İle işlevsel amaç geniş açıklıklı binalar ayrılabilir:

1) kamu binaları (tiyatrolar, sergi pavyonları, sinemalar, konser ve spor salonları, kapalı stadyumlar, marketler, istasyonlar);

2) özel amaçlı binalar (hangarlar, garajlar);

3) endüstriyel binalar (uçak, gemi yapımı ve makine yapımı fabrikaları, çeşitli endüstrilerin laboratuvar binaları).

Tasarım şemasına göre destekleyici yapılar Alt bölümlere ayrılmış:

engellemek,

kemerli,

Yapısal,

kubbe,

asılı,

Ağ kabukları.

Binanın destek yapılarının bir veya başka bir şemasının seçimi bir dizi faktöre bağlıdır: binanın açıklığı, mimari ve planlama çözümü ve binanın şekli, havai taşımanın varlığı ve türü, kaplamanın sertliği için gereklilikler, çatı tipi, havalandırma ve aydınlatma, temeller için temeller, vb.

Büyük açıklıklara sahip yapılar, bireysel inşaat nesneleridir, mimari ve tasarım çözümleri çok bireyseldir, bu da yapılarını tiplendirme ve birleştirme olasılığını sınırlar.

Bu tür binaların yapıları, esas olarak yapıların kendi ağırlıklarından ve atmosferik etkilerden kaynaklanan yükler üzerinde çalışır.

1.1 Kiriş yapıları

Kiriş geniş açıklıklı çatı yapıları, düz veya uzamsal kafes kirişler (40 ila 100 m arası kiriş açıklığı) şeklindeki ana taşıyıcı enine yapılardan ve bağlar, kirişler ve çatı kaplaması şeklindeki ara yapılardan oluşur.

Çiftliğin ana hatlarına göre,: paralel kuşaklı, yamuk, çokgen, üçgen, parçalı (bkz. Şekil 1'deki diyagramlar).

Kafes yüksekliği hf=1/8 ÷ 1/14L; eğim i=1/ 2 ÷ 1/15.

Üçgen kirişler hf = 1/12 ÷ 1/20L; kayış eğimi i=1/5 ÷ 1/7.

1 - Çiftlik inşa etme şemaları

Kafes kesitleri:

L > 36m ile kiriş desteklerinden biri hareketli olarak kurulur.

Kaplama düzeni- Düşey ve yatay çatı birleşimleri, makaslı endüstriyel binalarda olduğu gibi çözülür.

A) normal düzen

duvar

b) karmaşık düzen - kafes kirişlerle:

PF

Kiriş kaplama şemaları uygulanır:

Her türlü destekleyici yapı için - tuğla veya beton duvarlar, sütunlar (metal veya betonarme);

Destek yapıları aralayıcı kuvvetleri algılayamadığında;

Çökme veya karstik topraklarda ve baltalanmış bölgelerde binaların inşası sırasında.

Kiriş kaplama şemalarının çerçeve ve kemerli olanlardan daha ağır olduğu, ancak bunların üretimi ve montajı kolay olduğu belirtilmelidir.

Çiftliklerin hesaplanması yöntemlerle yapılır yapısal mekanik(endüstriyel binaların çatı makaslarının hesaplanmasına benzer).

1.2 Çerçeve yapıları

Açıklık boyunca binaları kaplamak için çerçeve yapılar kullanılır.

L=40 - 150m, L > 150m açıklık ile ekonomik olmazlar.

Çerçeve yapılarının avantajları kirişlere kıyasla bu, daha az ağırlık, daha fazla sağlamlık ve çapraz çubukların daha düşük yüksekliğidir.

Kusurlar- geniş sütun genişliği, eşit olmayan destek yerleşimlerine duyarlılık ve T o'daki değişiklikler.

Çerçeve yapıları, kolonların birim uzunluğu başına rijitliği, traverslerin birim rijitliğine yakın olduğunda etkilidir; bu, kuvvetleri dikey yüklerden yeniden dağıtmayı ve traversleri önemli ölçüde hafifletmeyi mümkün kılar.

Büyük açıklıkları kaplarken, kural olarak, çok çeşitli şekillerde çift menteşeli ve menteşesiz çerçeveler kullanılır (bkz. Şekil 2).

Pirinç. 2 - Geçiş çerçevelerinin şemaları

Menteşesiz çerçeveler, malzeme tüketimi açısından daha rijit ve ekonomik olmakla birlikte, güçlü temeller gerektirirler ve T o'daki değişikliklere karşı hassastırlar.

Büyük açıklıklar ve yüklerle, çerçeve traversleri, nispeten küçük açıklıklarla (40-50m) ağır kafes kirişler olarak tasarlanır, hafif kirişlerle aynı kesitlere ve düğüm noktalarına sahiptirler.

Çerçevelerin kesitleri kiriş makaslarına benzer.

Çerçeve ve kapak düzeniçerçeve yapılardan, endüstriyel binaların çerçevelerinin ve kiriş kaplamalarının çözümüne benzer.

Çerçeve yapılarının statik hesabı, yapısal mekanik yöntemleri ve özel olarak geliştirilmiş bilgisayar programları ile gerçekleştirilir.

Ağır geçişli çerçeveler, tüm kafes çubuklarının deformasyonu dikkate alınarak kafes sistemleri olarak hesaplanır.

1.3 Kemerli yapılar

Geniş açıklıklı binaların kemerli çatı yapıları, malzeme tüketimi açısından kiriş ve çerçeve sistemlerine göre daha karlı çıkmaktadır. Bununla birlikte, içlerinde temeller aracılığıyla zemine iletilen veya algılanması için bir sıkıştırma ayarlanan (yani, sistem içindeki itme kuvvetinin geri ödenmesi) önemli bir itme meydana gelir.

Kemerlerin şemaları ve ana hatları çok çeşitlidir: iki menteşeli, üç menteşeli, menteşesiz (bkz. Şekil 3).

En uygun kemer yüksekliği: f=1/4 ÷ 1/6 aralık L.

Kemer bölümü yüksekliği:

Masif duvar 1/50 ÷ 1/80 L,

Kafes 1/30 ÷ 1/60 L.

Şekil 4- Kemer ve çerçeve menteşelerini destekleme şemaları (a - kiremitli,

b - Cuma, c - dengeleme:

1 - plaka, 2 - muylu, 3 - dengeleyici).

Pirinç. 5- Anahtar menteşeleri ve kemerleri

(a - kiremitli; b - dengeleme; c - levha; g - cıvatalı)

M, N, Q belirlendikten sonra kemer çubuklarının kesitleri, makas kirişlerinin kesitleriyle aynı şekilde seçilir:

1.4 Geniş açıklıklı binaların mekansal çatı yapıları

Kiriş, çerçeve ve kemer sistemlerinde ayrı ayrı oluşan kaplamalarda taşıyıcı elemanlar, yük, yatak elemanı boyunca yalnızca bir yönde aktarılır. Bu kaplama sistemlerinde, yük taşıyıcı elemanlar, yükleri taşıyıcı elemanlar arasında yeniden dağıtmak için değil, sadece mekansal stabilitelerini sağlamak için tasarlanmış hafif bağlarla birbirine bağlanır, yani. sağlarlar HDD kaplamalar.

Mekansal sistemlerde, bağlantılar güçlendirilir ve yüklerin dağılımına ve bunların desteklere aktarılmasına dahil edilir. Mekansal yapıya uygulanan yük iki yönde iletilir. Bu tasarım genellikle daha kolay düzdür.

Uzamsal yapılar düz (döşemeler) ve kavisli (kabuklar) olabilir.

Gerekli sertliği sağlamak için, düz uzamsal sistemler (asılı olanlar hariç) yüzeyde bir ağ sistemi oluşturan iki kayışlı olmalıdır. İki kuşaklı yapılar, rijit bağlarla birbirine bağlanan iki paralel ağ yüzeyine sahiptir.

Eğrisel bir yüzey sistemine sahip tek katmanlı yapılara tek ağ denir.

Bu tür yapılarda, malzeme konsantrasyonu ilkesi, sistemin çoklu bağlantılılığı ilkesi ile değiştirilir. Bu tür yapıların imalat ve montajının oldukça zahmetli olması, özel imalat ve montaj teknikleri gerektirmesi sınırlı kullanımlarının nedenlerinden biridir.

1.5 Mekansal ızgara sistemleri düz kaplamalar

İnşaatta, düzenli bir yapıya sahip ağ sistemleri, sözde yapısal tasarımlar ya da sadece yapılar geniş açıklıklı kamu ve sanayi yapılarının düz kaplaması şeklinde kullanılan,

Düz yapılar, çeşitli çapraz kiriş sistemlerinden oluşan yapılardır (bkz. Şekil 6):

1) Üç yönde uzanan çapraz kirişlerden oluşan yapılar. Bu nedenle, en sert olanlardır, ancak üretimi daha zordur. Bunlar, çeşit çeşit üçgenlerin kuşak ızgaralarına sahip yapılardır.

2) İki yönde uzanan kafes kirişlerden oluşan yapılar. Bunlar kare hücreli bel ızgaralarına sahip yapılardır.

3) Kafeslerden oluşturulmuş, yine iki yönde uzanan, ancak köşe bölgelerinde köşegenlerle güçlendirilmiş yapılar. Bu nedenle daha katıdırlar.

Yapıların avantajları:

Yüksek mekansal rijitlik: büyük açıklıkları farklı destek konturları veya sütun ızgaralarıyla kaplamak mümkündür; kendini ifade et mimari çözümler yapının yüksekliğinde.

Yapı=1/12 - 1/20 L

Çubukların tekrarlanabilirliği - standart ve benzer çubuklardan, planda (dikdörtgen, kare, üçgen ve eğrisel) farklı açıklıklara ve konfigürasyonlara sahip kaplamalar monte etmek mümkündür.

Havai taşımayı monte etmenize ve gerekirse hareket yönünü değiştirmenize olanak tanır.

Yapısal çatı kaplama sistemleri, hem duvarlar hem de kolonlar tarafından desteklenen tek veya çok açıklıklı olabilir.

Destek hattının arkasındaki konsol çıkıntıları cihazı, hesaplanan yayılma eğilme momentini azaltır ve kaplamanın tasarımını önemli ölçüde kolaylaştırır.

Pirinç. 6- Yapısal kaplamaların ızgara şemaları (a - eşkenar üçgen hücrelerin kayış ızgaralarıyla; b - kare hücrelerin kayış ızgaralarıyla; c - aynı, koşullu bölgelerde köşegenlerle güçlendirilmiş: 1 - üst kayışlar,

2 - alt akorlar, 3 - eğimli ayraçlar, 4 - üst köşegenler, 5 - alt köşegenler, 6 - destek konturu).

Yapısal Dezavantajlar- üretim ve kurulumun artan karmaşıklığı. Çubukların konjugasyonunun uzamsal düğümleri (bkz. Şekil 7), yapılardaki en karmaşık unsurlardır:

Bilya girişi (a);

Vidalarda (b);

Pullarla (c, d) bir cıvata ile sıkılmış oluklu silindirik göbek;

Çubukların (d) düzleştirilmiş uçlarının kaynaklı düğümü.

Pirinç. 7 - Yapı çubuklarının konjugasyon düğümleri

Yapısal yapılar çok sayıda statik olarak belirsiz sistemlerdir. Kesin hesaplamaları karmaşıktır ve bir bilgisayarda gerçekleştirilir.

Basitleştirilmiş bir yaklaşımda, yapılar yapısal mekanik yöntemlerle - izotropik levhalar veya çapraz kiriş sistemleri olarak torkları hesaba katmadan hesaplanır.

Momentlerin ve enine kuvvetlerin değerleri, plakaların hesaplanmasına yönelik tablolara göre belirlenir: M plakaları; Qplates - ardından çubukların hesaplanmasına geçin.

1.6 Kabuk kaplamaları

Binaların kaplanmasında tek gözlü, çift gözlü silindirik kabuklar ve çift eğrilikli kabuklar kullanılmaktadır.

Silindirik kabuklar (bkz. Şekil 8), destekli tonoz şeklinde yapılır:

a) konturun doğrusal üreteçleri

b) uç diyaframlarda

c) ara destekli uç diyaframlarda

Şekil 8- Silindirik mermilerin destek şemaları (1 - kabuk;

2 - uç diyafram; 3 - bağlantılar; 4 - sütunlar).

Tek gözlü kabuklar, 30 m'den fazla olmayan B açıklıkları için kullanılır.

Çift ağ - büyük açıklıklar için B> 30m.

Çubuklar, çeşitli sistemlerin ızgaralarını oluşturan silindirik yüzey boyunca yerleştirilmiştir (bkz. Şekil 9):

Eşkenar dörtgen ağ (a);

Boyuna nervürlü eşkenar dörtgen ağ (b);

Enine nervürlü eşkenar dörtgen ağ (c);

Enine ve boyuna nervürlü eşkenar dörtgen ağ (d).

Haddelenmiş profillerin hafif standart çubuklarından (∟, ○, □) elde edilen en basit eşkenar dörtgen desen ağı. Bununla birlikte, böyle bir şema, yükü boyuna duvarlara aktarırken, boyuna yönde gerekli rijitliği sağlamaz.

Pirinç. 9 - Tek ızgaralı kabukların ızgara sistemi

Uzunlamasına çubukların varlığında yapının sertliği önemli ölçüde artar (şema "b") - yapı, L açıklıklı bir kabuk olarak çalışabilir. Bu durumda, uç duvarlar veya uç diyaframlı dört sütun bir destek görevi görebilir.

En sert ve avantajlı olanlar, hem uzunlamasına hem de enine nervürlere (çubuklara) sahip olan ızgaralardır (şema "c") ve ızgara kafesi 45°'lik bir açıyla yönlendirilmiştir.

Kabukların hesaplanması, esneklik teorisi yöntemleri ve kabuklar teorisi yöntemleri ile gerçekleştirilir. Enine nervürsüz kabuklar momentsiz kıvrımlar olarak hesaplanmıştır (Ellers yöntemi). Enine nervürlerin varlığında, Vlasov moment teorisine göre konturun sertliğini sağlar (sekiz terimli denklemlerin çözümüne indirgenir).

Ağ kabukları boyunca hesaplama yaparken, kesme, eksenel çekme ve sıkıştırma altında çalışırken yapıların açık yüzleri eşdeğer kalınlıktaki katı plakalarla değiştirilir.

Ağ kabuklarının daha doğru bir şekilde hesaplanması, özel olarak geliştirilmiş programlar kullanılarak bir bilgisayarda gerçekleştirilir.

Çift ağ kabukları genişliği B> 30m'den fazla olan açıklıkları kaplarken kullanılır.

Yapısal şemaları iki ağlı olanlara benzer. düz levhalar- yapılar. Yapılarda olduğu gibi, üst ve alt kirişler boyunca özel bağlantılar - bir kafes ile bağlanan çapraz kiriş sistemlerinden oluşurlar. Ancak aynı zamanda, kabuklarda, kuvvetlerin algılanmasındaki ana rol, eğrisel ağ düzlemlerine aittir, bunları birleştiren kafes, kuvvetlerin transferine daha az dahil olur, ancak yapıya daha fazla sertlik verir.

Tek gözenekli kovanlarla karşılaştırıldığında, çift gözenekli kovanlar daha fazla rijitliğe ve yük taşıma kapasitesine sahiptir. Bina açıklıklarını 30 ila 700m arasında bloke edebilirler.

Boyuna duvarlar veya metal kolonlar esas alınarak silindirik bir yüzey şeklinde tasarlanırlar. Kabuğun uçlarında sert diyaframlarla (duvarlar, kafes kirişler, gerdirmeli kemerler vb.) Desteklenirler.

Kabuktaki kuvvetlerin en iyi dağılımı B=L'dedir.

f/B=1/6÷1/10'da ızgara yüzeyleri arasındaki mesafe h=1/20÷1/100R.

Yapılarda olduğu gibi, en karmaşık olanı çubukların birleşimidir.

Çift ızgaralı kabukların hesaplanması, özel olarak derlenmiş programlara göre bir bilgisayarda gerçekleştirilir.

Kabuğun yaklaşık bir hesabı için, çubuk sistemini eşdeğer bir sürekli kabuğa getirmek ve rijitliği bağlantı ızgarasına eşdeğer olan orta tabakanın kesme modülünü ayarlamak gerekir.

1.7 Kubbe kapakları

Kubbe yapıları dört çeşit(bkz. Şekil 6): nervürlü (a), nervürlü halka (b), ağ (c), radyal kiriş (d).

Pirinç. 10- Kubbe şemaları

Nervürlü kubbeler

Nervürlü kubbe yapıları, radyal yönde yerleştirilmiş ve kirişlerle birbirine bağlanmış kirişler, kafes kirişler veya yarım kemerler şeklindeki ayrı düz veya uzaysal nervürlerden oluşur.

Nervürlerin üst kuşakları kubbenin yüzeyini oluşturur (genellikle küreseldir). Koşularda çatıyı düzenlerler.

Üstte, nervürleri yeniden birleştirmek için, basınç altında çalışan sert bir halka düzenlenmiştir. Merkezi halkanın nervürleri menteşeli olabilir veya sert bir bağlantıya sahip olabilir. Aynı çapsal düzlemde yer alan ve merkezi bir halka tarafından kesilen bir çift kubbe nervürü, tek, örneğin kemerli bir yapı (iki menteşeli, üç menteşeli veya menteşesiz) olarak kabul edilir.

Nervürlü kubbeler ara sistemdir. Ayırıcı, köşelerde sert veya mafsallı montaj ilişkileri olan bir daire veya çokyüzlü şeklinde duvarlar veya özel bir ara halka ile algılanır.

Nervürlerin arasına belirli bir adımla, halkaların döşendiği halkalar döşenir. çatı katı. Omuz askıları, ana amaçlarına ek olarak, kaburgaların üst kemerinin düzlemden genel stabilitesini sağlayarak tahmini uzunluklarını azaltır.

Kubbenin kirişler düzleminde genel sağlamlığını sağlamak için, nervürler arasındaki eğimli bağlantılar belirli bir adımda düzenlenir ve ayrıca kemerin iç kayışının ayrılması için dikey bağlantılar - dikey bağlantılar arasında ara parçalar düzenlenir.

Tasarım yükleri- yapının kendi ağırlığı, ekipmanın ağırlığı ve atmosferik etkiler.

Kubbe kapağının tasarım öğeleri şunlardır: nervürler, destek ve merkezi halka, aşıklar, eğimli ve dikey bağlar.

Kubbenin genişlemesi bir ara halka olarak algılanırsa, o zaman kemer hesaplanırken halka, her bir yarım kemer çiftinin düzleminde bulunan (düz bir kemer oluşturan) koşullu bir sıkma ile değiştirilebilir.

Destek halkasını hesaplarken - kubbenin sık sık kemerleri (kaburgaları) düzenlemesiyle, ara parçalarının hareketleri, eşit olarak dağıtılmış eşdeğer bir yük ile değiştirilebilir:

Nervürlü halka kubbeler

İçlerinde nervürlü omuz askıları tek bir katı uzamsal sistem oluşturur. Bu durumda halka şeklindeki aşıklar, sadece kaplama üzerindeki yükten bükülmede değil, aynı zamanda ara nervürlerin reaksiyonlarından ve çok açıklıklı yarım kemerlerin destek noktasında ara parçalardan kaynaklanan çekme veya sıkıştırma halka kuvvetlerini algılamasından da çalışır.

Böyle bir kubbedeki nervürlerin (kemerlerin) ağırlığı, ara destek halkaları olarak dairesel kirişlerin dahil edilmesi nedeniyle azaltılır. Böyle bir kubbedeki halka nervürler, nervürlü bir kubbedeki destek halkasıyla aynı şekilde çalışır ve kemerleri hesaplarken şartlı gerdirmelerle değiştirilebilir.

Simetrik bir yük ile kubbenin hesaplanması, halka şeklindeki nervürler (kirişler) seviyesinde puflarla düz kemerlere bölünerek gerçekleştirilebilir.

örgü kubbeler

Nervürlü veya nervürlü halka kubbede sistemin bağlanabilirliği arttırılırsa, düğüm noktalarında mafsallı çubuklu kafes kubbeler elde etmek mümkündür.

Kafes kubbelerde, nervürler (kemerler) ve halkalar (halka kirişler) arasına destekler yerleştirilir, bu sayede kuvvetler kubbenin yüzeyine dağıtılır. Bu durumda çubuklar, esas olarak yalnızca nervürlerin (kemerlerin) ve halkaların ağırlığını azaltan eksenel kuvvetler üzerinde çalışır.

Kafes kubbelerin çubukları kapalı profillerden (yuvarlak, kare veya dikdörtgen kesitli) yapılmıştır. Çubuk bağlantılarının düğümleri, yapılarda veya ağ kabuklarında olduğu gibidir.

Kafes kubbelerin hesaplanması, özel olarak geliştirilmiş programlara göre bir bilgisayarda gerçekleştirilir.

Yaklaşık olarak, kabukların momentsiz teorisine göre - ilgili hesaplama-teorik referans kitaplarından alınan formüllere göre sürekli bir eksenel simetrik kabuk olarak hesaplanırlar.

Radyal ışın kubbeleri

Radyal olarak düzenlenmiş parçalı yarı kafes kirişlerden oluşan nervürlü kubbelerdir. Merkezde, parçalı yarı kafes kirişler sert bir halkaya (kafes veya sertleştirici diyaframlı katı duvarlı) tutturulmuştur.

1.8 Asılı kapaklar

Asılı kaplamalar, ana taşıyıcı elemanların gerilim altında çalıştığı kaplamalardır.

Bu elemanlarda, yüksek dayanımlı çelikler en çok kullanıldıkları için, yük taşıma kapasitesi istikrarla değil güçle belirlenir.

Rulman gerilmiş çubuklar - adamlar - esnek veya sert yapılabilir.

sert- kavisli I-kirişlerden yapılmıştır.

Esnek- R= 120 kN/cm2 ÷ 240 kN/cm2 ile yüksek mukavemetli telden bükülmüş çelik halatlardan (kablolardan) yapılmıştır.

Asma çatı yapıları, yüksek mukavemetli malzemelerin kullanımı için en umut verici yapısal formlardan biridir. Asılı kaplamaların yapısal elemanlarının taşınması ve montajı nispeten kolaydır. Bununla birlikte, asılı kaplamaların yapımı, başarılı mühendislik çözümü kaplamanın bir bütün olarak etkinliğini belirleyen bir takım zorluklara sahiptir:

İlk dezavantaj- asma kapaklar - ara parça sistemleri ve ara parçanın algılanması için, maliyeti tüm kapağın maliyetinin önemli bir parçası olabilen bir destekleyici yapı gereklidir. Destekleyici yapıların maliyetinin düşürülmesi, işlerinin verimliliğini artırarak elde edilebilir - yuvarlak, oval ve diğer doğrusal olmayan plan şekillerinden kaplamaların oluşturulması;

ikinci kusur- asılı sistemlerin artan deforme olabilirliği. Bunun nedeni, bükülmüş kabloların esneklik modülünün haddelenmiş çelikten daha az olmasıdır (Etrosa = 1,5 ÷ 1,8 × 105 MPa; E haddeleme çubukları = 2,06 × 105 MPa) ve alan elastik çalışma yüksek mukavemetli çelik, sıradan çelikten çok daha büyüktür. Böylece, ε=G/E'nin elastik çalışma aşamasında kablonun göreli deformasyonu, sıradan çelik elemanlarınkinden birkaç kat daha fazladır.

Çoğu asma çatı sistemi, anında sertleşen sistemlerdir, örn. sadece denge yükleri için elastik olarak çalışan sistemler ve içlerindeki eşit olmayan yüklerin etkisi altında, elastik deformasyonlara ek olarak, sistemin kinematik yer değiştirmeleri de ortaya çıkar ve bu da geometrik kaplama sisteminin bütünlüğünde bir değişikliğe yol açar.

Kinematik hareketleri azaltmak için, asma çatı sistemleri genellikle özel dengeleyici cihazlarla sağlanır ve ön gerilimlidir.

Asılı kaplama şemaları türleri

1. Esnek kılıflı tek kayış sistemleri

Bu tür kaplama sistemleri dikdörtgen veya kavisli, örneğin yuvarlak olarak tasarlanır (bkz. Şekil 11).

Çekmede çalışan öngermeli betonarme kabuklardır. İçlerindeki gerilmiş takviye, üzerinde prefabrike olan esnek bir kablo sistemidir. betonarme levhalar. Bu sırada, tüm betonarme döşemeleri döşedikten ve dikişleri gömdükten sonra kaldırılan adamlara ek bir ağırlık verilir. Adamlar betonarme döşemeleri sıkıştırır ve ortaya çıkan betonarme kabuk, dış yüklerden gelen çekme gerilimini algılamasını sağlayan ve yapının genel stabilitesini sağlayan bir ön basınç gerilimi alır. Kaplamanın taşıma kapasitesi, adamların gerilmesi ile sağlanır.

Dikdörtgen planlı çatılarda, adamların kalışı, zemine sabitlenmiş gergi telleri ve ankrajlardan oluşan destek yapısı tarafından alınır.

Pirinç. on bir- Esnek kılıflı tek bantlı kaplamalar

(a - planda dikdörtgen; b - planda yuvarlak)

Yuvarlak (oval) plandaki kaplamalarda, itme kuvveti kolonların üzerinde bulunan sıkıştırılmış dış halkaya ve iç (gerilmiş) metal halkaya iletilir.

Bu tür kaplamaların kablolarının sarkması genellikle f=1/10÷1/20 L'dir. Bu tür kabuklar düzdür.

Kaplama kablolarının kesiti şu şekilde belirlenir: montaj yükü. Bu durumda, adamlar ayrı iplikler olarak çalışır ve içlerindeki itme, deformasyonları dikkate alınmadan belirlenebilir H=M/f, burada M, tasarım yükünden kiriş momenti, f, ipliğin sarkma oku.

burada V ışın reaksiyonudur.

2. Sert kablolu tek kayışlı sistemler

Pirinç. 12- 1 - uzunlamasına bükülmez sert nervürler; 2 - enine nervürler;

3 - alüminyum membran, t = 1,5 mm

Bu tür kaplamalarda, destekleyici kirişe bağlı bükülmüş rijit örtüler, bükülme ile bir çekme yükünün etkisi altında çalışır. Ayrıca, düzgün bir yükün etkisi altında, gerilmelerdeki bükülme oranı küçüktür. Eşit olmayan bir yükün etkisi altında, sert adamlar, tüm kaplamanın deforme olabilirliğini önemli ölçüde azaltan yerel bükülmeye güçlü bir şekilde direnmeye başlar.

Bu tür kaplamaların kablolarının sarkması genellikle 1/20 ÷ 1/30 L'dir. Bununla birlikte, sert dişlerin kullanılması yalnızca küçük açıklıklarda mümkündür, çünkü açıklığın artmasıyla kurulum çok daha karmaşık hale gelir ve ağırlıkları artar. Bu tür sert kabloların üzerine hafif çatı döşenebilir, öngerilmeye gerek yoktur (rolünü kablonun eğilme sertliği oynar).

Düzgün bir yükle, kablodaki itme formülü ile belirlenir.

H \u003d 8/3 × [(EA) / (l 2 mо)] × (f + fо) × ∆f + Ho;

burada ∆f=f–fo,

f - yük altında sapma,

fo - ilk sarkma;

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

Adamın ortasındaki eğilme momenti formülle bulunur.

M= q ben 2 /8–Hf.

3. Enine kirişler veya makaslarla gerilmiş tek kuşak asma çatılar

Pirinç. 13

Bu tür halat ve kiriş sistemlerinin stabilizasyonu, ya enine ve bükülmeye karşı rijit elemanların kütlesinin artmasıyla ya da enine kirişleri veya kafes kirişleri temeller veya desteklerle birleştiren öngerilme elemanlarıyla sağlanır. Bu sayede hafif çatılı kaplamalar gerginleşir.

Enine kirişlerin veya kafes kirişlerin eğilme rijitliği nedeniyle, kaplama, özellikle üst yapı yerel bir yük ile yüklendiğinde belirgin olan uzamsal rijitlik kazanır.

4. Çift kayışlı sistemler

Pirinç. 14

Bu tür kaplamalar, iki kablo sistemi:

- Taşıyıcılar- aşağı doğru bir viraja sahip olmak;

- Stabilizasyon- yukarı doğru bir eğriye sahip olmak.

Bu, böyle bir sistemi anında katı hale getirir - iki farklı yönde hareket eden yükleri absorbe edebilir. Dikey yük, taşıyıcı ipliğin germe ve dengeleyici olan için - sıkıştırma. Rüzgarın emilmesi örtülerde zıt işaretli kuvvetlere neden olur.

Bu tip kaplamalarda hafif çatılar kullanılabilir.

5. Eyer gerilmiş ağlar

Pirinç. 15

Bu tip kaplamalar, sermaye binaları ve geçici yapılar için kullanılır.

Kapak Ağı: taşıyıcı (boyuna) kablolar aşağı doğru bükülür, dengeleyici (enine) kablolar yukarı doğru bükülür.

Bu kaplama şekli, ağın ön gerilime tabi tutulmasına izin verir. Kaplamanın yüzeyi çeşitli malzemelerden hafiftir: çelik sacdan folyoya ve brandaya.

Izgara aralığı yaklaşık bir metredir. Bu tür kaplamaların ızgaralarının doğru hesaplanması yalnızca bir bilgisayarda mümkündür.

6. Metal kabuk zarları

Pirinç. 16

Plan açısından bir elips veya dairedir ve kabukların şekli oldukça çeşitlidir: silindirik, konik, çanak şeklinde, eyer şeklinde ve kalçalı. Çoğu, onu çok karlı kılan ve 2 - 5 mm kalınlığında sacların kullanılmasına izin veren uzamsal şemaya göre çalışır.

Bu tür sistemlerin hesaplanması bir bilgisayarda gerçekleştirilir.

Ana avantaj Bu tür kaplama sistemlerinin çoğu, yük taşıma ve kapatma işlevlerinin bir kombinasyonudur.

Yalıtım ve su yalıtımı, çatı kaplama levhaları kullanılmadan taşıyıcı kabuğun üzerine serilir.

Kabuk paneller, üretim tesisinde üretilir ve tüm kabuğun şantiyede iskele kullanılmadan monte edildiği rulolar şeklinde kurulum için teslim edilir.

Bölüm 2. Sac yapılar

Esas olarak metal levhalardan oluşan ve sıvıların, gazların ve dökme malzemelerin depolanması, taşınması için tasarlanmış sac yapılar denir.

Bu tasarımlar şunları içerir:

Petrol ürünleri, su ve diğer sıvıların depolanması için tanklar.

Gazların depolanması ve dağıtımı için gaz tutucular.

Dökme malzemelerin depolanması ve taşınması için bunkerler ve silolar.

Sıvıların, gazların ve toz haline getirilmiş veya sıvılaştırılmış katıların taşınması için büyük çaplı boru hatları.

Metalurji, kimya ve diğer endüstrilerin özel tasarımları:

Yüksek fırın kabukları

Hava ısıtıcıları

Toz toplayıcılar - yıkayıcılar, elektrostatik çökelticiler ve torba filtreler

Bacalar

katı duvar kuleleri

Soğutma kuleleri vb.

Bu tür sac yapılar, tüm metal yapıların% 30'unu kaplar.

Sac yapıların çalışma koşulları oldukça çeşitli:

Yükseltilmiş, yere, yarı gömülü, yer altına, su altına;

Statiği algılayabilir ve dinamik yükler;

Düşük, orta ve yüksek basınç;

Düşük etkisi altında yüksek sıcaklıklar, nötr ve agresif ortamlar.

İki temel gerilme durumu ile karakterize edilirler ve taban ve sertleştiricilerle arayüz yerlerinde, farklı eğriliğe sahip mermilerin arayüz yerlerinde (yani, eğrilik yarıçapındaki değişimin sınırında), yerel yüksek voltajlar, bu alanlardan uzaklaştıkça hızla azalan, bu sözde kenar etkisi olgusudur.

Sac yapılar her zaman yük taşıma ve kapatma işlevlerini birleştirir.

Sac yapı elemanlarının kaynaklı bağlantıları uçtan uca, üst üste ve uçtan uca gerçekleştirilir. Bağlantılar otomatik ve yarı otomatik ark kaynağı ile yapılmaktadır.

Çoğu sac yapı, ince duvarlı devrim kabuklarıdır.

Kabuklar, esneklik teorisi ve kabuk teorisi yöntemleriyle hesaplanır.

Sac yapılar güç, stabilite ve dayanıklılığa dayanır.

1.1 tanklar

Uzaydaki konumuna bağlı olarak ve geometrik şekil silindirik (dikey ve yatay), küresel ve damla şeklinde ayrılırlar.

Dünyanın planlama seviyesine göre konumuna göre, bunlar ayırt edilir: yer üstü (desteklerde), yer üstü, yarı gömülü, yer altı ve su altı.

Sabit ve değişken hacimli olabilirler.

Tank tipi, depolanan sıvının özelliklerine, çalışma şekline ve inşaat alanının iklim özelliklerine bağlı olarak seçilir.

En yaygınüretimi ve montajı en kolay olan dikey ve yatay silindirik tanklar aldı.

Dikey tanklar sabit çatılı petrol ürünlerinin düşük devirleriyle (yılda 10 - 12 kez) depolandığı düşük basınçlı kaplardır. Buhar-hava bölgesinde 2 kPa'ya kadar ve bir vakumu boşaltırken (0,25 kPa'ya kadar) fazla basınç oluştururlar.

Yüzer tavanlı ve dubalı dikey tanklar yüksek cirolu petrol ürünlerinin depolanmasında kullanılır. İçlerinde pratik olarak aşırı basınç ve vakum yoktur.

Basınçlı kaplar (30 kPa'ya kadar) aşağıdakiler için kullanılır: Uzun süreli depolama cirosu yılda 10-12 defadan fazla olmayan petrol ürünleri.

küresel tanklar- büyük hacimlerde sıvılaştırılmış gazların depolanması için.

gözyaşı tankları- yüksek buhar basıncına sahip benzinin depolanması için.

Dikey tanklar

Pirinç. 17

Temel unsurlar:

Duvar (kasa);

Çatı (kaplamalar).

Tüm yapısal elemanlar çelik sacdan yapılmıştır. İmalatı ve montajı kolaydır, çelik tüketimi açısından oldukça ekonomiktir.

Metal tüketiminin en az olacağı sabit hacimli dikey silindirik bir tankın optimal boyutları belirlenmiştir. Bu nedenle, sabit kalınlıkta bir cidarlı bir tank, eğer

[(mdn + msq) / mst] = 2 ve değer optimum yükseklik rezervuar formül ile belirlenir

burada V, tankın hacmidir,

∆= t gün+t tercih. kapak - taban ve kaplamanın azaltılmış kalınlığının toplamı,

tst. - kabuk duvar kalınlığı.

Büyük hacimli tanklarda duvar kalınlığının yüksekliği değişkendir. Tabanın ve kapağın toplam kütlesi duvarın kütlesine eşitse, böyle bir tankın kütlesi minimum olacaktır, yani. gün+mkapsam= mst.

Bu durumda

burada ∆= td. + özel kapak,

n - aşırı yük faktörü,

peki. sıvının özgül ağırlığıdır.

tank altı

Tankın tabanı, tüm alanı boyunca kumlu bir taban üzerinde durduğundan, sıvının basıncından kaynaklanan önemsiz gerilmelere maruz kalır. Bu nedenle, alt tabakanın kalınlığı hesaplanmaz, ancak montaj kolaylığı ve korozyon direnci dikkate alınarak yapıcı bir şekilde alınır.

V≤1000m ve D olduğunda<15м → tдн = 4мм; при V>1000m ve D=18-25m → tdn = 5mm; D > 25m → tdn = 6mm'de. Pirinç. 18

Alttaki panel levhaları, tdn'de 30 - 60 mm'lik bir örtüşme ile uzunlamasına kenarlar boyunca birbirine bağlanır. \u003d 4 - 5 mm ve td.\u003d 6 mm'de - uçtan uca gerçekleştirilirler. Aşırı tabakalar - "kenarlar" - tabanın orta kısmındaki tabakalardan 1-2 mm daha kalın alınır. Fabrikadan her şey rulo halinde teslim edilir (Q ≤ 60t).

Duvar yapımı:

Pirinç. 19

Tank duvarı, levhanın genişliğine eşit yüksekliğe sahip bir dizi kayıştan oluşur. Kayışları uç uca veya teleskopik veya kademeli olarak üst üste gelecek şekilde birbirine bağlayın. Alın birleştirme, esas olarak fabrikada (kurulumda daha az sıklıkla), hem fabrikada hem de kurulumda üst üste binerek gerçekleştirilir.

Tank inşa etmenin yaygın bir yöntemi haddelemedir.

Mukavemet hesabı- tekne duvarı yük taşıyan bir elemandır ve SNiP 11-23-81 gerekliliklerine göre sınır durum yöntemi kullanılarak hesaplanır.

yapıcı kararlar metal kaplamalar uzun açıklıklı binalar kirişli, kemerli, boşluklu, asılı Byte, membran vb. olabilir. Bu tür yapılarda ana yükün kendi ağırlığı olduğu düşünüldüğünde, yüksek mukavemetli çelikler ve alüminyum alaşımları kullanılarak elde edilen yükün azaltılmasına çalışılmalıdır.

Kiriş sistemleri (genellikle kafes kirişler), statik çalışma şemasını iyileştiren enine çerçevelere dahil edilir. 60-80 m'den fazla açıklıklarda kemerli kaplamaların kullanılması tavsiye edilir (Şek. 1). Bu tür kaplamaların önceden gerilmiş büyük açıklıklarla tasarlanması tavsiye edilir. Şekil l'de gösterilen kemerli kaplamada. 2'de üst kiriş rijit olarak sağlanırken alt kiriş ve kemer kafesi kablolardan yapılmıştır. Kemerin montajından sonra, destek düğümleri dışa doğru zorlanır, bu da kemerin alt akorunda ve desteklerinde bir ön gerilmeye neden olur.

Resim 1. 1 - kemer; 2 - nefes; 3 - sabit mafsallı destek; 4 - hareketli menteşe desteği

Şekil 2.1 - kablo; 2 - sert kemer

Kaplamaların uzamsal kafes yapıları düz iki katmanlı (iki gözenekli) ve eğrisel tek katmanlı (tek gözenekli) veya iki katmanlı olabilir. Çift ağ yapılarında, iki paralel ağ yüzeyi örgü bağları ile birbirine bağlanır.

Düzenli bir yapıya sahip ağ sistemlerine yapısal denir ve kural olarak düz kaplamalar şeklinde kullanılır. Onlar temsil eder çeşitli sistemlerçapraz çiftlikler (Şekil 3). Yapısal düz tavanlar, yüksek mekansal rijitlikleri nedeniyle küçük bir yüksekliğe (1/16-1/20 açıklık) sahiptir, büyük açıklıkları kaplayabilirler. Destek hattının arkasındaki konsol sarkıntıları cihazı, bükülme momentlerinde ve kaplamanın ağırlığında bir azalma sağlar.

Figür 3 1,2 - üst ve alt kayış ağları; 3 - diş telleri; 4 - dört yüzlü; 5 - oktahedron; 6 - destekleyici sermaye

Eğrisel uzamsal kaplamalar, kural olarak, silindirik veya kubbeli bir yüzeye sahiptir.

Silindirik kaplamalar, tek gözlü veya çift gözlü (eğrisel yapılar) olabilir. Genişlemesi duvarlar veya nefesler tarafından algılanan bir tonoz gibi enine yönde çalışırlar.

Kubbe kapakları, nervürlü (veya nervürlü halka) bir tasarım şemasına (Şek. 4a) veya ızgaraya (Şek. 4b) sahip olabilir. Nervürlü kubbelerde, radyal olarak düzenlenmiş nervürler, halka şeklindeki aşıklarla birbirine bağlanır. İkincisi, nervürlerle tek bir rijit uzamsal sistem oluşturursa, o zaman dairesel aşıklar sadece yerel bükülme için çalışmakla kalmaz, aynı zamanda kubbe sisteminin bir parçası olarak dairesel sıkıştırma veya çekme kuvvetlerini de algılarlar. Kafes kubbelerde, nervür ve halka elemanlarına ek olarak yapı, çubukların sadece eksenel kuvvetler üzerinde çalıştığı koşulları yaratan çaprazlar içerir.

Şekil 4 a - nervürlü; b - ağ

Asılı kapaklar, bir destek konturu ve gergiyle çalışan gergiler veya ince çelik saclar şeklindeki ana taşıyıcı elemanlardan oluşur. Kaplamanın ana elemanları gerilim altında çalıştıklarından, yük taşıma kapasiteleri, yüksek mukavemetli halatların veya çelik sacların etkin bir şekilde kullanılmasını mümkün kılan kuvvetle (stabilite değil) belirlenir. Bu tür kaplamalar çok ekonomiktir, ancak artan deforme olabilirlik, endüstriyel binaların kaplanması için kullanımlarını sınırlar. Ayrıca bu tür sistemlerin geniş açılımları göz önünde bulundurulduğunda yuvarlak, oval ya da çokgen şeklinde olması genişleme algısını kolaylaştırmaktadır. Bu bakımdan ağırlıklı olarak spor yapılarının, kapalı çarşıların, sergi pavyonlarının, depoların, garajların ve diğer geniş açıklıklı yapıların kaplanmasında kullanılmaktadır.

Askılı asma örtüler, radyal yönde (Şekil 5a), ortogonal yönlerde (Şekil 5b) veya bir yönde birbirine paralel (Şekil 6) yerleştirilmiş esnek destekler (çelik halatlar veya takviye çubukları) içerir. Eğrisel kapalı destek konturları, esas olarak sıkıştırmada ve merkezi halka - gerginlikte çalışır. Bu durumlarda, destekleyici yapılara (duvarlar, kolonlar, çerçeveler) yalnızca düşey kuvvetler aktarılır. Aksine, açık devrelerde, itme kuvveti şuraya aktarılır: taşıyıcı yapılarçekme için çalışan ankraj temellerinin veya payandalı duvarların vb. kurulmasını gerektiren bina. Kablo sistemi üzerine polimer yalıtımlı, üç katmanlı vb.

Şekil 5 a - kabloların radyal düzeni; b - ortogonal; 1 - çocuklar; 2 - referans konturu; 3 - merkezi halka

Şekil 6 1,2 - sırasıyla ortada ve sonunda adamlar; 3 - referans konturu; 4 - betonarme döşemeler; 5 - çapa temeli

Askılı kablo sistemleri çok çeşitlidir. Genellikle, merkezi halkanın kolona dayandığı ve destek konturundan daha yüksek bir yüksekliğe çıktığı çadırlı bir askılı sistem kullanılır.

Böyle bir sistemin bir örneği, Kiev'deki 161 m çapındaki otobüs filosunun kapsama alanıdır. Yukarıda açıklanan sistemler tek bölgelidir. Bunlara ek olarak, kaplamanın ters eğrilik konturu kullanılarak stabilize edildiği iki kuşaklı sistemler de kullanılır (özellikle yüksek rüzgar yüklerinde). Bu tür sistemlerde, taşıyıcı elemanların aşağı doğru bir eğimi ve dengeleyici elemanların yukarıya doğru bir eğimi vardır. Zemin kaplaması takılı olan dengeleyici örtüler, ara parçaların sıkışmasına neden olan yük taşıyıcıların üzerine yerleştirilebilir (Şekil 7a). Stabilizasyon halatları taşıyıcı kabloların altına yerleştirildiğinde aralarındaki bağlantılar esneyecektir (Şekil 7b). Taşıyıcı ve dengeleyici kabloların kesiştiği ve direklerin kaplamanın orta kısmında sıkıştırıldığı ve uç kısımda gerildiği üçüncü bir seçenek de mümkündür (Şekil 7b).

Şekil 7 1 - dengeleyici örtüler; 2 - raflar; 3 - taşıyıcı adamlar

Asma levha sistemleri - membran kaplamalar - yerli ve yabancı uygulamada da yaygınlaşmıştır.

Destek konturunda çevre boyunca sabitlenmiş, birkaç milimetre kalınlığında ince bir metal sacdan (çelik veya alüminyum alaşımı) yapılmış uzamsal bir yapıdır. Avantajları, artan endüstriyel üretimin yanı sıra taşıma ve kapatma fonksiyonlarının kombinasyonundan oluşur. Bazı durumlarda, sürekli bir zar yerine, kaplama ayrı, birbirine bağlı olmayan, ince çelik şeritlerden oluşturulur. Karşılıklı olarak iki dikey yönde bulunan bantlar iç içe geçerek katmanlara ayrılmalarını önler.

Moskova'da Prospekt Mira'da boyutları 183x224 m'ye ulaşan evrensel stadyuma sürekli bir membran kaplama başarıyla uygulandı (Res. 8).

Şekil 8. Moskova'daki Prospekt Mira'daki evrensel stadyumun kaplamasının yapısal şeması (5 mm kalınlığında çelik membran): bir plan; b - uzunlamasına kesit; c - enine

Bişkek'te inşa edilen spor kompleksi, kaplaması öngermeli membran-kiriş askı sistemi şeklinde tasarlanmış 3 bin seyirci kapasiteli bir salon içermektedir (Res. 9). Binanın çerçevesi, çevre boyunca 42.5x65.15 m boyutlarında yer alan çapraz kirişler şeklinde yekpare betonarme bir binadan yapılmıştır Kaplama, 2 mm kalınlığında gerçek membran, uzunlamasına kirişler ve enine kirişler - payandalardan oluşur. Mineral yün paspaslar şeklindeki yalıtım, zarın altından asılır, tavan ekstrüde alüminyum elemanlardan yapılır.

Membran kaplamalar ayrıca bir dizi başka geniş açıklıklı binalarda da kullanılmaktadır. Yani, St.Petersburg'da bir evrensel spor salonu 160 m çapında 6 mm kalınlığında membran kabuk ile kaplanmıştır. Bu tür mermiler, Izmailovo'daki (Moskova) 5 bin seyirci için 66x72 m ölçülerindeki evrensel spor salonunu, Kharkov'daki 30x63 m ölçülerindeki Pioneer yüzme havuzunun inşasını vb.

Katlanmış çatı tonozları - metal (çelik, alüminyum alaşımları), betonarme, plastikten yapılabilen mekansal bir yapı.

Alüminyum alaşımlarından yapılan bu tür kaplamalar özellikle etkilidir. İkincisindeki ana yapısal eleman, daha büyük köşegen boyunca bükülmüş, elmas şeklindeki bir levha (Şek. 10) olabilir. Baklava biçimli elemanların birbiriyle eşleşmesi, silindirik menteşeler veya rijit flanş bağlantıları kullanılarak gerçekleştirilebilir. Kaplamanın uzamsal sağlamlığını artırmak için (özellikle menteşeli montaj ilişkilerinde),

katlanmış kemerin çıkıntılı düğümleri boyunca uzunlamasına nefeslerin yerleştirilmesini sağlar.

Şekil 9 1 - bina çerçevesi; 2 - membran kiriş askı sistemi

Şekil 10.

Uzun açıklıklı kaplamalar düz, mekansal ve pnömatiktir. Bu kaplamalar kamu ve endüstriyel yapılarda kullanılmaktadır.

Düz yapılar, yapıştırılmış ahşap, haddelenmiş çelik, monolitik ve prekast betondan yapılmış kirişler, kafes kirişler, çerçeveler, kemerlerden yapılmıştır.

24 m'ye kadar açıklıklarda betonarme kirişler, T ve U şeklindeki kesitlerde kirişler kullanılır.

Ahşap, çelik ve betonarme makas ve çerçeveler (mafsallı ve mafsallı) 60 m'ye kadar örtü açıklıkları.

Menteşesiz çerçeveler temele rijit bir şekilde gömülür. Düzensiz yağışlara karşı çok hassastırlar. Bu nedenle katı ve homojen zeminlerde kullanılırlar. Menteşeli çerçeveler, engebeli zemin oturmalarına karşı daha az hassastır. Bir, iki ve üç menteşeli çerçeveler vardır. Tek menteşeli - açıklığın ortasında bir menteşe. Çift menteşeli - desteklerdeki menteşeler.

Kemerler geniş açıklıkları örtmek için etkili yapılardır, çünkü konturları basınç eğrisine yaklaştırılabilir ve böylece malzemeden optimum şekilde yararlanılır. Kemerli yapılarda ortaya çıkan yatay kuvvetler (itme), kemer dış hattının yarıçapındaki artışla azalır. Aynı zamanda, kemer kaldırma bomu ve dolayısıyla binanın inşaat hacmi artar. Bu, ısıtma maliyetlerinin artmasına ve maliyetlerin düşmesine neden olur. Geniş açıklıklı spor bina çatılarında kemerler yaygındır.

Mekansal yapılar - çapraz kapaklar, kubbeler, kabuklar, asılı kapaklar.

Çapraz kaplamalar katlanır ve ağlanır.

Geniş açıklıklı kaplamalar için betonarme (50 m'ye kadar) ve betonarme (60 m'ye kadar) katlanmış kaplamalar kullanılır. Açıklık boyunca karşılıklı olarak kesişen düz elemanlardan oluşurlar. Kıvrımlar: dikdörtgen ve silindirik; testere dişi; üçgen düzlemler şeklinde; prizmatik tip; trapez profil vb.

Betonarme hasır kaplamalar, 50 m'ye kadar açıklıklar ve çelik elemanlardan - 100 m'ye kadar tasarlanmıştır.Bu kaplamalarda betonarme ve çelik üçgenler kesişir. Elemanlar iki yönde çalışır, bu nedenle yükseklikleri kirişlerden daha azdır, bu da binanın hacmini azaltır.

Yassı kafes ve çerçeveli çapraz yapılar ve sistemler, mekanın içine açık hale getirilir. Genellikle kirişlerin dibine kadar uzanan asma tavanlar yaparlar.

Kubbe en eski yapıdır. kullanıldı çünkü kemer elemanlarında gerilme kuvvetlerinin oluşmadığı bu tür ana hatları seçmek mümkündür. Geniş bir hava sahasının (marketler, spor salonları) yaratılmasının istendiği ve mevcut ısıtma maliyetlerinin yüksek olmadığı salonlarda, farklı tür yekpare veya prefabrike betonarme kubbe yapıları, alta yapıştırılmış yalıtım ile 3 mm kalınlığında çelik sacdan kubbeler-zarlar. Geçici sergi salonlarında - glüten plastik yapılardan.

Asma kaplamalar 100 m'ye kadar açıklıkları kapsar.Bu kaplamaların ana elemanları çekmeli olarak çalışır ve yükleri kaplamadan ankrajlara aktarır. Eğrisel ana hatları vardır ve esnek veya sert iplikler, zarlar veya asılı kirişlerdir. Tasarım özelliklerine göre asılı kaplamalar ayırt edilir: tek kayış; çift ​​kemer; hiperbolik paraboloidler ve askılı.

Asma çatılarda taşıyıcı elemanlar çelik halatlardır. Herhangi bir şekilde gerilirler destekleyici yapı ve çatlaklarla güçlendirilmiş. Asma yapıların avantajları - metal tasarrufu ve daha fazlası etkili kullanım kiriş ve çerçeve yapılarına kıyasla taşıyıcı elemanlar, çünkü kablolar gergin. Dezavantajlar: asılı kaplamaların sertliği düşüktür, bu nedenle çatı kaplama güvertesi genellikle deforme olur; atmosferik nemin giderilmesini sağlamak zordur.

Tek katmanlı kaplamalar diğerlerinden daha sık kullanılır, çünkü. üretilebilir, kurulumu kolaydır. Yapıyı en çok verebilirler farklı şekil. Tek kuşak kaplamalar, yatay kuvvetleri rijit çerçevelere, raf çerçevelere veya kapalı devre bağlantı kirişlerine ileten bir radyal veya çapraz çapraz destek sisteminden oluşur. Uzatmalara levhalar asılır ve bu yük altında uzatma ipleri gerilir. Şu anda, dikişler plakalar arasında yekparedir, derzler kaynaklanır. İpliklerin elastik deformasyonu nedeniyle plakalar sıkıştırılır ve yapı yekpare bir kabuk gibi çalışmaya başlar. Silindirik kaplamalarda dişlerin eksenlerine dik yönde kaplamada hafif bir eğrilik oluşturulur. Bu, yağmur suyunu boşaltmak için yapılır. Ters kubbe şeklindeki parabolik sistemlerden su, kaplamanın merkezine girer ve yön değiştirir. iç drenaj. Salonun çevresine yükselticiler yerleştirilmiş ve yatay dağıtım boru hatları asma tavana gizlenmiştir. En basit su tahliyesi çadır örtülerinden yapılır.

İki katmanlı kaplamalarda gergin ipliklerle birbirine bağlanan iki içbükey kayış kullanılır. Tasarım açısından en yaygın olanları daireseldir. Çevre etrafındaki dişler dış halkaya ve merkezde - iç halkaya tutturulmuştur. Merkezi halkanın yüksekliğine bağlı olarak sistem içbükey veya dışbükey yapılabilir. Dışbükey sistem, kapağın orta kısmını kaldırmanıza ve böylece yatay drenaja başvurmadan suyu dış duvarlara yönlendirmenize ve katlanmış bir kapak sistemi uygulamanıza olanak tanır.

Hypars (hiperbolik paraboloidler) eyer şeklinde asılı kaplamalardır. İki tip iplik tarafından kafes zarlarına dönüştürülürler. Bazı iplikler taşıyor ve ikincisi - süzme. Çevre boyunca iplikler kapalı bir döngüde kapatılır. Dişler boyunca plakalar veya diskler döşenir. Yekparedirler, balastla ön yükleme yaparlar veya destek kablolarını krikolarla çekerler. Bundan sonra gerdirme ipleri en büyük gerilimi alır ve plakaların bu iplere dik olan ek yerleri açılır. Genişleyen çimento üzerine bir harç ile kapatılırlar. Sonuç olarak, yapı sert bir kabuğa dönüştürülür. Giparami, planın dairesel bir taslağına sahip yapıları kapsar.

Askılı kaplamalar gerilmiş elemanlardan oluşur - çocuklar; sıkıştırma - raflar ve bükme - kirişler, kafes kirişler, döşemeler ve kabuklarda çalışan yapılar. Bu kaplamalar sadece mekansal bir tasarım şemasına değil, aynı zamanda düz bir tasarıma da sahip olabilir. Düz çubuk kullanıyorlar - beyler. Bu nedenle askılı yapılar diğer asma çatılara göre daha rijittir, elemanlarının kinematik hareketleri daha azdır.

Kabuklar - tek ve çift eğrilik. Tek eğrilik - silindirik veya konik yüzeyler. Çift eğrilik - bir kubbe, bir elips şeklinde yapılır. Kabuğun yapısına göre: pürüzsüz, nervürlü, dalgalı, ağ, yekpare ve prefabrik.

Pnömatik tavanlar ayrıca 30 m'ye kadar açıklıkları kapatmak için kullanılır, geçici yapılar için kullanılır. Üç tür vardır: hava destekli mermiler; pnömatik çerçeveler; pnömatik lensler. Hava destekli kabuklar, kauçuklaştırılmış veya sentetik kumaşlardan yapılmış balonlardır. İçlerinde aşırı hava basıncı oluşur. Başvurmak Spor tesisleri, sergiler. Pnömatik çerçeveler, aşırı hava basıncına sahip ayrı kemerler şeklindeki uzun silindirlerdir. Kemerler, 3-4 m'lik bir basamakla sürekli bir tonoz halinde birleştirilmiştir.Pnömatik lensler, sert cisimlerden sarkıtılan hava ile şişirilmiş büyük yastıklardır. çerçeve yapıları. Yaz sirklerinin, tiyatroların cihazı için kullanılır.

Geniş açıklıklı yapılar dünya mimarisinde önemli bir rol oynamaktadır. Ve bu özel mimari tasarım yönü gerçekten ortaya çıktığında, eski zamanlarda ortaya konmuştur.

Büyük açıklıklı projelerin fikri ve uygulaması, yalnızca inşaatçı ve mimarın değil, bir bütün olarak tüm insanlığın ana arzusuyla - alanı fethetme arzusuyla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Bu nedenle, MS 125'ten başlayarak. e., tarihte bilinen ilk geniş açıklıklı yapı olan Roma Pantheon'u ortaya çıktığında (taban çapı - 43 m) ve modern mimarların kreasyonlarıyla biten, geniş açıklıklı yapılar özellikle popülerdir.

Geniş açıklıklı yapıların tarihi

Yukarıda bahsedildiği gibi, ilki MS 125'te inşa edilen Roma'daki Pantheon'du. e. Daha sonra, geniş açıklıklı kubbeli unsurlara sahip diğer görkemli binalar ortaya çıktı. Çarpıcı bir örnek, MS 537'de Konstantinopolis'te inşa edilen Ayasofya'dır. e. Kubbenin çapı 32 metredir ve tüm yapıya sadece heybet değil, aynı zamanda hem turistler hem de mimarlar tarafından bugüne kadar hayranlık uyandıran muhteşem bir güzellik verir.

O zamanlar ve daha sonraki zamanlarda taştan hafif yapılar inşa etmek imkansızdı. Bu nedenle, kubbeli yapılar, büyük bir kütle ile karakterize edildi ve inşaatları, yüz yıl veya daha fazlasına kadar ciddi zaman maliyetleri gerektiriyordu.

Daha sonra geniş açıklıklı tavanların düzenlenmesi için ahşap yapılar kullanılmaya başlandı. Burada parlak örnek ev mimarisinin bir başarısıdır - Moskova'daki eski Manege 1812'de inşa edilmiştir ve tasarımında 30 m uzunluğunda ahşap açıklıklara sahiptir.

XVIII-XIX yüzyıllar, inşaat için yeni ve daha dayanıklı malzemeler - çelik ve dökme demir sağlayan demirli metalurjinin gelişmesiyle karakterize edilir. Bu, 19. yüzyılın ikinci yarısında ortaya çıkan uzun süreli Çelik Yapılar Rus ve dünya mimarisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Mimarların yeteneklerini önemli ölçüde genişleten bir sonraki yapı malzemesi betonarme yapılardı. Betonarme yapıların ortaya çıkması ve gelişmesi sayesinde, 20. yüzyılın dünya mimarisi ince duvarlarla dolduruldu. mekansal yapılar. Buna paralel olarak 20. yüzyılın ikinci yarısında askılı kapaklar, çubuklu ve pnömatik sistemler yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

Yapıştırılmış ahşap, 20. yüzyılın ikinci yarısında ortaya çıktı. Bu teknolojinin geliştirilmesi, geniş açıklıklı ahşap yapıları "hayata döndürmeyi", özel hafiflik ve ağırlıksızlık göstergelerine ulaşmayı, güç ve güvenilirlikten ödün vermeden alanı fethetmeyi mümkün kıldı.

Modern dünyada geniş açıklıklı yapılar

Tarihin gösterdiği gibi, uzun vadeli geliştirme mantığı yapısal sistemler yapının mimari değerinin yanı sıra inşaatın kalitesini ve güvenilirliğini artırmayı amaçlıyordu. Bu tür bir yapının kullanılması, malzemenin yük taşıma özelliklerinin tüm potansiyelinin mümkün olan en yüksek düzeyde kullanılmasını mümkün kıldı, böylece hafif, güvenilir ve ekonomik tavanlar yaratıldı. Tüm bunlar, modern bir mimar için özellikle önemlidir. modern inşaat yapı kütlelerinde azalma ve yapı ön plana çıkmıştır.

Ancak geniş açıklıklı yapılar nelerdir? Uzmanların farklılaştığı yer burasıdır. Tek bir tanım yoktur. Versiyonlardan birine göre, bu, açıklık uzunluğu 36 m'den fazla olan herhangi bir yapıdır, diğerine göre, zaten benzersiz kategoriye ait olmalarına rağmen, uzunluğu 60 m'den fazla olan desteksiz kaplamaya sahip yapılardır. İkincisi, açıklığı yüz metreden fazla olan binaları içerir.

Ama her halükarda, tanımı ne olursa olsun, Modern mimari Geniş açıklıklı yapıların karmaşık nesneler olduğu kesindir. Ve bu, mimarın yüksek düzeyde sorumluluğu, her aşamada - mimari tasarım, inşaat, işletme - ek güvenlik önlemleri alma ihtiyacı anlamına gelir.

Önemli bir nokta, yapı malzemesi seçimidir - ahşap, betonarme veya çelik. Bu geleneksel malzemelerin yanı sıra özel kumaşlar, kablolar ve karbon fiber de kullanılmaktadır. Malzeme seçimi, mimarın karşı karşıya olduğu görevlere ve yapının özelliklerine bağlıdır. Modern geniş açıklıklı inşaatta kullanılan ana malzemeleri düşünün.

Uzun açıklıklı inşaat umutları

Dünya mimarlık tarihi ve insanın mekânı fethetme ve mükemmel mimari formlar yaratma konusundaki kaçınılmaz arzusu göz önüne alındığında, geniş açıklıklı yapılara olan ilginin istikrarlı bir şekilde artacağını güvenle tahmin edebiliriz. Malzemelere gelince, modern yüksek teknoloji çözümlerine ek olarak, geleneksel malzeme ile modern yüksek teknolojilerin benzersiz bir sentezi olan KDK'ya giderek daha fazla önem verilecektir.

Rusya'ya gelince, ekonomik kalkınmanın hızı ve ticaret ve spor altyapısı da dahil olmak üzere çeşitli amaçlara yönelik tesislere yönelik karşılanmamış ihtiyaç göz önüne alındığında, geniş açıklıklı bina ve yapıların inşaat hacmi sürekli artacaktır. Ve burada benzersiz tasarım çözümleri, malzeme kalitesi ve yenilikçi teknolojilerin kullanımı giderek daha önemli bir rol oynayacaktır.

Ancak ekonomik bileşeni de unutmayalım. Ön planda olan ve olacak olan odur ve belirli bir malzeme, teknoloji ve tasarım çözümünün etkinliği onun aracılığıyla değerlendirilecektir. Ve bu bağlamda, yapıştırılmış ahşap yapıları tekrar hatırlamak istiyorum. Birçok uzmana göre, geniş açıklıklı inşaatın geleceğine sahipler.

Soru 59 Geniş açıklıklı yapılara etkiyen yükler. Geniş açıklıklı kaplamalar için çerçeve yerleşimi

Kiriş ve çerçeve taşıyıcı sistemli geniş açıklıklı kaplamaların çerçeveleri, endüstriyel binaların çerçevelerine yakın bir yerleşim planına sahiptir. Geniş açıklıklar ve vinç kirişlerinin olmaması durumunda, ana taşıyıcı yapılar arasındaki mesafelerin 12-18 m'ye çıkarılması tavsiye edilir Dikey ve yatay bağlantı sistemleri, endüstriyel binalardaki ile aynı amaca sahiptir ve benzer şekilde düzenlenir.

Çerçeve kaplamalarının düzeni, enine Bina boyunca taşıyıcı çerçeveler yerleştirildiğinde ve boyuna hangarların özelliği. Boyuna yerleşimde, ana taşıyıcı çerçeve daha büyük yapı planı doğrultusunda yerleştirilir ve enine makaslar bunun üzerine desteklenir.

Destek çerçevelerinin ve enine kafes kirişlerin üst ve alt kirişleri, stabilitelerini sağlamak için çapraz desteklerle çözülmüştür.

Kemerli sistemlerde kemerlerin basamağı 12 m ve üzeri olarak alınır; kemerler boyunca, çatıyı destekleyen enine nervürlerin dayandığı ana kirişler döşenir.

Ana taşıyıcı sistemlerin (çerçeveler, kemerler) büyük açıklıkları ve yükseklikleri için, bitişik düz çerçevelerin veya kemerlerin (Şekil 8) yanı sıra kemerlerin üç yüzlü bölümlerinin kullanılmasıyla uzamsal olarak kararlı blok yapılar kullanılır. Kemerler, genel deforme olabilirlikleri arttığında, yapının sertliği için önemi özellikle büyük bir kemer yükseltici ile büyük olan uzunlamasına bağlarla anahtarda birleştirilir.

En uç kemer çifti arasında yer alan enine bağlantılar, kemerli kaplamanın uç duvarından iletilen rüzgarın basıncına bağlıdır.

SORU 60. Geniş açıklıklı kiriş yapıları. Avantajları ve dezavantajları. Yapıcı kararlar. Kiriş yapılarına etki eden yükler. Kiriş yapılarının hesaplanması ve tasarımının temelleri.

Kiriş yapıları

Desteklerin genleşme kuvvetlerini karşılayamadığı durumlarda uzun açıklıklı kiriş yapıları kullanılır.

Geniş açıklıklı kiriş sistemleri, çerçeve veya kemerli sistemlerden daha ağırdır, ancak imalatı ve montajı daha kolaydır.

Kiriş sistemleri ağırlıklı olarak kamu binalarında - tiyatrolar, konser salonları, spor tesisleri - kullanılmaktadır.

50-70 m ve üzeri açıklıklarda kullanılan kiriş sistemlerinin ana taşıyıcı elemanları makaslardır; Geniş açıklıklı yekpare kirişler metal tüketimi açısından dezavantajlıdır.

Ana avantajlar kiriş yapıları, işin netliği, ayırıcı kuvvetlerin olmaması ve desteklerin çökmesine karşı duyarsızlıktır. Ana dezavantaj– Geniş açıklık momentleri ve rijitlik gerekliliklerinden kaynaklanan nispeten büyük çelik tüketimi ve yüksek yükseklik.

Pirinç. 1, 2, 3

Çubuklarda 4000-5000 kN üzerindeki kuvvetlere sahip geniş açıklıklı kafes kirişlerin çubuklarının kesitleri genellikle kaynaklı I-kirişlerin veya haddelenmiş profillerin kompoziti olarak alınır.

Makasların yüksek yüksekliği, monte edilmiş nakliye elemanları şeklinde demiryolu ile taşınmalarına izin vermez, bu nedenle, kurulum için toplu olarak gelirler ve yerinde büyütülürler.

Elemanlar kaynak veya yüksek mukavemetli cıvatalarla bağlanır. Yüksek işçilik yoğunluğundan dolayı yüksek hassasiyetli cıvata ve perçinler kullanılmamalıdır.

Uzun açıklıklı makaslar, endüstriyel yapıların hafif makaslarına benzer şekilde hesaplanır ve kesitleri seçilir.

Büyük destek reaksiyonları nedeniyle, bunların kesinlikle kiriş düğümünün ekseni boyunca aktarılması gerekli hale gelir, aksi takdirde önemli ek gerilmeler ortaya çıkabilir.

60-90m açıklıklarda, kirişin bükülmesi ve sıcaklık deformasyonları nedeniyle desteklerin karşılıklı yer değiştirmesi önemli hale gelir. Bu durumda, desteklerden biri serbest yatay harekete izin veren makara olabilir (Şek. 6).

Kafesler yüksek esnek kolonlara monte edilirse, 90 m'ye kadar açıklıklarda bile uygunluk nedeniyle her iki destek sabitlenebilir üst kısımlar sütunlar.

Uzun açıklıklı kiriş sistemleri, üretimi, nakliyesi ve montajı kolay olan öngerilmeli üç yüzlü kafes kirişlerden oluşabilir (Şekil 7).

Sıkıştırma için ortak çalışmaya makasın üst kirişleri boyunca döşenen betonarme bir döşemenin dahil edilmesi, boru çubuklar ve öngerilme bu tür makasları metal tüketimi açısından ekonomik hale getirir.

Alt ve üst makas kirişlerinin tasarım kesitlerinde çelik saclara yer verilmiştir.

İnce bir levhanın basınç altında çalışabilmesi için, yükten kaynaklanan daha büyük sıkıştırma gerilimi büyüklüğünde bir ön çekme gerilimi oluşturulur.

SORU 61. Geniş açıklıklı çerçeve yapıları. Avantajları ve dezavantajları. Yapıcı kararlar. Çerçeve yapılara etki eden yükler. Çerçeve yapılarının hesaplanması ve tasarımının temelleri.

Çerçeve yapıları

Geniş açıklıkları kapsayan çerçeveler çift menteşeli ve menteşesiz olabilir..

Menteşesiz kasalar daha rijit, metal tüketimi açısından daha ekonomik ve montajı daha kolay; ancak, onlar için yoğun tabanlı daha masif temeller gerektirirler ve sıcaklık etkilerine ve desteklerin düzensiz oturmalarına karşı daha hassastırlar.

Çerçeve yapıları, kiriş yapılarıyla karşılaştırıldığında, metal tüketimi açısından daha ekonomik ve daha rijittir, bu nedenle çerçeve kirişinin yüksekliği, kiriş kirişlerinin yüksekliğinden daha düşük bir yüksekliğe sahiptir.

Uzun açıklıklı kaplamalarda hem yekpare hem de boydan boya çerçeveler kullanılır.

Küçük açıklıklar (50-60 m) için katı çerçeveler nadiren kullanılır, avantajları şunlardır: daha az emek yoğunluğu, taşınabilirlik ve odanın yüksekliğini azaltma olasılığı.

En sık kullanılan çerçeveler menteşelidir. Çerçevelerin enine çubuklarının yüksekliğinin şuna eşit alınması önerilir: açıklığın 1/12-1/18'i açık kirişlerle, açıklığın 1/20 - 1/30'u kadar sağlam çapraz çubuklarla.

Çerçeveler, yapısal mekanik yöntemler kullanılarak hesaplanır. Hesaplamayı basitleştirmek için, çerçevelerden geçen ışık, eşdeğer dolu çerçevelere indirgenebilir.

Ağır çerçeveler (ağır kafes kirişler gibi), tüm kafes çubuklarının deformasyonu dikkate alınarak kafes sistemleri olarak hesaplanmalıdır.

Büyük açıklıklar (50 m'den fazla) ve düşük rijit raflar için, sıcaklık etkileri için çerçevelerin hesaplanması gereklidir.

Masif çerçevelerin traversleri ve rafları masif I-kesitlere sahiptir; taşıma kapasiteleri, eksantrik olarak sıkıştırılmış çubuklar için formüllerle kontrol edilir.

Kafes çerçevelerin hesabını basitleştirmek için, aralıkları bir dolu çerçeve için olduğu gibi belirlenebilir.

yaklaşık bir hesaplama, çerçeve kuşaklarının ön kısımlarını oluşturur;

travers ve raf bölümlerinin atalet momentlerini yaklaşık formüllerle belirleyin;

çerçeve, yapısal mekanik yöntemlerle hesaplanır; çerçevenin tasarım şeması geometrik eksenler boyunca alınmalıdır;

destek reaksiyonlarını belirledikten sonra, bölümlerinin nihai olarak seçildiği tüm çubuklarda hesaplanan kuvvetleri bulurlar.

Kesit tipleri, düğüm noktalarının tasarımı ve çerçeve makaslarının bağlantıları, ağır kiriş makaslarıyla aynıdır.

Çapraz çubuğu boşaltmanın başka bir yapay yöntemi, destek menteşelerinin çift menteşeli çerçevesindeki rafın ekseninden içe doğru kaydırılmasıdır. Bu durumda, dikey destek reaksiyonları, çapraz çubuğu boşaltan ek momentler oluşturur.