak menimbulkan percikan api saat terkena benturan, peningkatan kekuatan mekanik dan lain-lain.

Terkadang tidak mungkin memilih lantai yang memenuhi semua persyaratan yang diperlukan. Dalam kasus seperti itu, perlu menggunakan berbagai jenis lantai dalam ruangan yang sama.

Struktur lantai terdiri dari penutup (pakaian) dan lapisan di bawahnya (persiapan). Selain itu, struktur lantai dapat mencakup interlayer untuk berbagai keperluan. Lapisan di bawahnya menyerap beban yang diteruskan ke lantai melalui lapisan dan mendistribusikannya ke alas.

Lapisan di bawahnya bersifat kaku (beton, beton bertulang, beton aspal) dan tidak kaku (pasir, kerikil, batu pecah).

Saat memasang lantai pada lantai antar lantai, pelat lantai berfungsi sebagai alasnya, dan lapisan di bawahnya tidak ada sama sekali, atau perannya dimainkan oleh lapisan insulasi panas dan suara.

Lantai dasar digunakan di gudang dan toko panas, yang mungkin terkena guncangan akibat jatuhnya benda berat atau bersentuhan dengan bagian yang panas.

Lantai batu digunakan di gudang di mana beban kejut yang signifikan mungkin terjadi, atau di area yang dicakup oleh kendaraan yang dilacak. Lantai ini tahan lama, tapi dingin dan keras. Lantai seperti itu biasanya ditutup dengan batu paving (Gbr. 85).

Beras. 85. Lantai batu:

A– batu bulat; B– dari batu paving besar; V– dari batu paving kecil;

1 – batu bulat; 2 – pasir; 3 – batu paving; 4 – damar wangi bitumen; 5 – beton.

Lantai beton dan semen digunakan di ruangan yang lantainya mungkin terkena kelembapan atau minyak mineral secara konstan (Gbr. 86).

Beras. 86. Lantai beton dan semen:

1 – pakaian beton atau semen; 2 – lapisan dasar beton.

Lantai aspal dan beton aspal memiliki kekuatan yang cukup, tahan air, tahan air, elastis, dan mudah diperbaiki (Gbr. 87). Kerugian dari lantai aspal termasuk kemampuannya untuk melunak ketika suhu naik, sehingga tidak cocok untuk bengkel yang panas. Di bawah pengaruh beban terkonsentrasi yang berkepanjangan, penyok terbentuk di dalamnya.

Beras. 87. Lantai aspal dan aspal beton:

1 – pakaian aspal atau beton aspal; 2 – lapisan dasar beton.

KE lantai keramik termasuk lantai klinker, batu bata dan ubin (Gbr. 88). Lantai seperti itu sangat tahan terhadap suhu tinggi dan tahan terhadap asam, basa, dan minyak mineral. Mereka digunakan di ruangan yang membutuhkan kebersihan tinggi, tanpa adanya beban kejut.

Beras. 88. Lantai ubin keramik:

1 – ubin keramik; 2 – mortar semen; 3 – beton.

Lantai logam hanya digunakan di area tertentu di mana benda panas menyentuh lantai dan pada saat yang sama diperlukan permukaan yang rata dan keras serta di bengkel dengan beban kejut yang kuat (Gbr. 89).

Beras. 89. Lantai logam:

1 – ubin besi cor; 2 – pasir; 3 – dasar tanah.

Lantai juga dapat digunakan pada bangunan industri papan dan dari bahan sintetis. Lantai seperti itu digunakan di laboratorium, gedung teknik, dan gedung administrasi.

Pada lantai dengan lapisan dasar yang kaku, sambungan ekspansi dipasang untuk menghindari retak. Mereka disusun sepanjang garis sambungan ekspansi bangunan dan di tempat bertemunya berbagai jenis lantai.

Untuk memasang jalur utilitas, saluran dipasang di lantai.

Persimpangan lantai ke dinding, kolom dan pondasi mesin dibuat dengan celah untuk penyelesaian bebas.

Pada ruangan basah, untuk mengalirkan cairan, lantainya diberi relief dengan kemiringan ke arah saluran masuk air besi cor atau beton yang disebut tangga. Saluran air tersebut terhubung dengan sistem pembuangan limbah. Di sepanjang dinding dan kolom perlu dipasang papan pinggir dan fillet.

Tangga

Tangga bangunan industri dibagi menjadi jenis berikut:

- dasar, digunakan di gedung bertingkat untuk komunikasi permanen antar lantai dan untuk evakuasi;

- resmi, mengarah ke lokasi kerja dan mezanin;

- pemadam api, wajib untuk bangunan dengan ketinggian lebih dari 10 meter dan dimaksudkan agar anggota pemadam kebakaran dapat naik ke atap (Gbr. 90).

Beras. 90. Pintu keluar kebakaran

- darurat eksternal, diatur untuk evakuasi orang ketika jumlah tangga utama tidak mencukupi (Gbr. 91);

Beras. 91. Tangga darurat

Penghalang api

Klasifikasi bangunan dan bangunan menurut ledakan dan bahaya kebakaran digunakan untuk menetapkan persyaratan keselamatan kebakaran yang bertujuan untuk mencegah kemungkinan kebakaran dan memastikan proteksi kebakaran orang dan harta benda jika terjadi kebakaran. Menurut bahaya ledakan dan kebakaran, bangunan dibagi ke dalam kategori A, B, B1-B4, D dan D, dan bangunan ke dalam kategori A, B, C, D dan D.

Kategori bangunan dan bangunan ditentukan berdasarkan jenis bahan dan bahan yang mudah terbakar yang terdapat di dalam bangunan tersebut, jumlah dan sifat bahaya kebakarannya, serta berdasarkan solusi perencanaan ruang dari bangunan tersebut dan karakteristik proses teknologi yang dilakukan. di dalamnya.

Penghalang api dipasang untuk mencegah api menyebar ke seluruh gedung jika terjadi kebakaran. Lantai tahan api berfungsi sebagai pembatas horizontal pada gedung bertingkat. Hambatan vertikal adalah dinding api (firewall).

tembok api dimaksudkan untuk mencegah meluasnya api dari suatu ruangan atau bangunan ke ruangan atau bangunan yang berdekatan. Firewall terbuat dari bahan tahan api - batu, beton atau beton bertulang, dan harus memiliki tingkat ketahanan api minimal empat jam. Firewall harus bertumpu pada fondasi. Firewall dibuat untuk menutupi seluruh ketinggian bangunan, memisahkan penutup, langit-langit, lentera dan struktur lainnya yang mudah terbakar dan tidak mudah terbakar dan harus berada di atas atap yang mudah terbakar setidaknya 60 sentimeter, dan di atas atap yang tidak mudah terbakar sebesar 30 sentimeter. Pintu, gerbang, jendela, penutup lubang got, dan pengisi bukaan lainnya pada firewall harus tahan api dengan tingkat ketahanan api minimal 1,5 jam. Firewall dirancang untuk stabilitas jika terjadi keruntuhan satu sisi pada lantai, penutup, dan struktur lainnya selama kebakaran (Gbr. 92).

Beras. 92. Firewall:

A– di gedung dengan dinding luar tahan api; B– di gedung dengan dinding luar yang mudah terbakar atau tidak mudah terbakar; 1 – punggungan firewall; 2 – firewall akhir.

Pertanyaan kontrol

1. Sebutkan diagram desain bangunan industri.

2. Sebutkan jenis-jenis rangka utama untuk bangunan industri.

3. Jenis dinding apa saja yang terdapat pada bangunan industri?

KULIAH 8. SISTEM STRUKTUR DAN UNSUR STRUKTUR BANGUNAN DAN STRUKTUR PERTANIAN

Rumah kaca dan rumah kaca

Rumah kaca dan sarang lebah adalah struktur kaca di mana kondisi iklim dan tanah yang diperlukan diciptakan secara artifisial untuk memungkinkan budidaya sayuran, bibit, dan bunga awal.

Bangunan rumah kaca dibangun terutama dari panel kaca beton bertulang prefabrikasi, diikat menjadi satu dengan mengelas bagian-bagian yang tertanam.

Struktur rumah kaca terdiri dari rangka beton bertulang prefabrikasi yang dipasang di tanah sepanjang rumah kaca dan rangka beton bertulang prefabrikasi (tempat tidur memanjang rumah kaca) yang diletakkan di atas konsol rangka. Rangka rumah kaca berlapis kaca yang dapat dilepas terbuat dari kayu (Gbr. 94).

Beras. 94. Rumah kaca terbuat dari elemen beton bertulang prefabrikasi:

1 – rangka beton bertulang; 2 – log utara beton bertulang; 3 – sama, selatan;

4 – pasir; 5 – lapisan nutrisi tanah; 6 – pipa pemanas di lapisan pasir;

7 – bingkai kayu berlapis kaca.

DAFTAR REFERENSI YANG DIGUNAKAN

1. Maklakova T.G., Nanasova S.M. Konstruksi bangunan sipil: Buku Ajar. – M.: Rumah Penerbitan ASV, 2010. – 296 hal.

2. Budasov B.V., Georgievsky O.V., Kaminsky V.P. Gambar konstruksi. Buku pelajaran untuk universitas / Bawah umum. ed. O.V. Georgievsky. – M.: Stroyizdat, 2002. – 456 hal.

3. Lomakin V. A. Dasar-dasar konstruksi. – M.: Sekolah Tinggi, 1976. – 285 hal.

4. Krasensky V.E., Fedorovsky L.E. Bangunan sipil, industri dan pertanian. – M.: Stroyizdat, 1972, – 367 hal.

5. Koroev Yu.I Menggambar untuk pembangun: Buku Teks. untuk Prof. Buku pelajaran perusahaan. – Edisi ke-6, terhapus. – M.: Lebih tinggi. sekolah, ed. Pusat "Akademi", 2000 – 256 hal.

6. Chicherin I.I. Pekerjaan sipil: buku teks untuk pemula. Prof. Pendidikan. – Edisi ke-6, terhapus. – M.: Pusat Penerbitan “Akademi”, 2008. – 416 hal.

KULIAH 6. STRUKTUR BANGUNAN BENTUK PANJANG DENGAN PENUTUP SPASIAL

Tergantung pada desain dan operasi statis struktur bantalan pelapis dapat dibagi menjadi planar (bekerja dalam satu bidang) dan spasial.

Struktur datar

Kelompok struktur penahan beban ini meliputi balok, rangka, rangka dan lengkungan. Mereka dapat dibuat dari beton bertulang prefabrikasi dan monolitik, serta logam atau kayu.

Balok dan rangka, bersama dengan kolom, membentuk suatu sistem rangka melintang, yang sambungan memanjangnya dilakukan dengan pelat penutup dan penahan angin.

Selain rangka prefabrikasi, di sejumlah bangunan unik dengan peningkatan beban dan bentang besar, digunakan beton bertulang monolitik atau rangka logam (Gbr. 48).

Beras. 48. Struktur bentang panjang:

A- rangka beton bertulang monolitik, berengsel ganda.

Untuk menutupi bentang lebih dari 40 meter, disarankan untuk menggunakan struktur melengkung. Lengkungan secara struktural dapat dibagi menjadi berengsel dua (dengan engsel pada penyangga), berengsel tiga (dengan engsel pada penyangga dan di tengah bentang) dan tanpa engsel.

Lengkungan bekerja terutama dalam kompresi dan mentransfer tidak hanya beban vertikal, tetapi juga tekanan horizontal (dorongan) ke penyangga.

Dibandingkan dengan balok, rangka dan rangka, lengkungan memiliki bobot yang lebih ringan dan lebih irit dalam hal konsumsi material. Lengkungan digunakan dalam struktur yang dikombinasikan dengan kubah dan cangkang.

Penutup bangunan industri modern bentang panjang, serta bangunan umum besar seperti pusat kebugaran, istana olah raga, bangunan supermarket modern dan hypermarket, dapat dirancang sebagai struktur planar atau spasial bentang panjang. Mereka berbeda dalam sifat pekerjaan statisnya. Dalam struktur planar, semua elemen bekerja secara mandiri di bawah beban, sebagai suatu peraturan, dalam satu arah dan tidak berpartisipasi dalam pengoperasian struktur yang terhubung dengannya. Dalam struktur spasial, seluruh atau sebagian besar elemen bekerja sama dalam dua arah. Berkat kerja sama seperti itu, kekakuan dan daya dukung struktur meningkat, dan konsumsi bahan untuk konstruksinya berkurang.

Struktur planar bentang panjang berupa balok dan rangka atap. Balok bisa berbentuk persegi panjang atau pelana. Tali busur bagian bawah bekerja dalam gaya tarik, dan tali busur bagian atas bekerja dalam gaya tekan. Oleh karena itu, tulangan kerja utama harus ditempatkan pada tali busur bawah, dan bagian tali busur atas harus memiliki area beton yang luas sehingga dapat bekerja dengan baik dalam tekan. Pada tumpuan, balok harus ditebalkan untuk menyerap gaya lateral maksimum dari reaksi tumpuan. Ini akan dibahas dalam mata kuliah yang relevan di bidang mekanika dan struktur struktural. Bentang balok tidak melebihi 18 m.

Bentang 15, 18, 24 m atau lebih ditutupi dengan struktur planar tipe batang - rangka. Pada Gambar. Gambar 13.48 menunjukkan jenis rangka yang berbeda bentuk dan, sampai batas tertentu, dalam pengoperasian statis. Rangka dapat terbuat dari beton bertulang, baja atau kayu. Contoh rangka kayu adalah rangka yang dirancang dan dibangun oleh insinyur A. A. Betancourt untuk menutupi Ruang Pameran Pusat sepanjang 24 meter di bekas Manege di Lapangan Manezhnaya di Moskow, yang, setelah dipulihkan dari kebakaran, memiliki pemandangan interior yang bagus.

Beras. 13.48.

A – jenis peternakan utama; B - simpul yang menopang rangka batang dengan tali busur sejajar pada kolom dengan ikatan “nol” (sepanjang tepi luar kolom); V – sama, poligonal dengan acuan 250 dan 500 mm; d – sama, segitiga dengan referensi “nol”; 1 – dudukan pendukung; 2 - Kolom; 3 – palang setengah kayu

Seiring dengan sistem rangka bangunan batang-tiang-balok tertua dari pertengahan abad ke-20. dilaksanakan sistem batang silang spasial.

Sistem palang melintang dibentuk dari elemen linier (rangka atau balok) yang berpotongan satu sama lain pada sudut 90 atau 60°, yang membentuk jaring persegi panjang, segitiga, atau diagonal (Gbr. 13.49). Pekerjaan spasial gabungan dari elemen linier yang berpotongan secara signifikan meningkatkan kekakuan struktur. Dibandingkan dengan penutup konvensional yang terbuat dari elemen planar individual, tinggi struktur penutup dapat dikurangi lebih dari setengahnya. Penggunaan sistem batang silang paling tepat untuk menutupi ruangan berbentuk persegi, bulat dan poligonal dengan proporsi 1:1 hingga 1:1,25. Untuk membongkar bentang utama, disarankan untuk memasang kantilever overhang dengan penutup melintang 0,20–0,25 kali ukuran bentang utama.

Beras. 13.49.

a–f – diagram lintas sistem; jam – j – posisi penyangga di bawah sistem silang; aku – lapisan batang silang; M – opsi dukungan dan jenis dukungan; L – rentang struktur; L K – kerusakan konsol; 1 – mendukung; 2 – elemen penahan beban yang berbatasan (balok atau rangka); 3 – inti; 4 – penyambung; 5 – dukungan sistem batang silang

Ada sistem cross-rib dan cross-rod. Berusuk silang terbuat dari tangki logam atau beton bertulang atau dari elemen papan. Batang silang strukturnya sebagian besar terbuat dari logam dalam bentuk sistem dua atau empat piringan kisi datar, diikat dalam dua arah dengan batang miring, yang membentuk sejumlah piramida identik dengan bagian atas di bawah, diikat dengan batang kisi bawah. disk.

Lengkungan adalah suatu bangunan ruang datar yang berbentuk seberkas garis lengkung (melingkar, parabola, dan sebagainya) (Gambar 13.50, A). Ego ibarat jenis konstruksi peralihan antara planar dan spasial. Pada lengkungan, gaya tekan terutama terjadi pada kondisi tertentu dan hanya pada kondisi tertentu. Oleh karena itu, lengkungan dapat menutupi bentang yang jauh lebih besar dibandingkan balok. Namun, tidak seperti balok, lengkungan tidak hanya meneruskan gaya vertikal, tetapi juga gaya horizontal ke penyangga - raster Oleh karena itu, dukungannya harus kuat dan diperkuat penopang. Dorongan juga dapat dipadamkan dengan mengencangkan tumit lengkungan dan bekerja dalam ketegangan.

Kubah silinder(Gbr. 13.50, 6) - struktur ruang yang terdiri dari banyak lengkungan, memiliki kelengkungan dalam satu arah. Generatrix dalam kubah silinder adalah garis lurus, yang membentuk permukaan melengkung sepanjang pemandu (sepanjang busur lengkungan). Permukaan seperti itu nyaman dalam konstruksi, karena untuk produksinya Anda dapat menggunakan bekisting sederhana dari papan lurus yang diletakkan dalam “lingkaran” melengkung.

Persimpangan dua kubah barel dengan boom pengangkat yang sama ( F ) formulir kubah silang, terdiri dari empat bagian yang sama dari kubah silinder - stripping dan memiliki empat penyangga (Gbr. 13.50, V).

Beras. 13.50.

A - lengkungan; B - kubah barel; V – kubah silang; G - brankas tertutup: D - kubah; e – kubah layar; Dan – cangkang datar; H – brankas barel; Dan – lemari besi baki; Ke – permukaan berbentuk paraboloid hiperbolik; aku – penutup empat cangkang berbentuk paraboloid hiperbolik; 1 – mengencangkan; 2 – pengupasan; 3 - pipi

Kubah tertutup juga terbentuk dari empat bagian identik dari permukaan kubah silinder, yang disebut baki atau pipi, tetapi terletak di sepanjang keliling area yang tertutup (Gbr. 13.50, G).

Berbagai jenis struktur berkubah digunakan dalam arsitektur Persia Kuno. Mereka mencapai kemakmuran besar pada zaman Romawi Kuno dan Bizantium (abad ke-1 SM – abad ke-4 M). Struktur ini dibangun dari batu bata, batu potong, dan beton. Mereka mendapat perkembangan lebih lanjut di era Romawi dan Gotik (abad XI-XV). Lengkungan dan kubah Gotik yang runcing dibawa ke Eropa selama Perang Salib. Mereka merupakan ciri khas arsitektur Kekhalifahan Arab (abad VII – IX). Dalam praktik konstruksi modern, struktur berkubah terbuat dari beton bertulang, semen bertulang, dan struktur melengkung terbuat dari beton bertulang, baja, dan kayu. DI DALAM mekanika struktural elemen struktural seperti itu disebut kerang.

Jika separuh lengkungan diputar sebagai generatrix mengelilingi sumbu vertikal, kita peroleh kubah(Gbr. 13.50, d). Permukaan kubah memiliki kelengkungan dua arah. Kerang yang mempunyai kelengkungan dua arah disebut cangkang kelengkungan Gaussian ganda(Carl Friedrich Gauss- ahli matematika yang hebat). Turunan dari kubah adalah kubah layar(cangkang layar), yang, tidak seperti kubah, hanya bertumpu pada empat penyangga dan menutupi ruang berbentuk persegi (Gbr. 13.50, e).

Cangkang datar dengan kelengkungan Gaussian positif ganda (Gbr. 13.50, Dan) banyak digunakan dalam konstruksi bangunan publik dan industri modern. Cangkang ini juga termasuk cangkang transfer: brankas barel dan baki. Permukaannya dibentuk dengan menggerakkan (memindahkan) suatu kurva sepanjang kurva lain yang terletak pada bidang yang tegak lurus terhadap bidang kurva pertama (Gbr. 13.50, h, Dan).

Sekelompok khusus struktur lengkung diwakili oleh cangkang kelengkungan Gaussian negatif ganda dalam bentuk paraboloid hiperbolik, atau hypara(Gbr. 13.50, Ke). Permukaannya dibentuk oleh pergerakan parabola dengan cabang-cabangnya ke atas sepanjang parabola dengan cabang-cabangnya ke bawah, yaitu. parabola mempunyai tanda yang berbeda-beda. Kubah baki juga bisa berbentuk paraboloid hiperbolik. Paraboloid hiperbolik adalah salah satu permukaan bergaris dan dapat dibentuk dengan menggunakan elemen struktur bujursangkar. Dari bagian paraboloid yang disorot pada Gambar. 13.50, Ke , dapat diperoleh melalui berbagai kombinasi pandangan asli cangkang (Gbr. 13.50, aku ).

Kelengkungan penuh (atau Gaussian). permukaan KE disebut kebalikan dari produk jari-jari kurva pemandu dan generatrix permukaan, yaitu. .

Dalam kasus ketika kedua jari-jari memiliki tanda-tanda yang identik, yaitu. pusatnya berada di satu sisi permukaan, nilainya KE akan positif (Gbr. 13.51, A). Dalam kasus kedua (Gbr. 13.51, B) arti KE – negatif, karena jari-jarinya mempunyai tanda yang berbeda. Permukaan tersebut disebut permukaan dengan kelengkungan Gaussian negatif.

Beras. 13.51. Permukaan positif(A) dan negatif(B) lengkungan

Cangkang kelengkungan ganda adalah struktur pengatur jarak. Di sebagian besar jenis kubah cangkang, gaya dorong diarahkan ke luar. Di ginar dan brankas baki, itu diarahkan ke dalam. Artinya, untuk melihat pemuaian pada cangkang dengan kelengkungan positif dan silindris, perlu diatur pengencangan, seperti pada lengkungan. Sebaliknya, diafragma dapat digunakan pada ujung dan di dalam cangkang silinder yang panjang, atau cangkang ini dapat ditopang pada penyangga yang kuat, terkadang diperkuat dengan penopang.

Kemungkinan teknis untuk menggunakan batu dalam struktur kubah telah habis pada milenium pertama Masehi. pada saat menutupi bangunan Pantheon di Roma dengan kubah berdiameter 43,2 m, kubah tersebut bertumpu pada dinding cincin yang tebalnya 8 m untuk menyerap gaya dorong (Gbr. 13.52). Struktur kubah kuno lainnya yang tak tertandingi adalah kubah Gereja St. Sophia di Konstantinopel dengan diameter 31,5 m, Kubah ini bertumpu pada sistem empat layar bulat pada hanya empat penyangga (Gbr. 13.53). Berbeda dengan tembok besar di Pantheon, di Gereja St. Sophia, gaya dorong kubah disalurkan melalui lengkungan dan semi-kubah ke bentang yang berdekatan (nave), yang kekakuan spasialnya memungkinkan mereka menahan komponen horizontal bangunan. dorongan.

Beras. 13.52.

A - bentuk umum: B - irisan

Beras. 13.53.

A - bentuk umum; B - rencana; V – aksonometri struktur penahan beban; 1 – penyangga melengkung yang menyerap gaya dorong lapisan dalam arah melintang; 2 – berlayar; 3 - kubah; 4 – semi-kubah yang merasakan gaya dorong dalam arah memanjang

Pada abad ke-20 parameter geometris kubah dan cangkang telah berubah. Stabilitas struktur batu kubah mengharuskan lengan pengangkatnya berukuran sekitar setengah diameternya. Beton bertulang memungkinkan untuk mengurangi boom pengangkat menjadi 1/5–1/6 diameternya dan pada saat yang sama mencapai kubah berdinding tipis yang melebihi struktur biologis berdinding tipis. Jadi, rasio ketebalan terhadap diameter cangkang Istana Olahraga Olimpiade besar di Roma, yang dibangun pada tahun 1959 oleh insinyur-arsitek terkemuka Pietro Luigi Nervi, adalah 1/1525. Dalam telur ayam itu 1/100.

Penggunaan beton bertulang dan logam untuk kubah cangkang dengan kelengkungan Gaussian positif dan negatif memungkinkan untuk membuatnya sangat ringan dan menciptakan yang baru. bentuk arsitektur. Pada Gambar. 13.54 menunjukkan sebuah bangunan taman air di Voronezh, ditutupi cangkang berbentuk paraboloid hiperbolik. Cangkang beton bertulang pada denah persegi panjang berdiri di atas dua "kaki" - penyangga utama yang terletak di dua sudut yang berlawanan. Penopang merasakan gaya normal dari samping dan meneruskan reaksi vertikal ke tanah, dan komponen horizontal melalui penyangga ke pengikat yang terletak di dasar struktur. Persepsi beban asimetris disediakan oleh struktur logam dari jendela kaca patri. Dinding kaca memberikan kesan ringan dan orisinalitas pada bangunan.

Beras. 13.54.

Kerang gabungan sejak sepertiga terakhir abad ke-20. banyak digunakan untuk menutupi bangunan bentang panjang. Mereka digabungkan dari pecahan cangkang dengan atau yang sama tanda-tanda yang berbeda lengkungan. Kombinasi tersebut memungkinkan untuk mencapai parameter teknis yang menguntungkan (misalnya, mengurangi boom pengangkat) dan memperoleh ekspresi individu dari struktur arsitektur dengan berbagai bentuk rencana. Selain penutup aula, cangkang semacam itu juga efektif untuk digunakan dalam struktur teknik - menara, tank, dll.

Kelompok khusus struktur tata ruang adalah struktur terlipat (lipatan). Lipatan terdiri dari elemen datar atau melengkung berdinding tipis berbentuk segitiga, trapesium, atau bentuk penampang lainnya (Gbr. 13.55). Mereka memungkinkan untuk menutupi bentang yang besar (hingga 100 m), menggunakan material secara hemat dan sering kali menentukan ekspresi arsitektur dan artistik dari struktur. Lipatan, serta cangkang silinder dan cangkang dengan kelengkungan ganda, adalah struktur pengatur jarak. Oleh karena itu, di sepanjang ujung semua gelombang lipatan, atau pada satu atau beberapa gelombang, perlu dipasang diafragma pengaku atau sambungan batang horizontal yang bekerja dalam tegangan.

Beras. 13.55.

a, b – gigi gergaji prismatik dan trapesium; V – gigi gergaji pada bidang segitiga; G – tenda dengan bagian atas datar; D – lipatan modal; e – lipatan tenda dengan tepi lebih rendah; Dan – tenda multifaset; jam – j – kubah lipat multifaset; aku – kubah lipat multifaset; M – penutup prismatik terlipat prefabrikasi; N – lipatan prefabrikasi dari elemen datar

Struktur gantung sudah dikenal sejak pertengahan abad ke-19. Namun mereka mulai digunakan secara luas 100 tahun kemudian. Elemen penahan beban utama di dalamnya adalah tali fleksibel, rantai, kabel (kabel), yang hanya merasakan gaya tarik. Sistem gantung (Gbr. 13.56) bisa datar dan spasial. DI DALAM desain datar reaksi tumpuan kabel kerja paralel ditransmisikan ke tiang penopang, yang mampu menerima reaksi tumpuan vertikal dan gaya dorong, yang dalam hal ini bekerja pada arah yang berlawanan dengan gaya dorong pada cangkang cembung. Oleh karena itu, dalam beberapa kasus, tali pengikat digunakan untuk melihatnya (lihat Gambar 13.56, A), tertanam dengan aman di tanah menggunakan jangkar - elemen khusus yang dapat menahan gaya tarik. Kadang-kadang gaya dorong negatif dirasakan oleh bentuk struktur pendukungnya, seperti, misalnya, di gedung olah raga di Bremen (Jerman) (Gbr. 13.57). Di sini struktur pendukungnya dibuat dalam bentuk dudukan yang menyeimbangkan gaya dorong tersebut.

Beras. 13.56. :

A - datar: B – kelengkungan ganda spasial: V – spasial horisontal

Beras. 13.57.

Struktur penutup ditangguhkan dari struktur utama menggunakan kabel yang diregangkan. Struktur penutup juga dapat dibuat dari beton bertulang monolitik atau pelat beton bertulang prefabrikasi, yang juga berperan sebagai elemen pemuatan yang mencegah pembengkokan balik lapisan tersebut selama “hisap” angin, yaitu. beban angin diarahkan dari bawah ke atas. Untuk memastikan kekekalan geometris struktur tersebut, gunakan berbagai cara stabilisasi mereka. Di atas sistem datar sering menggunakan pratekan dengan memberi beban tambahan di atas pelat. Setelah melepaskan beban, kabel-kabel tersebut, mencoba memendekkannya ke panjang aslinya, menekan lapisan beton bertulang monolitik, mengubahnya menjadi cangkang kaku cekung yang menggantung. Drainase dari atap pada struktur seperti itu dilakukan dengan mengatur ketegangan kabel atap (lebih kuat di tengah bangunan, lebih lemah di ujungnya).

Struktur gantung spasial(Gbr. 13.58) terdiri dari kontur pendukung dan sistem kabel yang membentuk permukaan tempat struktur penutup dapat diletakkan. Kontur penyangga (beton atau baja bertulang) menyerap gaya dorong dari sistem kabel. Beban vertikal dipindahkan ke tiang yang menopang kontur penyangga atau ke struktur lain. Untuk menstabilkan struktur gantung spasial, dua sistem kabel sering digunakan - berfungsi dan menstabilkan (desain dua sabuk). Kabel dari kedua sistem disusun berpasangan dalam bidang yang tegak lurus terhadap permukaan lapisan dan dihubungkan satu sama lain melalui penjarak kaku yang menciptakan tegangan awal pada kabel. Struktur penutup lapisan tidak berpartisipasi dalam operasi statis sistem tersebut dan dapat diatur di sepanjang kabel penahan beban (kendur) atau kabel penstabil (cembung) (Gbr. 13.59).

Beras. 13.58.

A – liputan arena di AS; B – meliput panggung menyanyi di Tallinn; V – jaring pratekan kabel dengan kabel penarik; G - jaring multi-tiang yang menutupi paviliun pameran Jerman pada Pameran Dunia 1967 di Montreal; D – denahnya dengan garis horizontal; 1 – kabel penahan beban; 2 – kabel penstabil pratekan; 3 – dua lengkungan miring yang berpotongan - kontur pendukung; 4 – orang-orang digunakan sebagai kerangka pagar; 5 – lengkungan miring depan; 6 – lengkungan penyangga belakang yang ditopang di dinding; 7 – mendukung; 8 – berdiri; 9 – yayasan; 10 – pondasi untuk dinding; 11 – tali penarik; 12 – garis pria; 13 – jangkar; 14 – tiang untuk penyangga atas kabel penarik; 15 – cakupan horisontal

Beras. 13.59.

A - dua jalur pada rencana bundar di atas penonton (AS); B – sama, di atas Istana Olahraga Yubileiny di St. Petersburg; 1 – kabel penahan beban; 2 – menstabilkan selubung; 3 – pengatur jarak; 4 – drum tengah dengan lentera; 5 – kontur pendukung; 6 – rak; 7 – berdiri; 8 – garis pria; 9, 10 – sambungan pengaku cincin; 11 – platform gantung untuk peralatan

Cangkang membran adalah yang paling efektif di antara struktur gantung, karena menggabungkan fungsi penahan beban dan penutup. Mereka terdiri dari lembaran logam tipis yang dilekatkan pada kontur. Menggunakan baja dengan ketebalan hanya 2–5 mm sebagai material, dapat menutupi bentang lebih dari 300 m.Membran bekerja terutama dalam tegangan dua arah. Dengan demikian, bahaya hilangnya stabilitas dapat dihilangkan. Gaya-gaya dari struktur bentang dirasakan oleh lingkaran penyangga tertutup, yang bekerja sama dengan membran, yang dalam banyak kasus menjamin stabilitasnya. Bentang maksimum (224 x 183 m) ditutupi dengan membran logam yang menutupi Istana Olahraga Olimpiade di Moskow. Pada Gambar. 13.60 menunjukkan gambaran umum dan proses pemasangan cangkang membran di atas skating center di Kolomna.

Beras. 13.60.

A - tata letak arsitektur kompleks; B - pasokan panel membran yang digulung, penggulungannya ke elemen lapisan sementara

Penutup tenda digunakan sebagai bangunan sementara dengan bentang besar - tenda sirkus, gudang, paviliun olahraga dan pameran. Tergantung pada jenis bahan lunaknya, struktur tersebut juga dapat digunakan untuk struktur kritis. Contohnya adalah fasilitas Olimpiade di Munich (Jerman), yang dibangun untuk Olimpiade tahun 1972, namun telah digunakan dengan sangat baik selama 40 tahun. Bahan pelapisnya adalah kaca organik fleksibel tembus cahaya khusus - kaca plexiglass-215. Ini adalah bahan pratekan penampilan tidak ada bedanya dengan kaca organik biasa.

Struktur pneumatik mulai dari paruh kedua abad ke-20. banyak digunakan untuk bangunan sementara yang memerlukan pemasangan dan pembongkaran cepat (gudang sementara, paviliun pameran). Dalam beberapa tahun terakhir, struktur seperti itu mulai digunakan untuk pembangunan massal pusat kebugaran. Struktur seperti itu juga digunakan untuk bekisting dalam konstruksi cangkang beton bertulang monolitik. Strukturnya terbuat dari kain karet kedap udara, film sintetis atau bahan lembut dan kedap udara lainnya. Struktur tersebut menempati posisi desainnya karena tekanan berlebih dari udara yang mengisinya. Membedakan didukung udara Dan bingkai pneumatik struktur (Gbr. 13.61).

Beras. 13.61.

a, b – didukung udara; V – lensa pneumatik; G – bagian dari desain berlapis; d, f – rangka penutup berkubah pneumatik; Dan – kubah melengkung pneumatik; 1 – cangkang kedap udara; 2 – jendela jendela terbuat dari kaca organik; 3 – jangkar pembuka botol untuk diikat ke tanah; 4 - Gerbang; 5 – jahitan tebal; 6 – sabuk penyangga lensa baja; 7 – peregangan untuk memberikan stabilitas memanjang dan dukungan untuk tenda penutup

Posisi desain struktur pendukung udara dipastikan dengan sedikit kelebihan tekanan (0,002–0,01 atm), yang tidak dirasakan oleh orang di dalam ruangan. Untuk menjaga tekanan berlebih, pintu masuk ke ruangan dilakukan melalui kunci udara khusus dengan pintu kedap udara. Sistem peralatan teknik mencakup kipas yang, jika perlu, memompa udara ke dalam ruangan. Rentang umumnya adalah 18–24 m, namun ada proyek di Kanada yang mencakup seluruh kota di Arktik dengan cangkang yang didukung udara dengan rentang hingga 5 km atau lebih. Rangka pneumatik (sistem pembawa udara) terbuat dari silinder panjang dan sempit yang menghasilkan tekanan berlebih (0,3–1,0 atm). Bentuk struktur rangka seperti itu melengkung. Lengkungan dipasang berdekatan satu sama lain, membentuk lengkungan kontinu, atau berjauhan. Ketinggian lengkungan adalah 3–4 m, bentangnya 12–18 m.

Rekayasa modern dan teknologi konstruksi memungkinkan Anda membangun yang unik struktur bentang panjang dan struktur spasial yang memiliki jarak antara penyangga beban lebih dari 40 meter, menjadikannya andal dan fungsional. Paling sering ini adalah bengkel pembuatan mesin pabrik dan pembuatan kapal, hanggar, tempat parkir, stadion, gedung stasiun, teater dan galeri.

Struktur logam bentang panjang memiliki elastisitas dan memungkinkan Anda berkreasi berbagai jenis koneksi untuk membangun bentuk geometris ekspresif dan solusi arsitektur dengan kompleksitas apa pun. Selain itu, mereka mengandung banyak konsentrator stres. Distribusi beban penahan beban tinggi yang benar dan seragam antara elemen struktur adalah penting, karena di bawah pengaruh gravitasi alami struktur dan goyangan faktor eksternal Kerusakan berbahaya mungkin terjadi.

Struktur yang didasarkan pada balok bentang panjang mempunyai risiko khusus mengalami deformasi dan retakan selama konstruksi dan selama pengoperasian, yang selanjutnya menyebabkan kehancuran. Oleh karena itu, mereka memerlukan pemantauan dan pemantauan kondisi mereka secara real-time secara konstan untuk memastikan kondisi keselamatan.

Alasan umum yang menyebabkan masalah pada bangunan bentang panjang:

• survei geofisika dan geodetik yang dilakukan dengan buruk, penggantian perhitungan eksperimental dengan pemodelan;
• kesalahan desain, kesalahan perhitungan dalam menentukan beban dan letak pusat geometri, perpindahan sumbu, pelanggaran prinsip kelurusan atau kekakuan elemen;
• pelanggaran teknologi manufaktur atau aturan pemasangan struktur, sambungan simpul yang salah, penggunaan yang tidak sesuai bahan bangunan(misalnya, memilih jenis baja yang tidak sesuai untuk kondisi tertentu);
• proses sedimen yang tidak merata mempengaruhi stabilitas dan integritas pondasi, elemen pendukung, kubah dan langit-langit;
• pengoperasian yang tidak tepat, beban abnormal dan dampak darurat;
• keausan sementara;
• pengaruh faktor alam yang merugikan (tekanan angin, perpindahan lapisan tanah dan pergerakan air tanah, proses seismik, kondisi suhu dan kelembaban di mana terjadi karat pada elemen struktur logam, kerusakan beton, dll.);
• getaran yang diciptakan oleh lalu lintas dan pekerjaan konstruksi di dekatnya.

Akibat pengaruh faktor-faktor dan sebab-sebab tersebut, terjadi deformasi tumpuan utama dan hilangnya kemampuan menahan beban, defleksi dan perpindahan balok bentang, serta kerusakan progresif. Hal ini menimbulkan bahaya bagi kehidupan manusia dan menimbulkan kerugian ekonomi yang terkait dengan kebutuhan untuk mengganti kerusakan akibat kecelakaan dan melakukan perbaikan.

Pemantauan kondisi objek

Pemantauan bangunan dan struktur bentang panjang memungkinkan Anda melacak keausan fisik, mengurangi kapasitas menahan beban struktur teknik, mengidentifikasi perubahan yang tidak menguntungkan, munculnya cacat dan kerusakan, mendeteksi kondisi tegangan-regangan yang berbahaya, dan mengontrol kelebihannya. nilai maksimum yang ditentukan oleh proyek, dan pemberitahuan tepat waktu tentang kelebihan koefisien keandalan yang ditetapkan dan nilai maksimum yang diizinkan.besarnya penyimpangan dari parameter yang diamati.

Pemantauan dilakukan dengan menggunakan alat ukur khusus yang berpresisi tinggi, perangkat kontrol, perekam parameter penting dan indikator keandalan yang menangkap getaran elektromagnetik dan ultrasonik, sensor dan penanda geodetik, konsol pengiriman terkomputerisasi, peralatan otomatis Dan sistem persinyalan peringatan.
Bangunan bentang panjang dilengkapi dengan sistem pemantauan dan pengendalian teknik, yang secara informasi terhubung dengan layanan tugas dan pengiriman Kementerian Situasi Darurat. Sistem seperti ini memungkinkan pengumpulan data secara bersamaan dari banyak pemancar dan berdasarkan parameter yang berbeda. Informasi ini mengalir ke dalam satu pusat, diintegrasikan, dianalisis menggunakan algoritma tertentu, dan pada akhirnya menghasilkan hasil skematis dan disajikan secara visual yang menunjukkan keadaan struktur yang diteliti.

Berdasarkan hal ini, spesialis pemantauan dapat menarik kesimpulan, prakiraan dan laporan dengan diagnosa objek yang masuk akal, rekomendasi dan program tindakan yang efektif untuk menghilangkan cacat yang ada dan faktor-faktor yang mengganggu stabilitas, meminimalkan risiko dan ancaman terjadinya. Situasi darurat, penghindaran dan pencegahan kerusakan. Jika terjadi keadaan darurat dan situasi darurat, layanan penyelamatan segera diberitahu tentang hal tersebut.

Spesialis dalam bidang teknik dan pemantauan konstruksi

Perusahaan SMIS Expert berkembang solusi sistem untuk melakukan penilaian kerentanan dan mendiagnosis masalah pada struktur jangka panjang, memantau dukungan untuk konstruksi dan pengoperasian bangunan untuk berbagai tujuan. Kami memiliki pengalaman luas dan spesialis berkualifikasi tinggi. Kami menggunakan pengetahuan ilmiah modern dan teknologi inovatif. Kami menyediakan pemantauan dan penelitian geodetik profesional terhadap semua jenis objek untuk menentukan tingkat keandalan, keamanan, dan daya tahannya. Kami menjual alat dan instrumen ukur presisi tinggi.

Ketentuan umum

Bangunan bentang panjang adalah bangunan yang jarak antara penyangga (struktur penahan beban) penutupnya lebih dari 40 m.

Bangunan-bangunan tersebut meliputi:

− bengkel pabrik teknik berat;

− bengkel perakitan pembuatan kapal, pabrik pembuatan mesin, hanggar, dll.;

− teater, ruang pameran, stadion dalam ruangan, stasiun kereta api, tempat parkir tertutup dan garasi.

1. Ciri-ciri bangunan bentang panjang:

a) dimensi bangunan yang besar dalam denahnya, melebihi radius kerja derek pemasangan;

b) metode khusus untuk memasang elemen pelapis;

c) keberadaan, dalam beberapa kasus, bagian-bagian besar dan struktur bangunan, yang lainnya, tribun stadion dalam ruangan, fondasi untuk peralatan, peralatan besar, dll.

2. Metode mendirikan bangunan bentang panjang

Metode berikut digunakan:

a) terbuka;

b) tertutup;

c) digabungkan.

2.1. Metode terbuka adalah pertama-tama didirikan seluruh struktur bangunan yang terletak di bawah atap, yaitu:

− rak (struktur tunggal atau bertingkat di bawah penutup bangunan industri untuk peralatan teknologi, kantor, dll.);

− bangunan untuk menampung penonton (di teater, sirkus, stadion dalam ruangan, dll.);

− pondasi untuk peralatan;

− terkadang peralatan teknologi yang rumit.

Kemudian penutupnya disusun.

2.2. Metode tertutup terdiri dari pelepasan penutup terlebih dahulu, dan kemudian pendirian semua struktur di bawahnya (Gbr. 18).

Beras. 18. Skema pembangunan gym (penampang):

1 – elemen penahan beban vertikal; 2 – lapisan membran; 3 – bangunan built-in dengan stand; 4 – derek jib bergerak

2.3. Metode gabungan terdiri dari pertama-tama melakukan semua struktur yang terletak di bawah penutup di bagian terpisah (pegangan), dan kemudian membuat penutup (Gbr. 19).

Beras. 19. Fragmen rencana pembangunan:

1 – penutup bangunan terpasang; 2 – rak; 3 – pondasi untuk peralatan; 4 – jalur derek; 5 – menara derek

Penggunaan metode konstruksi bangunan bentang besar bergantung pada faktor utama berikut:

− tentang kemungkinan penempatan derek pengangkat beban pada denah sehubungan dengan bangunan yang sedang dibangun (di luar gedung atau di dalam denah);

− tentang ketersediaan dan kemungkinan penggunaan balok derek (overhead crane) untuk konstruksi bagian internal struktur bangunan;

− tentang kemungkinan pemasangan pelapis jika ada bagian bangunan yang telah selesai dan struktur yang terletak di bawah pelapis.

Saat membangun bangunan bentang panjang, kesulitan khusus adalah pemasangan penutup (kerang, lengkung, kubah, cable-stayed, membran).

Teknologi konstruksi elemen struktur yang tersisa biasanya tidak menimbulkan kesulitan. Pekerjaan pemasangannya dibahas dalam mata kuliah “Teknologi Proses Konstruksi”.

Hal ini dipertimbangkan dalam kursus TSP dan tidak akan dipertimbangkan dalam kursus TVZ dan C serta teknologi penutup sinar.

3.1.3.1. TVZ berbentuk cangkang

Dalam beberapa tahun terakhir, ini telah dikembangkan dan diterapkan sejumlah besar spasial berdinding tipis struktur beton bertulang penutup berupa cangkang, lipatan, tenda, dan lain-lain. Efektivitas struktur tersebut disebabkan oleh konsumsi bahan yang lebih ekonomis, bobot yang lebih ringan, dan kualitas arsitektur baru. Pengalaman pertama dalam mengoperasikan struktur semacam itu memungkinkan kami menemukan dua keunggulan utama perkerasan beton bertulang berdinding tipis spasial:

− efektivitas biaya akibat penggunaan sifat beton dan baja yang lebih lengkap dibandingkan dengan sistem planar;

− kemungkinan penggunaan beton bertulang secara rasional untuk menutupi area yang luas tanpa dukungan perantara.

Cangkang beton bertulang, menurut metode konstruksinya, dibagi menjadi monolitik, perakitan-monolitik, dan prefabrikasi. Kerang monolitik seluruhnya dibeton di lokasi konstruksi pada bekisting stasioner atau bergerak. Monolitik prefabrikasi cangkang dapat terdiri dari elemen kontur prefabrikasi dan cangkang monolitik, dibeton pada bekisting yang dapat digerakkan, paling sering digantung pada diafragma terpasang atau elemen samping. Kerang prefabrikasi dirakit dari elemen-elemen pra-fabrikasi yang terpisah, yang, setelah dipasang pada tempatnya, disatukan; Selain itu, sambungan harus memastikan transfer gaya yang andal dari satu elemen ke elemen lainnya dan pengoperasian struktur prefabrikasi sebagai satu sistem spasial.

Kerang prefabrikasi dapat dibagi menjadi elemen-elemen berikut: pelat datar dan melengkung (halus atau bergaris); diafragma dan elemen samping.

Diafragma dan elemen samping dapat berupa beton bertulang atau baja. Perlu dicatat bahwa pilihan solusi desain untuk cangkang berkaitan erat dengan metode konstruksi.

Cangkang ganda(Gaussian positif) lengkungan, denah berbentuk bujur sangkar, dibentuk dari beton bertulang prefabrikasi berusuk kerang Dan gulungan kontur. Bentuk geometris cangkang dengan kelengkungan ganda menciptakan kondisi yang menguntungkan untuk kerja statis, karena 80% area cangkang hanya bekerja dalam kompresi dan hanya di zona sudut terdapat gaya tarik. Cangkang cangkangnya berbentuk polihedron dengan tepi berbentuk berlian. Karena pelatnya datar dan persegi, tepian berbentuk berlian diperoleh dengan menutup jahitan di antara keduanya. Pelat standar rata-rata dicetak dengan dimensi 2970x2970 mm, tebal 25, 30 dan 40 mm, dengan tinggi rusuk diagonal 200 mm, dan tinggi rusuk samping 80 mm. Pelat kontur dan sudut mempunyai rusuk diagonal dan rusuk samping yang sama tingginya dengan rusuk tengah, dan rusuk samping yang berdekatan dengan tepi cangkang mempunyai penebalan dan alur untuk keluarnya tulangan rangka kontur. Sambungan pelat satu sama lain dilakukan dengan mengelas pelepas rangka dari rusuk diagonal dan menyemen jahitan di antara pelat. Potongan segitiga tertinggal di pelat sudut, yang ditutup dengan beton.

Elemen kontur cangkang dibuat dalam bentuk rangka padat atau rangka setengah diagonal pratekan, yang sambungannya pada tali bagian atas dibuat dengan mengelas lapisan atas, dan pada bagian bawah - dengan mengelas outlet tulangan batang dengan miliknya. pelapisan beton selanjutnya. Dianjurkan untuk menggunakan cangkang untuk menutupi area yang luas tanpa penyangga perantara. Cangkang beton bertulang, yang dapat diberikan hampir semua bentuk, dapat memperkaya solusi arsitektur baik untuk publik maupun publik bangunan industri.

Beras. 20. Skema geometris cangkang:

A– pemotongan dengan bidang sejajar dengan kontur; B– pemotongan melingkar radial; V– dipotong berbentuk berlian lempengan datar

Pada Gambar. Gambar 21 menunjukkan skema geometris untuk menutupi bangunan dengan kisi-kisi kolom persegi panjang dengan cangkang yang terbuat dari panel silinder.

Tergantung pada jenis cangkang, ukuran elemennya, serta dimensi cangkang dalam denah, pemasangan dilakukan berbagai metode, berbeda terutama dalam ada atau tidaknya perancah.

Beras. 21. Pilihan untuk pembentukan cangkang silinder prefabrikasi:

A– dari panel berusuk melengkung dengan elemen samping; B– sama dengan satu elemen samping; V– dari pelat berusuk datar atau halus, balok samping dan diafragma; G– dari panel melengkung ukuran besar, balok samping dan diafragma; D– dari lengkungan atau rangka dan panel berkubah atau berusuk datar (cangkang pendek)

Mari kita perhatikan contoh konstruksi bangunan dua bentang dengan penutup delapan cangkang persegi dengan kelengkungan Gaussian positif ganda. Dimensi elemen struktur pelapis ditunjukkan pada Gambar. 22, A. Bangunan ini memiliki dua bentang yang masing-masing berisi empat sel berukuran 36 × 36 m (Gbr. 22, B).

Konsumsi logam yang signifikan untuk menopang perancah selama pemasangan cangkang kelengkungan ganda mengurangi efisiensi penggunaan struktur progresif ini. Oleh karena itu, untuk konstruksi cangkang hingga ukuran 36 × 36 m, digunakan konduktor teleskopik bergulir dengan lingkaran jaring (Gbr. 22, V).

Bangunan yang dimaksud merupakan suatu benda homogen. Pemasangan cangkang pelapis meliputi proses sebagai berikut: 1) pemasangan (penataan ulang) konduktor; 2) pemasangan rangka dan panel kontur (pemasangan, peletakan, penyelarasan, pengelasan bagian yang tertanam); 3) monolitisasi cangkang (pengisian jahitan).

Beras. 22. Konstruksi bangunan yang dilapisi cangkang prefabrikasi:

A– desain cangkang pelapis; B– diagram pembagian bangunan menjadi beberapa bagian; V– diagram operasi konduktor; G– urutan pemasangan elemen penutup untuk satu area; D– urutan konstruksi penutup pada bagian-bagian bangunan; I–II – jumlah bentang; 1 – rangka cangkang kontur, terdiri dari dua setengah rangka; 2 – pelat penutup berukuran 3×3 m; 3 – kolom bangunan; 4 – menara konduktor teleskopik; 5 – lingkaran konduktor jala; 6 – penyangga berengsel konduktor untuk pengikatan sementara elemen rangka kontur; 7 – 17 – urutan pemasangan rangka kontur dan pelat penutup.

Karena saat memasang pelapis, konduktor bergulir digunakan, yang dipindahkan hanya setelah mortar dan beton mengeras, satu sel bentang diambil sebagai bagian pemasangan (Gbr. 22, B).

Pemasangan panel cangkang dimulai dari bagian luar, bertumpu pada konduktor dan rangka kontur, kemudian dipasang panel cangkang yang tersisa (Gbr. 22, G, D).

3.1.3.2. Teknologi konstruksi bangunan atap kubah

Tergantung pada solusi desain, pemasangan kubah dilakukan dengan menggunakan penyangga sementara, metode berengsel atau seluruhnya.

Kubah bulat didirikan dalam tingkatan cincin dari prefabrikasi panel beton bertulang secara terpasang. Setiap tingkatan cincin, setelah perakitan lengkap, memiliki stabilitas statis dan kapasitas menahan beban dan berfungsi sebagai dasar untuk tingkat di atasnya. Kubah beton bertulang prefabrikasi untuk pasar dalam ruangan dipasang dengan cara ini.

Panel diangkat oleh tower crane yang terletak di tengah bangunan. Pengikatan sementara panel setiap tingkat dilakukan menggunakan perangkat inventaris (Gbr. 23, B) berupa stand dengan cowok dan turnbuckle. Jumlah perangkat tersebut tergantung pada jumlah panel di ring setiap tingkat.

Pekerjaan dilakukan dari perancah inventaris (Gbr. 23, V), disusun di luar kubah dan dipindahkan selama pemasangan. Panel yang berdekatan dihubungkan satu sama lain dengan baut. Jahitan antar panel ditutup dengan mortar semen, yang pertama kali diletakkan di sepanjang tepi jahitan dan kemudian dipompa ke dalam rongga bagian dalamnya menggunakan pompa mortar. Sabuk beton bertulang ditempatkan di sepanjang tepi atas panel cincin rakitan. Setelah mortar lapisan dan beton sabuk memperoleh kekuatan yang diperlukan, rak dengan penahan dilepas, dan siklus pemasangan diulangi pada tingkat berikutnya.

Kubah prefabrikasi juga dipasang secara berengsel dengan perakitan berurutan sabuk cincin menggunakan templat rangka logam yang dapat digerakkan dan rak dengan gantungan untuk menahan pelat prefabrikasi (Gbr. 23, G). Metode ini digunakan saat memasang kubah sirkus beton bertulang prefabrikasi.

Untuk memasang kubah, dipasang tower crane di tengah bangunan. Rangka templat bergerak dipasang di menara derek dan jalur lingkar yang terletak di sepanjang cornice beton bertulang bangunan. Untuk memastikan kekakuan yang lebih besar, menara derek diperkuat dengan empat penyangga. Jika jangkauan boom dan kapasitas angkat satu derek tidak mencukupi, derek kedua dipasang di jalur lingkar dekat gedung.

Panel kubah prefabrikasi dipasang dengan urutan sebagai berikut. Setiap panel, dalam posisi miring sesuai dengan posisi desainnya pada lapisan, diangkat oleh tower crane dan dipasang dengan sudut bawah pada lapisan las rakitan yang miring, dan dengan sudut atas pada sekrup pemasangan rangka templat. .

Beras. 23. Konstruksi bangunan dengan penutup berbentuk kubah:

A– desain kubah; B– diagram pengikatan sementara panel kubah; V– diagram pengikatan perancah untuk konstruksi kubah; G– diagram pemasangan kubah menggunakan rangka templat seluler; 1 – cincin penyangga bawah; 2 – panel; 3 – cincin penyangga atas; 4 – rak perangkat inventaris; 5 – pria; 6 – gesper putar; 7 – panel terpasang; 8 – panel terpasang; 9 – penyangga berlubang untuk mengubah kemiringan braket perancah; 10 – rak untuk pagar; 11 – palang braket; 12 – mata untuk memasang braket ke panel; 13 – rak pemasangan; 14 – penyangga penyangga; 15 – gantungan untuk memegang lempengan; 16 – rangka templat; 17 – penyangga derek; 18 – truk panel

Selanjutnya, tepi atas bagian yang tertanam di sudut atas panel disejajarkan, setelah itu sling dilepas, panel dipasang dengan gantungan ke tiang pemasangan, dan gantungan dikencangkan menggunakan turnbuckle. Sekrup set rangka templat kemudian diturunkan 100 - 150 mm dan rangka templat dipindahkan ke posisi baru untuk pemasangan panel yang berdekatan. Setelah memasang semua panel sabuk dan mengelas sambungan, sambungan ditutup dengan beton.

Sabuk kubah berikutnya dipasang setelah sambungan beton dari sabuk di bawahnya memperoleh kekuatan yang diperlukan. Setelah pemasangan sabuk atas selesai, lepaskan liontin dari panel sabuk di bawahnya.

Dalam pembangunannya juga menggunakan metode pengangkatan lantai beton dengan diameter 62 m seluruhnya dengan menggunakan sistem dongkrak yang dipasang pada kolom.

3.1.3.3. Teknologi konstruksi bangunan dengan atap cable-stayed

Proses yang paling penting dalam konstruksi bangunan tersebut adalah pemasangan penutup. Komposisi dan urutan pemasangan penutup cable-stayed tergantung pada desain strukturalnya. Terkemuka dan terbanyak proses yang kompleks ini melibatkan pemasangan jaringan cable-stayed.

Struktur atap gantung dengan sistem kabel terdiri dari kontur penyangga beton bertulang monolitik; dipasang pada kontur pendukung jaringan cable-stayed; pelat beton bertulang prefabrikasi yang diletakkan pada jaringan cable-stayed.

Setelah tegangan desain jaringan penahan kabel dan pemasangan sambungan antara pelat dan kabel, cangkang berfungsi sebagai struktur monolitik tunggal.

Jaringan kabel terdiri dari sistem kabel memanjang dan melintang yang terletak di sepanjang arah utama permukaan selubung dengan tegak lurus satu sama lain. Pada kontur penyangga, kabel diamankan menggunakan jangkar yang terdiri dari selongsong dan irisan, dengan bantuan ujung setiap kabel dikerutkan.

Jaringan shell cable-stayed dipasang dengan urutan berikut. Setiap kabel dipasang di tempatnya menggunakan crane dalam dua langkah. Pertama, dengan bantuan derek, salah satu ujungnya, dikeluarkan dari drum dengan lintasan, diumpankan ke lokasi pemasangan. Jangkar kabel ditarik melalui bagian yang tertanam pada kontur penyangga, kemudian sisa kabel pada drum diamankan dan digulung. Setelah itu, dua derek digunakan untuk mengangkat kabel setinggi kontur penyangga, sekaligus menarik jangkar kedua ke kontur penyangga dengan winch (Gbr. 24, A). Jangkar ditarik melalui bagian yang tertanam pada kontur penyangga dan diamankan dengan mur dan mesin cuci. Kabel diangkat bersama dengan gantungan khusus dan beban kontrol untuk penyelarasan geodesi selanjutnya.

Beras. 24. Konstruksi bangunan dengan atap cable-stayed:

A– diagram pengangkatan kabel kerja; B– diagram tegangan kabel simetris yang saling tegak lurus; V– diagram penyelarasan kabel memanjang; G– rincian pengikatan akhir kabel; 1 – derek listrik; 2 – pria; 3 – kontur penyangga beton bertulang monolitik; 4 – kabel terangkat; 5 – melintasi; 6 – tingkat

Setelah pemasangan kabel memanjang selesai dan dilakukan pratarik dengan gaya 29.420 - 49.033 kN (3 - 5 tf), posisinya dilakukan verifikasi geodesi dengan menentukan koordinat titik-titik jaringan kabel. Tabel dibuat terlebih dahulu di mana, untuk setiap kabel, jarak titik pemasangan beban kendali pada selongsong jangkar dari titik acuan ditunjukkan. Pada titik ini, anak timbangan uji seberat 500 kg digantungkan pada seutas kawat. Panjang liontin berbeda-beda dan dihitung terlebih dahulu.

Ketika kabel yang berfungsi melorot dengan benar, bobot kendali (risiko pada kabel tersebut) harus berada pada tanda yang sama.

Setelah mengatur posisi kabel memanjang, dipasang kabel melintang. Tempat perpotongannya dengan kabel yang berfungsi diamankan dengan kompresi konstan. Pada saat yang sama, kabel penahan sementara dipasang untuk mengamankan posisi titik persimpangan cable-stay. Kemudian permukaan jaringan kabel diperiksa kembali kesesuaiannya dengan desain. Jaringan cable-stayed kemudian dikencangkan dalam tiga tahap menggunakan dongkrak hidrolik seberat 100 ton dan lintasan yang dipasang pada jangkar selongsong.

Urutan tegangan ditentukan dari kondisi tegangan kabel-kabel dalam kelompok, tegangan simultan kelompok-kelompok dalam arah tegak lurus, dan simetri tegangan kelompok-kelompok relatif terhadap sumbu bangunan.

Di akhir ketegangan tahap kedua, yaitu. Ketika kekuatan yang ditentukan oleh proyek tercapai, elemen prefabrikasi diletakkan pada jaringan cable-stayed pelat beton bertulang dalam arah dari tanda bawah ke tanda atas. Dalam hal ini, bekisting dipasang pada pelat sebelum diangkat untuk menutup lapisannya.

3.1.3.4. Teknologi konstruksi bangunan dengan pelapis membran

KE gantung logam pelapis mencakup membran lembaran tipis yang menggabungkan fungsi penahan beban dan penutup.

Keuntungan dari pelapis membran adalah kemampuan manufaktur dan pemasangannya yang tinggi, serta sifat operasi pelapisan dalam tegangan biaksial, yang memungkinkan untuk menutupi bentang 200 meter dengan membran baja yang tebalnya hanya 2 mm.

Elemen tarik gantung biasanya dipasang pada struktur pendukung yang kaku, yang dapat berbentuk kontur tertutup (cincin, oval, persegi panjang) yang bertumpu pada kolom.

Mari kita pertimbangkan teknologi pemasangan pelapis membran menggunakan contoh pelapisan kompleks olahraga Olimpiysky di Moskow.

Kompleks olahraga Olimpiade dirancang sebagai struktur spasial berbentuk elips 183x224 m. Di sepanjang kontur luar elips, dengan tinggi 20 m, terdapat 32 kolom kisi baja, dihubungkan secara kaku ke cincin penyangga luar (bagian 5×1,75 m). Penutup membran digantung pada cincin luar - cangkang dengan kemiringan 12 m Penutup tersebut memiliki 64 rangka penstabil, tinggi 2,5 m, terletak secara radial dengan langkah sepanjang kontur luar 10 m, dihubungkan oleh elemen cincin - balok penopang. Kelopak membran diikat satu sama lain dan ke elemen radial “tempat tidur” dengan baut berkekuatan tinggi. Pada bagian tengah membran ditutup dengan cincin logam bagian dalam berbentuk elips berukuran 24x30 m, penutup membran dipasang pada cincin luar dan dalam dengan baut dan pengelasan berkekuatan tinggi.

Pemasangan elemen penutup membran dilakukan pada blok spasial besar dengan menggunakan tower crane BK-1000 dan dua balok pemasangan (dengan kapasitas angkat 50 ton), bergerak sepanjang ring penyangga luar. Sepanjang sumbu panjang, dua balok dirangkai secara bersamaan pada dua dudukan.

Ke-64 rangka pelapis penstabil digabungkan berpasangan menjadi 32 blok dengan sembilan ukuran standar. Salah satu blok tersebut terdiri dari dua rangka penstabil radial, balok penopang di sepanjang tali busur atas dan bawah, sambungan vertikal dan horizontal. Saluran pipa untuk sistem ventilasi dan pendingin udara dipasang di unit. Massa blok rangka penstabil yang dirakit mencapai 43 ton.

Balok penutup diangkat menggunakan balok penyebar, yang menyerap gaya dorong dari rangka penstabil (Gbr. 25).

Sebelum mengangkat balok rangka, mereka memberikan tekanan awal pada tali bagian atas setiap rangka dengan gaya sekitar 1300 kN (210 MPa) dan mengencangkannya dengan gaya ini ke cincin penyangga lapisan.

Pemasangan balok pratekan dilakukan secara bertahap dengan memasang beberapa balok secara simetris sepanjang jari-jari diameter yang sama. Setelah pemasangan delapan balok yang dipasang secara simetris bersama dengan spacer lintasan, balok-balok tersebut dibuka secara bersamaan dengan transmisi gaya dorong secara merata ke cincin luar dan dalam.

Balok rangka penstabil diangkat menggunakan crane BK-1000 dan pemasang kurang lebih 1 m di atas lingkar luar. Kemudian chevre dipindahkan ke lokasi pemasangan blok ini. Blok tersebut dilepas hanya setelah terpasang sepenuhnya pada cincin bagian dalam dan luar seperti yang dirancang.

Cangkang membran seberat 1.569 ton terdiri dari 64 kelopak sektor. Kelopak membran dipasang setelah pemasangan sistem stabilisasi selesai dan diamankan dengan baut berkekuatan tinggi dengan diameter 24 mm.

Panel membran sampai di lokasi pemasangan dalam bentuk gulungan. Rak penggulung terletak di lokasi pemasangan rangka penstabil.

Beras. 25. Skema pemasangan pelapis dengan balok yang diperbesar:

A- rencana; B- sayatan; 1 – pemasang chevre; 2 – singkatan dari perakitan balok yang lebih besar; 3 – pengatur jarak melintang untuk mengangkat balok dan memberi tekanan pada tali pengikat atas rangka menggunakan perangkat tuas (5); 4 – blok yang diperbesar; 6 – instalasi derek BK – 1000; 7 – cincin dukungan pusat; 8 – dukungan sementara pusat; I – V – urutan pemasangan balok dan pembongkaran traverse struts

Pemasangan kelopak bunga dilakukan secara berurutan dengan pemasangan rangka penstabil. Ketegangan kelopak membran dilakukan dengan dua buah dongkrak hidrolik dengan gaya masing-masing 250 kN.

Sejalan dengan peletakan dan pengencangan kelopak membran, lubang dibor dan baut berkekuatan tinggi dipasang (97 ribu lubang dengan diameter 27 mm). Setelah perakitan dan desain pengikatan semua elemen pelapis, lapisan itu dilepas, mis. pelepasan dukungan pusat dan kelancaran pengoperasian seluruh struktur tata ruang.

Solusi struktural untuk penutup logam bangunan bentang panjang dapat berupa balok, lengkungan, spasial, byte tersuspensi, membran, dll. Mengingat bahwa dalam struktur seperti itu beban utama adalah beratnya sendiri, maka harus diupayakan untuk menguranginya, yang dicapai dengan menggunakan baja peningkatan kekuatan dan paduan aluminium.

Sistem balok (biasanya rangka batang) disertakan dalam rangka melintang, yang meningkatkan desain pekerjaan statis. Untuk bentang lebih dari 60-80 m, disarankan untuk menggunakan penutup melengkung (Gbr. 1). Untuk bentang besar, disarankan untuk merancang lapisan pratekan seperti itu. Pada penutup melengkung yang ditunjukkan pada Gambar. 2, tali busur atas dibuat kaku, dan tali busur bawah serta kisi-kisi lengkung terbuat dari kabel. Setelah pemasangan lengkungan, unit pendukung dipaksa untuk bergeser ke luar, yang menyebabkan tegangan awal pada tali busur bawah dan penyangga lengkungan.

Gambar 1. 1 - lengkungan; 2 - mengencangkan; 3 - dukungan engsel tetap; 4 - penyangga engsel yang dapat digerakkan

Gambar 2.1 - kabel; 2 - sabuk keras

Struktur pelapis kisi spasial dapat berupa dua lapis datar (double-mesh) dan melengkung satu lapis (single-mesh) atau dua lapis. Dalam struktur jaring ganda, dua permukaan jaring paralel dihubungkan satu sama lain melalui sambungan kisi.

Sistem mesh dengan struktur teratur disebut struktural dan biasanya digunakan dalam bentuk penutup datar. Mereka mewakili berbagai sistem rangka silang (Gbr. 3). Lantai datar struktural, karena kekakuan spasialnya yang tinggi, memiliki ketinggian yang kecil (1/16-1/20 bentang); dapat menutupi bentang yang besar. Dengan memasang kantilever yang menggantung di belakang garis penyangga, pengurangan momen lentur dan berat lapisan dapat dicapai.

Gambar 3. 1,2 - jaring pinggang atas dan bawah; 3 - kawat gigi; 4 - tetrahedron; 5 - segi delapan; 6 - modal pendukung

Penutup ruang lengkung biasanya mempunyai permukaan berbentuk silinder atau kubah.

Pelapis silinder dapat berupa jaring tunggal atau jaring ganda (struktur lengkung). Dalam arah melintang, mereka bertindak sebagai kubah, yang daya dorongnya dirasakan oleh dinding atau pengikat.

Penutup kubah dapat memiliki desain bergaris (atau cincin bergaris) (Gbr. 4a) atau desain jaring (Gbr. 4b). Pada kubah bergaris, rusuk-rusuk yang terletak secara radial dihubungkan satu sama lain dengan balok-balok cincin. Jika yang terakhir membentuk sistem spasial tunggal yang kaku dengan tulang rusuk, maka balok penopang annular bekerja tidak hanya pada tekukan lokal, tetapi sebagai bagian dari sistem kubah, mereka juga merasakan gaya tekan atau tarik annular. Dalam kubah jaring, strukturnya, selain elemen rusuk dan cincin, juga mencakup penyangga, yang menciptakan kondisi di mana batang hanya bekerja pada gaya aksial.

Gambar 4. a - berusuk; b - jaring

Penutup tersuspensi terdiri dari kontur pendukung dan elemen penahan beban utama berupa kabel atau lembaran baja tipis yang bekerja dalam tegangan. Karena elemen utama penutup bekerja dalam tegangan, kapasitas menahan bebannya ditentukan oleh kekuatan (bukan stabilitas), yang memungkinkan penggunaan tali atau baja lembaran berkekuatan tinggi secara efektif. Pelapis seperti itu sangat ekonomis, namun peningkatan deformabilitas membatasi penggunaannya untuk pelapis bangunan industri. Selain itu, mengingat perluasan yang besar dari sistem tersebut, disarankan untuk mengambil bentuk denah bulat, oval atau poligonal, yang memudahkan untuk melihat perluasan. Dalam hal ini, mereka terutama digunakan untuk menutupi gedung olahraga, pasar dalam ruangan, ruang pameran, gudang, garasi dan bangunan bentang besar lainnya.

Komposisi penutup gantung cable-stayed meliputi kabel fleksibel (tali baja atau batang penguat), terletak pada arah radial (Gbr. 5a), dalam arah ortogonal (Gbr. 5b) atau sejajar satu sama lain dalam arah yang sama (Gbr. 5b). 6). Kontur penyangga tertutup lengkung bekerja terutama pada kompresi, dan cincin pusat bekerja pada tegangan. Dalam kasus ini, hanya gaya vertikal yang disalurkan ke struktur pendukung lapisan (dinding, kolom, rangka). Sebaliknya, pada kontur terbuka, gaya dorong dipindahkan ke struktur penahan beban bangunan, sehingga memerlukan pemasangan pondasi angkur yang berfungsi menarik keluar, atau dinding dengan penopang, dll. Pelat terbuat dari beton bertulang ringan atau logam dengan isolasi polimer, tiga lapis, dll diletakkan pada sistem kabel. .

Gambar 5. a - susunan kabel secara radial; b - ortogonal; 1 - selubung; 2 - kontur dukungan; 3 - cincin tengah

Gambar 6. 1,2 - selubung masing-masing di tengah dan di akhir; 3 - kontur dukungan; 4 - pelat beton bertulang; 5 - pondasi jangkar

Sistem atap kabel gantung sangat beragam. Sistem cable-stayed tenda sering digunakan, di mana cincin tengah bertumpu pada kolom dan naik ke tingkat yang lebih tinggi daripada kontur pendukung.

Contoh dari sistem tersebut adalah penutupan depo bus di Kyiv dengan diameter 161 m. Sistem yang dijelaskan di atas adalah sistem sabuk tunggal. Selain itu, sistem dua sabuk juga digunakan (terutama pada beban angin tinggi), di mana lapisan distabilkan menggunakan kontur kelengkungan terbalik. Dalam sistem seperti itu, kabel pendukung memiliki tikungan ke bawah, dan kabel penstabil - ke atas. Kabel penstabil dengan dek terpasang di atasnya dapat ditempatkan di atas kabel penahan beban, yang menyebabkan kompresi pada penyangga (Gbr. 7a). Jika kabel penstabil ditempatkan di bawah kabel penahan beban, sambungan di antara kabel tersebut akan diregangkan (Gbr. 7b). Opsi ketiga juga dimungkinkan, di mana kabel pendukung dan penstabil berpotongan, dan rak dikompresi di bagian tengah penutup dan diregangkan di bagian luar (Gbr. 7b).

Gambar 7. 1 - selubung penstabil; 2 - rak; 3 - kabel penahan beban

Sistem gantung lembaran tipis - pelapis membran - juga telah tersebar luas dalam praktik luar negeri dan dalam negeri.

Mereka adalah struktur spasial yang terbuat dari lembaran logam tipis (baja atau paduan aluminium) setebal beberapa milimeter, dipasang di sekeliling perimeter dalam kontur pendukung. Keunggulannya adalah kombinasi fungsi penahan beban dan penutup, serta peningkatan produksi industri. Dalam beberapa kasus, alih-alih membran kontinu, lapisan tersebut dibentuk dari strip baja tipis terpisah yang tidak terhubung satu sama lain. Kaset yang terletak pada dua arah yang saling tegak lurus dapat dijalin, sehingga mencegah delaminasi.

Penutup membran kontinu berhasil digunakan untuk stadion universal di Mira Avenue di Moskow, yang dimensinya mencapai 183x224 m (Gbr. 8).

Gambar 8. Diagram struktur penutup stadion universal di Mira Avenue di Moskow (ketebalan membran baja 5 mm): sebuah rencana; b - bagian memanjang; di - melintang

Bagian kompleks olahraga, dibangun di Bishkek, termasuk aula untuk 3 ribu penonton, yang penutupnya dirancang dalam bentuk sistem gantung balok membran pratekan (Gbr. 9). Rangka bangunan terbuat dari bangunan beton bertulang monolitik berupa rangka bresing yang terletak sepanjang keliling dengan dimensi denah 42,5 x 65,15 m, penutupnya terdiri dari membran itu sendiri setebal 2 mm, balok penopang memanjang dan balok melintang - penyangga. . Insulasi berupa tikar wol mineral digantung pada membran dari bawah, langit-langitnya terbuat dari elemen aluminium yang dicap.

Penutup membran juga digunakan di sejumlah bangunan bentang panjang lainnya. Jadi, di St. Petersburg, universal Gym dengan diameter 160 m ditutup dengan cangkang membran setebal 6 mm. Cangkang serupa juga menutupi gedung olah raga universal dengan dimensi denah 66x72 m untuk 5 ribu penonton di Izmailovo (Moskow), gedung kolam renang Pioneer dengan dimensi denah 30x63 m di Kharkov, dll.

Kubah atap lipat merupakan struktur tata ruang yang dapat dibuat dari logam (baja, paduan aluminium), beton bertulang, dan plastik.

Pelapis paduan aluminium seperti itu sangat efektif. Elemen struktural utama yang terakhir dapat berupa lembaran berbentuk berlian (Gbr. 10), ditekuk sepanjang diagonal yang lebih besar. Elemen berbentuk berlian dapat dihubungkan satu sama lain menggunakan engsel silinder atau sambungan flensa kaku. Untuk meningkatkan kekakuan spasial lapisan (terutama dengan sambungan engsel), hal ini diperlukan

menyediakan pemasangan ikatan memanjang di sepanjang simpul yang menonjol dari lengkungan terlipat.

Gambar 9. 1 - rangka bangunan; 2 - sistem gantung berkas membran

Gambar 10.