Sivil ve endüstriyel binalar için geniş açıklıklı çatı yapıları

Saint Petersburg

kiriş kubbesini kapsayan bina

giriiş

Tarihsel referans

sınıflandırma

Düzlemsel geniş açıklıklı kaplama yapıları

Mekansal geniş açıklıklı kaplama yapıları

1 Pile

3 Kabuk

Asılı (kablo destekli) yapılar

1 Asılı kapaklar

4 Kombine sistemler

Dönüştürülebilir ve pnömatik kapaklar

1 Dönüştürülebilir kaplamalar

İkinci El Kitaplar

giriiş

Salonlu binaları tasarlarken ve inşa ederken, karmaşık mimari ve mühendislik görevleri ortaya çıkar. Salonda konforlu koşullar yaratmak, teknolojinin, akustiğin gereklerini karşılamak, diğer odalardan ve ortamdan yalıtmak için salon kapağının tasarımı belirleyici önem taşımaktadır. Şekillendirmenin matematiksel yasalarının bilgisi, keyfi bir plan ilkesini kullanarak karmaşık geometrik yapılar (paraboller, hiperboller vb.) Yapmayı mümkün kıldı.

Modern mimaride, bir planın oluşumu iki eğilimin gelişmesinin sonucudur: yapıcı bir çerçeve sistemine yol açan serbest bir plan ve sadece binanın tüm hacmini düzenlemeye izin veren yapıcı bir sistem gerektiren keyfi bir plan. planlama yapısı.

Salon çoğunluğun ana kompozisyon çekirdeğidir kamu binaları. En yaygın plan konfigürasyonları dikdörtgen, daire, kare, eliptik ve at nalı şeklindeki planlardır, daha az sıklıkla yamuktur. Salon için döşeme tasarımları seçerken, salonun dış dünyayla açık camlı yüzeyler aracılığıyla bağlanması veya tam tersine tamamen izole edilmesi ihtiyacı belirleyici bir öneme sahiptir.

Geniş açıklıklı bir yapıyla kaplanan, desteklerden arındırılmış alan, binaya duygusal ve plastik bir ifade kazandırıyor.

1. Tarihsel arka plan

Uzun açıklıklı çatı yapıları eski zamanlarda ortaya çıktı. Bunlar taş kubbeler ve tonozlardı, ahşap kirişlerdi. Örneğin, Roma'daki Pantheon'un taş kubbe örtüsünün (1125) çapı yaklaşık 44 m, İstanbul'daki Ayasofya Camii'nin kubbesi (537) - 32 m, Floransa Katedrali'nin kubbesi (1436) idi. - 42 m, Kremlin'deki Üst Konseyin kubbesi (1787) - 22,5 m.

O zamanın inşaat tekniği taştan hafif yapıların inşasına izin vermiyordu. Bu nedenle, geniş açıklıklı taş yapılar çok masifti ve yapıların kendileri onlarca yıl boyunca inşa edildi.

Ahşap bina yapıları taş olanlara göre daha ucuz ve daha kolay inşa ediliyordu ve aynı zamanda geniş açıklıkların da kapatılmasına olanak sağlıyordu. Bunun bir örneği, Moskova'daki eski Manezh binasını (1812) kaplayan, 30 m açıklığa sahip ahşap yapılardır.

XVIII - XIX yüzyıllarda demir metalurjisinin gelişimi. inşaatçılara taştan, ahşaptan, dökme demirden ve çelikten daha dayanıklı malzemeler verdi.

XIX yüzyılın ikinci yarısında. uzun açıklıklı metal yapılar yaygın olarak kullanılmaktadır.

XVIII yüzyılın sonunda. Geniş açıklıklı binalar için yeni bir malzeme ortaya çıktı - betonarme. XX yüzyılda betonarme yapıların iyileştirilmesi. ince duvarlı mekansal yapıların ortaya çıkmasına neden oldu: kabuklar, kıvrımlar, kubbeler. Yerli bilim adamlarının da yer aldığı ince duvarlı kaplamaların hesaplanması ve tasarımı teorisi ortaya çıktı.

XX yüzyılın ikinci yarısında. asma kapakların yanı sıra pnömatik ve çubuk sistemleri de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Geniş açıklıklı yapıların kullanılması, malzemenin yük taşıma özelliklerinden maksimum düzeyde faydalanmayı ve böylece hafif ve ekonomik kaplamalar elde etmeyi mümkün kılar. Yapıların ve yapıların kütlesinin azaltılması inşaattaki ana trendlerden biridir. Kütlenin azaltılması, malzemenin hacminin, çıkarılmasının, işlenmesinin, nakliyesinin ve kurulumunun azaltılması anlamına gelir. Bu nedenle inşaatçıların ve mimarların yeni yapı biçimlerine ilgi duyması oldukça doğaldır ve bu da özellikle kaplamalarda büyük etki sağlar.

2. Sınıflandırma

Büyük açıklıklı kaplama yapıları, statik performanslarına göre iki ana büyük açıklıklı kaplama sistemine ayrılabilir:

· düzlemsel (kirişler, kafes kirişler, çerçeveler, kemerler);

· mekansal (kabuklar, kıvrımlar, askı sistemleri, çapraz çubuk sistemleri vb.).

Geniş açıklıklı çatıların kiriş, çerçeve ve kemerli düzlemsel sistemleri genellikle tüm yük taşıyan elemanların ortak çalışması dikkate alınmadan tasarlanır, çünkü bireysel düz diskler birbirine önemli ölçüde dağıtılamayan nispeten zayıf bağlarla bağlanır. yükler. Bu durum doğal olarak yapıların kütlesinin artmasına yol açmaktadır.

Yükleri yeniden dağıtmak ve mekansal yapıların kütlesini azaltmak için bağlantılar gereklidir.

Geniş açıklıklı yapıların imalatında kullanılan malzemeye göre ayrılırlar:

ahşap

metal

betonarme

Ø Ahşabın iyi yük taşıma özellikleri vardır (çamın hesaplanan basınç ve bükülme direnci 130-150 kg/m'dir) 2) ve düşük yığın yoğunluğu (havada kuruyan çam için 500 kg/m3) ).

Ahşap yapıların kısa ömürlü olduğuna dair bir görüş var. Şunun için geçerli kötü bakım Ahşap yapılar, çeşitli mantar ve böceklerin ahşaba zarar vermesi nedeniyle çok çabuk bozulabilir. Ahşap yapıların korunmasında temel kural, havalandırılması veya havalandırılması için koşullar yaratmaktır. Ahşabın inşaatta kullanılmadan önce kurutulmasının sağlanması da önemlidir. Şu anda ağaç işleme endüstrisi, yüksek frekanslı akımlar vb. dahil olmak üzere modern yöntemlerle verimli kurutma sağlayabilmektedir.

Ahşabın biyolojik stabilitesinin arttırılması, uzun süredir geliştirilmiş ve ustalaşmış çeşitli etkili antiseptiklerle emprenye etme yöntemlerinin yardımıyla kolayca elde edilir.

Yangın güvenliği nedeniyle ahşabın kullanılmasına daha sık itirazlar vardır.

Bununla birlikte, temel yangın güvenliği kurallarına uyulması ve yapıların denetlenmesinin yanı sıra ahşabın yangına dayanıklılığını artıran alev geciktiricilerin kullanılması ahşabın yangın özelliklerini önemli ölçüde iyileştirebilir.

Ahşap yapıların dayanıklılığının bir örneği olarak, 180 yıldan daha eski olan Moskova'daki daha önce bahsedilen Manege'yi, 1738'de inşa edilen Leningrad'daki Amirallik'teki yaklaşık 72 m yüksekliğindeki kuleyi, Yakutsk'taki gözetleme kulesini örnek gösterebiliriz. Yaklaşık 300 yıl önce inşa edilen Vladimir, Suzdal, Kizhi ve Kuzey Rusya'nın diğer şehir ve köylerinde geçmişi birkaç yüzyıl öncesine dayanan birçok ahşap kilise var.

Ø Başta çelik olmak üzere metal yapılar yaygın olarak kullanılmaktadır.

Avantajları: yüksek mukavemet, nispeten küçük kütle. Çelik yapıların dezavantajı korozyona yatkınlık ve yangına karşı direncin düşük olmasıdır (yüksek sıcaklıklarda taşıma kapasitesinin kaybı). Çelik yapıların korozyonuyla mücadele etmek için birçok yöntem vardır: boyama, polimer filmlerle kaplama vb. Yangın güvenliği amacıyla kritik çelik yapılar betonlanabilir veya çelik yapıların yüzeyine ısıya dayanıklı beton karışımları (vermikülit vb.) püskürtülebilir.

Ø Betonarme yapılar çürümeye, paslanmaya maruz kalmaz, yangın dayanımı yüksektir ancak ağırdır.

Bu nedenle geniş açıklıklı yapılar için malzeme seçerken, belirli inşaat koşullarında görevi en iyi karşılayan malzemenin tercih edilmesi gerekir.

3. Düzlemsel geniş açıklıklı kaplama yapıları

Toplu inşaat kamu binalarında, salonları kaplamak için esas olarak geleneksel düzlemsel yapılar kullanılır: döşeme, kirişler, kirişler, çerçeveler, kemerler. Bu yapıların işleyişi dahili kullanımına dayanmaktadır. fiziksel ve mekanik özellikler malzeme ve yapının gövdesindeki kuvvetlerin doğrudan desteklere aktarılması. İnşaatta düzlemsel kaplama türü iyi çalışılmış ve üretimde uzmanlaşılmıştır. Açıklıkları 36 m'ye kadar olan birçoğu prefabrik standart yapılar olarak tasarlanmıştır. Bunları iyileştirmek, ağırlığı ve malzeme tüketimini azaltmak için sürekli çalışmalar yapılıyor.

Kamu binalarının iç kısımlarındaki hol kaplamasının düzlemsel yapısı, estetik niteliğinin düşük olması nedeniyle hemen hemen her zaman pahalı bir asma tavanla kaplanmaktadır. Bu, nadir durumlarda teknolojik ekipman için kullanılan çatı yapısı alanında binada gereksiz alanlar ve hacimler yaratır. Yapının dış kısmında, bu tür yapılar ifadesizliklerinden dolayı genellikle yüksek duvar korkuluklarının arkasına gizlenmiştir.

Kirişler çelik profillerden, betonarme (prefabrik ve monolitik), ahşaptan (tutkallı veya çivili) yapılmıştır.

Tee veya kutu bölümünün çelik kirişleri (Şekil 1, a, b) büyük miktarda metal tüketimi gerektirir, büyük bir sapmaya sahiptir ve bu genellikle bir bina asansörü (açıklıktan 1/40-1/50) ile telafi edilir.

Bir örnek, 1958'de inşa edilen Cenevre'deki kapalı yapay buz pateni pistidir (Şekil 1c). 80.4 boyutlarında salon kapsamı × 93,6 m, her 10,4 m'de bir monte edilen, değişken kesitli on adet entegre kaynaklı masif çelik kirişten yapılmıştır Kirişin bir ucunda destek bulunan bir konsolun düzenlenmesi nedeniyle, kesitin azaltılmasına yardımcı olan bir ön gerilim yaratılmıştır. Işın.

Betonarme kirişler büyük bir bükülme momentine ve büyük bir ölü ağırlığa sahiptir, ancak imalatları kolaydır. Monolitik, prefabrik-monolitik ve prefabrik (ayrı bloklardan ve katı) yapılabilirler. Öngerilme takviyeli betonarme malzemeden yapılmıştır. Kiriş yüksekliğinin açıklığa oranı 1/8 ile 1/20 arasında değişir. İnşaat uygulamasında, 60 m'ye kadar açıklığa sahip ve 100 m'ye kadar konsollu kirişler vardır Kirişlerin kesiti bir tee, I-kiriş veya kutu şeklindedir (Şekil 2). , a, b, c, d, e, g).

a - bir I bölümünün çelik kirişi (kompozit);

b - çelik kutu kesitli kiriş (kompozit);

c - Cenevre'de yapay bir kapalı buz pateni pisti (1958). Kapak ölçüsü 80,4×93,6 M.

Ana I-kirişler 10,4 m aralıklarla yerleştirilmiştir.

Ana kirişler boyunca alüminyum kirişler döşenir.

Pirinç. 1 (devam)

d - birleşik yatay çiftliklerin planları

paralel kayışlarla. TsNIIEP Entertainment tarafından geliştirildi ve

Spor tesisleri;

e - üçgen çelik kafes kirişlerin şemaları: çokgen ve üçgen

g - Essen'deki (Almanya) kongre salonu. Kaplama boyutları 80,4 × 72,0.

Kapak 4 kafes direğine dayanmaktadır. Ana kirişlerin açıklığı 72,01 m, ikincil kirişlerin açıklığı ise 12 m'lik artışlarla 80,4 m'dir.

Pirinç. 2. Betonarme kirişler ve kafes kirişler

a - paralel kirişli betonarme tek adımlı kiriş

tişört bölümü;

b - I bölümünün betonarme üçgen kirişi;

c - paralel kirişli yatay betonarme kiriş

I bölümü;

g - paralel ve kompozit betonarme yatay kiriş

tişört kemerleri;

d - betonarme yatay kutu kesitli kiriş

Pirinç. 2 (devam)

e - kompozit beşik betonarme kafes, aşağıdakilerden oluşan

öngerilmeli alt akorlu iki yarı kiriş;

g - Londra'daki İngiliz Denizaşırı Havacılık Şirketi'nin (BOAC) binası, 1955. Betonarme kirişin yüksekliği 5,45 m'dir, kirişin kesiti dikdörtgendir;

h - Springfield'deki (ABD) bir lisenin spor salonu

Ülkemizde toplu inşaat uygulamasında Şekil 2'de gösterilen kirişler kullanılmaktadır. 2, a, b, c.

Orman bakımından zengin bölgelerde ahşap kirişler kullanılmaktadır. Yangına dayanıklılıkları ve dayanıklılıkları düşük olduğundan genellikle III. sınıf binalarda kullanılırlar.

Ahşap kirişler, 30-20 m uzunluğa kadar çivi kirişlerine ve yapıştırılmış kirişlere bölünmüştür.Çivi kirişleri (Şekil 3, a), 45 ° açıyla farklı yönlere eğilmiş iki kat levhadan çivilere dikilmiş bir duvara sahiptir. Üst ve alt kuşaklar, kirişin dikey duvarlarının her iki tarafına dikilen boyuna ve enine kirişlerden oluşur. Çivi kirişlerin yüksekliği kiriş açıklığından 1/6-1/8 kadardır. Tahta duvar yerine kontrplak duvar kullanılabilir.

Yapıştırılmış kirişler, çivi kirişlerinin aksine, özel emprenye edilmese bile yüksek mukavemete ve artan yangın direncine sahiptir. Yapıştırılmış ahşap kirişlerin kesiti dikdörtgen, I-kiriş, kutu şeklinde olabilir. Düz veya kenarlı olarak yerleştirilmiş, tutkal üzerine çıtalardan veya levhalardan yapılırlar.

Bu kirişlerin yüksekliği açıklıktan 1/10-1/12 kadardır. Üst ve alt akorların ana hatlarına göre, yapıştırılmış kirişler yatay kirişli, bir veya iki eğimli, eğrisel olabilir (Şekil 3, b).

Pirinç. 3 (devam)

Kirişler gibi kirişler de metal, betonarme ve ahşaptan yapılabilir. Çelik kafes kirişler, metal kirişlerden farklı olarak kafes yapısından dolayı daha az metal gerektirir. Asma tavan ile, mühendislik iletişiminin geçişini veya tavan arasından serbest geçişi sağlayan, geçişli bir tavan arası yaratılır. Çiftlikler genellikle çelik profillerden yapılır ve mekansal üç yüzlü kafes kirişler çelik borulardan yapılır.

Essen Kongre ve Spor Salonu'nun kapsama alanı 80,4'tür × 72 m (Şek. 1, g). Kaplama, dört daldan oluşan dört kafes sütuna dayanmaktadır. Raflardan biri temele sağlam bir şekilde sabitlenmiştir, iki raf makaralı rulmanlara sahiptir, dördüncü raf salınımlıdır ve iki yönde hareket edebilmektedir. İki ana çokgen perçinli kafes kiriş, destek direkleri üzerinde durmaktadır ve 72 m açıklığa ve açıklığın ortasında 5,94 ve 6,63 m yüksekliğe ve destekler üzerinde sırasıyla 2,40 ve 2,54 m yüksekliğe sahiptir. Ana kafes kirişlerin kayışları, genişliği 600 mm'den fazla olan kutu şeklinde bir bölüme sahiptir, destekler I kesitli kompozittir. 80,4 m açıklığa sahip iki konsollu, kaynaklı ikincil kafes kirişler, 12 m'lik bir adımla ana kafes kirişlere dayanır.Bu kafes kirişlerin üst kayışı, bir tee şeklinde, alt kısmı - bir şeklinde bir bölüme sahiptir. Geniş raflı I-kiriş. Çatının kenarlarından 11 m mesafede serbest dikey deformasyonları sağlamak için, hem kaplamanın kapalı yapısında hem de kafes kirişlerde ve asma tavanda menteşeler düzenlenmiştir. 11 m uzunluğundaki kirişlerin uçları, stantlarda bulunan hafif sallanan direklere dayanmaktadır. Çapraz rüzgar yatay bağlantıları, ana ve aşırı ikincil çiftlikler arasında ve ayrıca uzunlamasına duvarlar boyunca, kapağın kenarından 3,5 m mesafede bulunur. Aşıklar ve sandık I-kirişlerden yapılmıştır. Bina, üzerine fiberglas üzerine dört kat sıcak bitümden oluşan su yalıtım halısının döşendiği 48 mm kalınlığında preslenmiş saman levhalarla kaplanmıştır.

Çiftlikler hem üst hem de alt bantların farklı şekillerine sahip olabilir. En yaygın çiftlikler üçgen ve çokgendir, ayrıca paralel kuşaklarla yataydır (Şekil 1, d, e, g).

Betonarme kafes kirişler yapılmıştır: katı - 30 m uzunluğa kadar; kompozit - öngerilme takviyeli, uzunluğu 30 m'den fazla olan Kafes yüksekliğinin açıklığa oranı 1/6-1/9'dur.

Alt akor genellikle yatay yapılır, üst akor yatay, üçgen, segmental veya çokgen bir şekle sahip olabilir. En yaygın olanı, Şekil 2'de gösterilen betonarme çokgen (üçgen) kafes kirişlerdir. 2, f. Tasarlanan betonarme kafes kirişlerin maksimum uzunluğu 12 m'lik bir adımla yaklaşık 100 m'dir.

Betonarme kafes kirişlerin dezavantajı büyük bir yapısal yüksekliktir. Kafes kirişlerin kendi ağırlığını azaltmak için yüksek mukavemetli betonların kullanılması ve verimli malzemelerden yapılmış hafif levhaların kullanılması gerekir.

Ahşap kafes kirişler - kütük veya blok asma kirişler şeklinde sunulabilir. Ahşap kafes kirişler 18 m'den daha uzun açıklıklar için kullanılır ve önleyici yangın güvenliği önlemlerinin uygulanmasına tabidir. Ahşap kafes kirişlerin üst (sıkıştırılmış) kayışı ve destekleri, açıklıktan 1/50-1/80'e eşit bir kenarı olan kare veya dikdörtgen kesitli kirişlerden, alt (gerilmiş) kayış ve askılar ise her iki kirişten ve askılardan yapılmıştır. somunlar ve pullarla sıkmak için uçlarında vida dişleri bulunan çelik teller.

Ahşap kafes kirişlerin stabilitesi, kafes kirişin kenarları boyunca ve ortasına, düzlemlerine dik olarak monte edilen ahşap destekler ve bağların yanı sıra kaplamanın sabit diskini oluşturan çatı döşemeleri ile sağlanır. Ev yapımı uygulamada, üst kayışı FR-12 yapıştırıcı ile 170 mm genişliğinde sürekli bir levha paketinden yapılmış olan 15, 18, 21 ve 24 m açıklıklı kafes kirişler kullanılmaktadır. Destekler aynı genişlikteki çubuklardan, alt kiriş yuvarlanan köşelerden ve kolye yuvarlak çelikten yapılmıştır (Şekil 3, c).

Metal-ahşap kafes kirişler - 1973 yılında eğitim binaları TsNIIEP, eğlence binaları ve spor tesisleri TsNIIEP ve SSCB'nin TsNIISK Gosstroy'u tarafından geliştirilmiştir. Bu kafes kirişler 3 ve 6 m'den sonra kurulur ve iki versiyonda çatı kaplama için kullanılabilir:

a) sıcak çalıştırılan asma tavanlı ve soğuk çatı panelleri;

b) asma tavan ve sıcak çatı panelleri olmadan.

Çerçeveler düzlemsel aralayıcı yapılardır. İtkisiz kiriş-direk yapısından farklı olarak, çerçeve yapısındaki çapraz çubuk ve direk, yüklerin çerçeve çapraz çubuğu üzerindeki etkisinden dolayı direkte bükülme momentlerine neden olan sert bir bağlantıya sahiptir.

Tabanın düzensiz çökme tehlikesi yoksa, çerçeve yapıları temeldeki desteklerin sağlam bir şekilde yerleştirilmesiyle yapılır. Çerçeve ve kemer yapılarının düzensiz yağışa karşı özel hassasiyeti, menteşeli çerçevelere (iki menteşeli ve üç menteşeli) ihtiyaç duyulmasına yol açmaktadır. Şek. 4, a, b, c, d.

Çerçevelerin düzlemlerinde yeterli rijitliğe sahip olmadığı göz önüne alındığında, kaplama yapılırken, kaplama elemanlarının gömülmesi veya düzleme dik diyafram çerçevelerin veya takviye desteklerinin takılmasıyla tüm kaplamanın uzunlamasına sağlamlığının sağlanması gerekir.

Çerçeveler metal, betonarme veya ahşaptan yapılabilir.

Metal çerçeveler hem katı hem de kafes bölümlerden yapılabilir. Kafes bölümü, düşük ölü ağırlığı ve hem basınç hem de çekme kuvvetlerini eşit derecede iyi absorbe etme yeteneği nedeniyle daha ekonomik olduğundan, geniş açıklıklı çerçeveler için tipiktir. Kafes çerçevelerin çapraz çubuklarının kesit yüksekliği açıklığın 1/20-1/25'i, katı kesitli çerçevelerin ise açıklığın 1/25-/30'u dahilinde alınır. Hem katı hem de kafes metal çerçevelerin çapraz çubuğunun kesit yüksekliğini azaltmak için, bazen özel desteklerle donatılmış boşaltma konsolları kullanılır (Şekil 4, d).

Çerçeveler: a - menteşesiz; b - iki menteşeli; üç menteşeli; g - iki menteşeli;

d - menteşesiz; e - iki mafsallı; g - üç menteşeli; ve - boşaltma konsollu iki menteşeli; k - itmeyi algılayan bir nefes ile çift menteşeli; h - çerçeve yüksekliği; I - kemer kaldırma bomu; l - açıklık; r1 ve r2, kemerin alt ve üst yüzlerinin eğrilik yarıçaplarıdır; 0,01 ve 02 eğrilik merkezleri; - menteşeler; s - nefes; d - konsoldaki dikey yükler.

Metal çerçeveler inşaatta aktif olarak kullanılmaktadır (Şekil 5, 1, a, b, c, d, e; Şekil 6, a, c).

Çelik, betonarme ve ahşap çerçeveler

Betonarme çerçeveler - menteşesiz, iki menteşeli, daha az sıklıkla üç menteşeli olabilir.

30-40 m'ye kadar olan çerçeve açıklıkları ile, sağlam, sertleştiricili I kesitli, geniş açıklıklı - kafesli olarak yapılırlar. Katı bölümün enine çubuğunun yüksekliği çerçeve açıklığının yaklaşık 1/20-1/25'i, kafes bölümünün yüksekliği açıklığın 1/12-1/15'i kadardır. Çerçeveler tek açıklıklı ve çok açıklıklı, monolitik ve prefabrik olabilir. Prefabrik bir çözümle, bireysel çerçeve elemanlarının bükülme momentlerinin minimum olduğu yerlere bağlanması tavsiye edilir. Şek. Şekil 5, 2 ve, j ve şekil 6, c, betonarme çerçeveler kullanılarak bina inşa etme uygulamasından örneklerdir.

Ahşap kirişler gibi ahşap çerçeveler de 24 m'ye kadar açıklıklar için çivilenmiş veya yapıştırılmış elemanlardan yapılmıştır, montajı kolaylaştırmak için üç menteşeli yapılması avantajlıdır. Çivi çerçevelerinden enine çubuğun yüksekliği, çerçeve açıklığının yaklaşık 1/12'si, yapıştırılmış çerçeveler için ise açıklığın 1/15'i olarak alınır. Ahşap çerçevelerin kullanıldığı bina inşaatı örnekleri Şekil 5, l, m, şek. 7.

Pirinç. 7 Ahşap kontrplak çerçeveli depo binası çerçevesi

Kemerler de çerçeveler gibi düzlemsel aralayıcı yapılardır. Düzensiz yağışa karşı çerçevelere göre daha da hassastırlar ve hem menteşesiz hem de çift menteşeli ve üç menteşeli olarak yapılırlar (Şekil 4, e, f, g, i, j).Kaplamanın stabilitesi sağlanır. kaplamanın kapalı kısmının sert elemanları tarafından. 24-36 m açıklıklar için iki adet üç mafsallı kemer kullanmak mümkündür. bölüm çiftlikleri(Şekil 8, a). Sarkma ponponlarını önlemek için süspansiyonlar monte edilir.

a - çokgen kirişlerden üç menteşeli ahşap kemer;

b - kafes ahşap kemer

Metal kemerler masif ve kafes kesitten yapılmıştır. Kemerlerin katı bölümünün enine çubuğunun yüksekliği, açıklığın 1/50-1/80'i, kafesin 1/30-1/60'ı dahilinde kullanılır. Tüm kemerlerin yükseklik/açıklık oranı parabolik eğri için 1/2-1/4 ve dairesel eğri için 1/4-1/8 aralığındadır. Şek. 8a, şek. 9, şek. 1, şek. 10, a, b, c'de inşaat uygulamalarından örnekler sunulmaktadır.

Betonarme kemerler, metal olanlar gibi, enine çubuğun sağlam ve kafes kesitine sahip olabilir.

Masif kemerlerin travers bölümünün yapısal yüksekliği açıklığın 1/30-1/40'ı, kafes kemerlerin açıklığın 1/25-1/30'u kadardır.

Geniş açıklıklı prefabrik kemerler, iki yarım kemerden yapılır, Şekil e'de yatay konumda betonlanır ve daha sonra tasarım konumuna yükseltilir (Şekil 9, 2, a, b, c'deki örnek).

Ahşap kemerler çivilenmiş ve yapıştırılmış elemanlardan yapılmıştır. Kaldırma bomunun çivili kemerler için açıklığa oranı 1/15-1/20, yapıştırılmış kemerler için - 1/20-1/25'tir (Şekil 8, a, b, Şekil 10, c, d).

a - sütunlarda puf bulunan bir kemer; b - çerçevelerdeki kemer desteği; veya payandalar; c - temellerde kemer desteği

4. Mekansal geniş açıklıklı kaplama yapıları

Farklı dönemlere ait uzun açıklıklı yapı sistemleri, onları inşaatta teknik ilerleme olarak değerlendirmeyi mümkün kılan bir dizi temel özellik ile birleştirilmiştir. İnşaatçıların ve mimarların hayali, alanı fethetmek, mümkün olan en geniş alanı kapatmakla bağlantılıdır. Tarihsel olarak kurulmuş ve modern eğrisel yapıları birleştiren şey, uygun bir form arayışı, ağırlıklarını mümkün olduğunca azaltma arzusu, yükleri dağıtmak için en uygun koşulların araştırılması, bu da yeni malzemelerin ve potansiyel fırsatların keşfedilmesine yol açmaktadır.

Mekansal geniş açıklıklı kaplama yapıları, düz katlanmış kaplamaları, tonozları, kabukları, kubbeleri, çapraz nervürlü kaplamaları, çubuk yapılarını, pnömatik ve çadır yapılarını içerir.

Düz katlanmış kaplamalar, kabuklar, çapraz nervürlü kaplamalar ve çubuk yapılar sert malzemelerden (betonarme, metal profiller, ahşap vb.) yapılmıştır. Yapıların ortak çalışması nedeniyle, mekansal sert kaplamalar küçük bir kütleye sahiptir ve bu da maliyeti düşürür hem kaplama kurulumunda hem de destek ve temellerin kurulumunda.

Askılı (kablo), pnömatik ve çadır örtüleri sert olmayan malzemelerden (metal kablolar, metal pirinç membranlar, sentetik film ve kumaşlardan yapılmış membranlar) yapılmıştır. Bunlar, mekansal sert yapılardan çok daha büyük ölçüde, yapıların hacimsel kütlesinde bir azalma sağlar ve yapıları hızlı bir şekilde inşa etmenize olanak tanır.

Mekansal yapılar çok çeşitli bina ve yapı biçimleri oluşturmayı mümkün kılar. Bununla birlikte, mekansal yapıların inşası, inşaat üretiminin daha karmaşık bir organizasyonunu ve tüm inşaat işlerinin yüksek kalitesini gerektirir.

Elbette her özel durum için belirli kaplama tasarımlarının kullanımına ilişkin öneriler verilemez. Karmaşık bir alt sistem oluşumu olarak örtü, yapının yapısında, diğer tüm unsurlarıyla, dış ve iç çevresel etkilerle, oluşumunun ekonomik, teknik, sanatsal ve estetik-üslup koşullarıyla yakın ilişki içindedir. Ancak mekansal yapıların kullanımındaki bazı deneyimler ve verdiği sonuçlar, kamu binalarının şu veya bu yapıcı ve teknolojik organizasyonunun yerinin anlaşılmasına yardımcı olabilir. Dünya inşaat pratiğinde zaten bilinen mekansal tipteki yapı sistemleri, binaların ve yapıların neredeyse her türlü plan konfigürasyonuna göre bloke edilmesini mümkün kılmaktadır.

1 Pile

Kıvrım, karşılıklı olarak kesişen düz elemanlardan oluşan mekansal bir kaplamadır. Kıvrımlar, belirli bir sırayla tekrarlanan, kenarlar boyunca ve açıklıkta sertleştirici diyaframlara dayanan bir dizi elemandan oluşur.

Kıvrımlar testere dişi, yamuk, aynı tip üçgen düzlemlerden, kalçalı (dörtgen ve çokyüzlü) ve diğerleridir (Şekil 11, a, b, c, d).

Silindirik kabuk ve kubbelerde kullanılan kıvrımlı yapılar ilgili bölümlerde ele alınmıştır.

Kıvrımlar aşırı desteklerin ötesinde serbest bırakılarak konsol çıkıntıları oluşturulabilir. Kat yerinin düz elemanının kalınlığının açıklığın yaklaşık 1/200'ü olduğu, elemanın yüksekliğinin 1/10'dan az olmadığı ve kenarın genişliğinin açıklığın 1/5'inden az olmadığı varsayılmaktadır. . Kıvrımlar genellikle 50-60 m'ye kadar açıklıkları ve 24 m'ye kadar çadırları kapsar.

Katlanmış yapıların bir takım olumlu nitelikleri vardır:

formun basitliği ve buna bağlı olarak üretim kolaylığı;

prefabrik üretimin büyük olanakları;

yerden tasarruf vb.

İlginç bir örnek düz katlanmış testere dişi profil tasarımının uygulanması, Detroit'teki (ABD) Beton Enstitüsü laboratuvarının 29.1 boyutunda kaplamasıdır. × 11,4 ( Şekil 11, e) Mimarlar Yamasaki ve Leinweber, mühendisler Amman ve Whitney'in projesi. Kaldırım, orta koridoru oluşturan iki uzunlamasına destek sırası üzerinde durmaktadır ve desteklerin her iki yanında 5,8 m uzunluğunda konsol uzantıları bulunmaktadır.Kaldırım, zıt yönlere yönlendirilmiş kıvrımların bir kombinasyonudur. Kıvrımların kalınlığı 9,5 cm'dir.

1972 yılında Moskova'da Kursk tren istasyonunun yeniden inşası sırasında trapez şeklinde katlanmış bir yapı kullanıldı ve bu da bekleme odasının 33 büyüklüğünde kaplanmasını mümkün kıldı. × 200 m (Şek. 11, f).

Eğrisel çatı kaplamanın en eski ve yaygın sistemi tonozlu çatıdır. Kemer, geçmişin (20. yüzyıla kadar) bir dizi mimari formunun oluşturulduğu ve çeşitli salonların farklı işlevsel amaçlarla kaplanması sorununu çözmeyi mümkün kılan yapıcı bir sistemdir.

Silindirik ve kapalı tonoz tonozun en basit formlarıdır ancak bu kaplamaların oluşturduğu boşluk kapalıdır ve form plastisiteden yoksundur. Bu kemerlerin kaşıklarının yapımında kalıbın kullanılması görsel bir hafiflik hissi sağlar. Tonozların iç yüzeyi, kural olarak, zengin bir dekorla süslenmiş veya sahte ahşap asma tavan tasarımıyla taklit edilmiştir.

Çapraz tonoz, iki silindirik tonozun kesişiminden kesilerek oluşturulmuştur. Kaplıca ve fesleğen dolu devasa salonlar onları kapatmıştı. Çapraz tonoz Gotik mimaride büyük kullanım alanı buldu.

Çapraz tonoz, Rus taş mimarisinde en yaygın çatı kaplama biçimlerinden biridir.

Yelkenli tonoz, tonoz-kubbe, gölgelik gibi tonoz türleri yaygın olarak kullanılmıştır.

3 Kabuk

İnce duvarlı kabuklar, mekansal yapı türlerinden biridir ve büyük binaları olan (hangarlar, stadyumlar, pazarlar vb.) Bina ve yapıların yapımında kullanılır. İnce duvarlı bir kabuk, minimum kalınlığa ve buna bağlı olarak minimum kütle ve malzeme tüketimine sahip, çok büyük bir alana sahip olan kavisli bir yüzeydir. taşıma kapasitesiÇünkü eğrisel şekli nedeniyle mekansal yük taşıyan bir yapı görevi görüyor.

Pirinç kağıdıyla yapılan basit bir deney, çok ince kavisli bir plakanın, eğrisel şekli nedeniyle, aynı düz plakaya göre dış kuvvetlere karşı daha fazla direnç kazandığını göstermektedir.

Herhangi bir plan konfigürasyonuna sahip binaların üzerine sert kabuklar dikilebilir: dikdörtgen, kare, yuvarlak, oval vb.

Konfigürasyon açısından çok karmaşık olan yapılar bile aynı tipte çok sayıda elemana bölünebilir. Fabrikalarda inşaat detayları Bireysel yapısal elemanların üretimi için ayrı üretim hatları oluşturulmuştur. Geliştirilen kurulum yöntemleri, envanter destek kuleleri yardımıyla veya yardımcı iskele olmadan kabuk ve kubbelerin inşa edilmesini mümkün kılar, bu da kaplamaların yapım süresini önemli ölçüde azaltır ve kurulum işinin maliyetini azaltır.

Tasarım şemalarına göre, sert kabuklar şu şekilde ayrılır: pozitif ve negatif eğrilikli kabuklar, şemsiye kabukları, tonozlar ve kubbeler.

Kabuklar betonarme, betonarme çimento, metal, ahşap, plastik ve basınç kuvvetlerini iyi karşılayan diğer malzemelerden yapılmıştır.

Daha önce ele aldığımız geleneksel yatak sistemlerinde, ortaya çıkan kuvvetlere karşı direnç, tüm eğrisel yüzey üzerinde sürekli olarak yoğunlaşmıştır; çünkü bu uzaysal taşıyıcı sistemlerin özelliğidir.

İlk betonarme kubbe kabuğu 1925 yılında Jena'da inşa edildi. Çapı 40 m idi, bu da St.Petersburg'un kubbesinin çapına eşittir. Peter Roma'da. Bu kabuğun kütlesinin St.Petersburg Katedrali'nin kubbesinden 30 kat daha az olduğu ortaya çıktı. Peter. Bu, yeni yapıcı prensibin umut verici olanaklarını gösteren ilk örnektir.

Gerilimle güçlendirilmiş betonun ortaya çıkışı, yeni hesaplama yöntemlerinin oluşturulması, yapıların modeller kullanılarak ölçülmesi ve test edilmesi, bunların kullanımının statik ve ekonomik faydaları ile birlikte kabukların dünya çapında hızla yayılmasına katkıda bulunmuştur.

Kabukların başka avantajları da vardır:

kaplamada aynı anda iki işlevi yerine getirirler: destekleyici yapı ve çatı;

yangına dayanıklıdırlar, bu da çoğu durumda eşit ekonomik koşullar altında bile onları daha iyi bir konuma getirir;

mimarlık tarihindeki form çeşitliliği ve özgünlüğü açısından benzersizdirler;

son olarak, önceki tonozlu ve kubbeli yapılarla karşılaştırıldığında, kapalı açıklıkların ölçeği açısından onları birçok kez aştılar.

Betonarme kabukların yapımı oldukça geniş bir gelişme göstermişse, metal ve ahşapta bu yapılar hala sınırlı kullanımdadır, çünkü bunlar henüz metal ve ahşapta oldukça basit bir şekilde bulunamamıştır. yapıcı formlar kabuklar.

Metalden yapılmış kabuklar, kabuğun aynı anda bir, iki veya daha fazla katmanda destekleyici ve kapatıcı bir yapının işlevlerini yerine getirdiği tamamen metalden yapılabilir. Uygun tasarımla, kabukların yapımı büyük panellerin endüstriyel montajına indirgenebilir.

Tek katmanlı metal kabuklar çelik veya alüminyumdan yapılmıştır şekil.a. Kabukların sertliğini arttırmak için enine kaburgalar eklenir. Üst ve alt kirişler boyunca birbirine bağlanan enine kaburgaların sık sık düzenlenmesiyle iki katmanlı bir kabuk elde edilebilir.

Kabuklar tek ve çift eğriliğe sahiptir.

Kabuklara tek eğrilik silindirik veya konik yüzey(Şekil 12, a, b).

Pirinç. 12. En yaygın kabuk şekilleri

a - silindir: 1 - daire, parabol, sinüzoid, elips (kılavuzlar); 2 - düz çizgi (üreten); b - koni: 1 - herhangi bir eğri; 2 - düz çizgi (üreten); d - transfer yüzeyi: 1 - parabol (kılavuz); 2 - elips, daire (oluşturan); c - devrimin yüzeyi (kubbe): 1-dönüş; 2 - daire, elips, parabol (üreten); Dönme veya aktarma yüzeyi (küresel kabuk): 1, 2 - daire, parabol (jeneratörler veya kılavuzlar); 3 - daire, parabol (üreten); 4 - dönme ekseni d - tek yönde çift eğrilik kabuklarının oluşumu: hiperbolik paraboloit: AB-SD, AC-VD - düz çizgiler (kılavuzlar); 1 - parabol (kılavuz).

Silindirik kabuklar dairesel, eliptik veya parabolik bir tasarıma sahiptir ve duvarlar, kafes kirişler, kemerler veya çerçeveler şeklinde yapılabilen uç takviye diyaframları ile desteklenir. Kabukların uzunluğuna bağlı olarak, uzunlamasına eksen boyunca açıklığın bir buçuk dalga boyundan (enine yönde açıklık) fazla olmadığı kısa olanlara ve açıklığın birlikte olduğu uzun olanlara ayrılırlar. boyuna eksen bir buçuk dalgadan fazladır (Şekil 13, a , c, e).

Uzun silindirik kabukların uzunlamasına kenarları boyunca, kabuğun uzunlamasına açıklık boyunca bir kiriş gibi çalışmasına izin veren, uzunlamasına takviyenin yerleştirildiği yan elemanlar (sertleştirme kaburgaları) sağlanır. Ek olarak, yan elemanlar, kabukların çalışmalarından kaynaklanan itme kuvvetini enine yönde algılar ve bu nedenle yatay yönde yeterli sertliğe sahip olmalıdır (Şekil 13, a, e).

Uzun silindirik bir kabuğun dalga boyu genellikle 12 m'yi aşmaz Kaldırma bomunun dalga boyuna oranı, açıklığın en az 1/7'si olarak alınır ve kaldırma bomunun açıklığın uzunluğuna oranı, 1/10'dan az olamaz.

Prefabrik uzun silindirik kabuklar genellikle silindirik bölümlere, yan elemanlara ve takviye diyaframına ayrılır; bunların takviyesi kurulum sırasında ve monolitik olarak birbirine kaynaklanır (Şekil 13, e).

Planda dikdörtgen çerçeveli büyük odaları kaplamak için uzun silindirik kabukların kullanılması tavsiye edilir. Uzun kabuklar, kabukların uzunlamasına eksen boyunca açıklığını azaltmak için genellikle üst üste binen dikdörtgen alanın kısa kenarına paralel olarak yerleştirilir (Şekil 13, f). Uzun silindirik kabukların gelişimi, küçük bir kaldırma bomu ile mümkün olan en düz kavisin aranması doğrultusunda ilerleyerek daha kolay inşaat koşullarına, binanın hacminde bir azalmaya ve çalışma koşullarında bir iyileşmeye yol açar.

Yapısal çalışma açısından özellikle avantajlı olan, birbirini takip eden düz silindirik kabuk sırasının düzenlenmesidir, çünkü bu durumda yatay yönde etki eden bükme kuvvetleri bitişik kabuklar tarafından iptal edilir (en uçtakiler hariç).

Uzun silindirik kabukların inşaatlarda kullanımına örnekler verelim.

Çok dalgalı uzun silindirik kabuk Bournemouth'taki (İngiltere) bir garajda yapıldı.

Kabuk boyutları 4 5×90 m, kalınlık 6,3 cm, proje mühendis Morgan tarafından gerçekleştirildi (Şekil 14, a).

c - Karaçi'deki havaalanının hangarı (Pakistan, 1944). Örtü, 39,6 m uzunluğunda, 10,67 m genişliğinde ve 62,5 mm kalınlığında uzun silindirik kabuklardan oluşur. Kabuklar, hangar kapısının üzerinde bir lento olan 58 m uzunluğunda bir kiriş üzerinde durmaktadır; g - Bilimler Akademisi'nde Havacılık Bakanlığı hangarı! dudak (1959). Hangarı kapatmak için hangar kapısı açıklığına paralel olarak yerleştirilmiş üç silindirik kabuk kullanıldı. Mermilerin uzunluğu 55 m, hangarın derinliği 32,5 m'dir.

Madrid'deki spor salonunun kaplaması (1935), mimar Zuazo ve mühendis Torroja tarafından tasarlandı. Kapak, uç duvarlara dayanan iki uzun silindirik kabuğun birleşimidir ve bu nedenle hafif malzemelerden yapılmış uzunlamasına duvarlarda destek gerektirmez. Kabuğun uzunluğu 35 m, açıklığı 32,6 m ve kalınlığı 8,5 cm'dir (Şek. 14, b).

Karaçi'deki havaalanının 1944 yılında inşa edilen hangarı, uzunluğu 29,6 m, genişliği 10,67 m ve kalınlığı 6,25 cm olan mermilerle temsil edilmektedir. , V).

Uzun silindirik kabukların kullanımı pratik olarak 50 m'ye kadar olan açıklıklarla sınırlıdır, çünkü bu sınırın ötesinde yan elemanların (kirişler) yüksekliği aşırı derecede büyüktür.

Bu tür kabuklar genellikle endüstriyel inşaatlarda kullanılır, ancak kamu binalarında da kullanılır. Kaliningradgrazhdanproekt, 18 açıklıklı uzun silindirik kabuklar geliştirdi × 24 m, 3 m genişliğinde, bir ısıtıcı - bir fiber levha ile birlikte açıklık için hemen yapılırlar. Fabrikada bitmiş elemana yukarıdan bir su yalıtım tabakası uygulanır.

Uzun silindirik kabuklar betonarme, güçlendirilmiş çimento, çelik ve alüminyum alaşımlarından yapılmıştır.

Böylece, St. Petersburg'daki Moskova İstasyonunu kaplamak için pirinç alüminyumdan yapılmış silindirik bir kabuk kullanıldı. Sıcaklık bloğunun uzunluğu 48 m, genişliği 9 m'dir.

Kısa silindirik mermiler, uzun mermilerle karşılaştırıldığında daha büyük dalga boyutuna ve kaldırma bomuna sahiptir. Kısa silindirik kabukların eğriliği, üst üste binen odanın en büyük açıklığının yönüne karşılık gelir. Bu kabuklar kasa gibi çalışır.

Eğrinin şekli bir daire yayı veya bir parabol ile temsil edilebilir. Kısa kabuklarda burulma tehlikesi nedeniyle çoğu durumda enine takviyeler kullanılır. Yan elemanlara ek olarak, bu tür kabukların yatay enine kuvvetleri absorbe edecek sıkılaştırmalara sahip olması gerekir (Şekil 13, c, e).

Sütun ızgaralı binalar için yaygın olarak bilinen kısa silindirik kabuklar 24 × 12 m ve 18 × 12 m. Diyafram kafesli, nervürlü panellerden oluşur 3 × 12 m ve yerleşik elemanlar (Şekil 15, a-d).

Bu açıklıklara yönelik yapılar standart olarak kabul edilmektedir.

Kısa silindirik kabukların kullanımı asma tavan kullanımını gerektirmez.

Konik kabuklar genellikle trapez planlı bina veya odaların kaplanmasında kullanılır. Bu kabukların tasarım özellikleri uzun silindirik kabuklarla aynıdır (Şekil 12, a). Bu formun ilginç bir kullanımına bir örnek, Georgia'da (ABD) göl kenarındaki bir restoranın, 9.14 m çapında bir dizi betonarme mantar şekilli koni şeklinde yapılmış çatısıdır.Boşaltmak için içi boş mantar ayakları kullanılır. kaplama yüzeyinden yağmur suyu. Bitişik üç mantarın kenarlarının oluşturduğu üçgenler, plastik kubbe şeklinde ışık fenerleri için yuvarlak delikli betonarme levhalarla kaplandı.

Pirinç. 15 Betonarmeden yapılmış kısa silindirik kabukların uygulama örnekleri

Geniş açıklıklara sahip dalgalı ve katlanmış kabuklarda rüzgar, kar, sıcaklık değişimleri vb. kaynaklı geçici yükler nedeniyle önemli bükülme momentleri ortaya çıkar.

Bu tür kabukların gerekli güçlendirilmesi, kaburgaların düzenlenmesiyle sağlandı. Kuvvetlerdeki azalma, kabuğun kendisinin dalgalı ve katlanmış profillerine geçişle sağlandı. Bu, kabukların sertliğini artırmayı ve malzeme tüketimini azaltmayı mümkün kıldı.

Bu tür yapılar, yatak desteklerinden bağımsız olabilen muhafaza duvarının düzlemi ile bunun üzerinde duran kaplama arasındaki kontrastın vurgulanmasını mümkün kılar. Bu, bu yapılarda destekler vb. için büyük konsol çıkıntılarının yapılmasını mümkün kılar. (Moskova'daki Kursky tren istasyonu).

Kıvrımlar ve dalgalar tavanlar ve bazen de iç mekanlardaki duvarlar için ilginç bir plaka şeklidir.

Dalgalı bir kabuk, mimari estetiğin gerekliliklerine göre bir ölçek, eğrilik ve şekil bulunduğunda oldukça etkileyici olabilir. Bu tip yapı, çok çeşitli nesneleri kaplamak için kullanılan 100 m'den fazla açıklıklar için tasarlanmıştır.

Çok yüzlü katlanmış kabuk tonozları, çok yüzlü bir şekil vererek silindirik bir kabuğun sertliğini arttırmanın bir örneğidir.

Tek eğrilikli kabuklardan çift eğrilikli kabuklara geçiş, kabukların geliştirilmesinde yeni bir aşamaya işaret eder, çünkü içlerindeki bükülme kuvvetlerinin etkisi minimuma indirilir.

Bu tür kabuklar farklı planlara sahip binalarda kullanılır: kare, üçgen, dikdörtgen vb.

Bu tür kabukların çeşitliliği yuvarlak veya oval planlı bir kubbedir.

Çift eğrilikli kabuklar hem düzleştirilmiş hem de düzleştirilmiş konturlarla yapılabilir.

Dezavantajları şunları içerir: kaplanacak binanın fazla tahmin edilen hacmi, geniş bir çatı yüzeyi ve her zaman uygun olmayan akustik özellikler. Kaplamada ağırlıklı olarak merkezde ışık fenerleri kullanmak mümkündür.

Bu tür kabuklar, betonarme monolitik ve prefabrik monolitik versiyonlarda yapılabilir.

Bu binaların açıklıkları 24-30 m arasında değişmektedir.Kabukun stabilitesi, öngerilmeli takviye kirişleri sistemi ile sağlanmaktadır. × 12 m Kabuğun konturu öngerilmeli kayış üzerinde durmaktadır.

Bazı durumlarda, salonların betonarmeden yapılmış kesik piramit şeklinde çadır kabuklarıyla kaplanması tavsiye edilir. Kontur boyunca iki tarafa veya köşeye yaslanabilirler.

İnşaat pratiğinde en yaygın çift eğrilikli kabuk türleri şekil 2'de gösterilmektedir. 12, f, f, h.

Kubbe devrimin bir yüzeyidir. Buradaki çabalar meridyen ve enlem yönünde hareket eder. Meridyen boyunca basınç gerilmeleri ortaya çıkar. Enlemlerde, üstten başlayarak, basınç kuvvetleri de ortaya çıkar ve yavaş yavaş gerilme kuvvetlerine dönüşür ve kubbenin alt kenarında maksimuma ulaşır. Kubbe kabukları, kabuğun planda kare veya çokyüzlü bir şekle sahip olması durumunda, bir diyafram veya takviye sistemi aracılığıyla, sütunlar üzerinde, gerilim altında çalışan bir destek halkası üzerinde desteklenebilir.

Kubbe Doğu ülkelerinde ortaya çıktı ve her şeyden önce faydacı bir amaca sahipti. Ahşabın yokluğunda kil ve tuğla kubbeler konutların örtüsü olarak kullanılıyordu. Ancak olağanüstü estetik ve tektonik nitelikleri sayesinde kubbe, mimari bir form olarak yavaş yavaş bağımsız bir anlamsal içerik kazandı. Kubbenin şeklinin gelişimi, geometrisinin doğasındaki sürekli bir değişiklikle ilişkilidir. İnşaatçılar, küresel ve küresel bir şekilden karmaşık parabolik hatları olan sivri bir şekle geçiyor.

Kubbeler küresel ve çok yönlü, nervürlü, pürüzsüz, oluklu, dalgalıdır (Şek. 16, a). Kubbe kabuklarının en tipik örneklerini ele alalım.

Profesör P.L.'nin projesine göre inşa edilen Roma Spor Sarayı'nın (1960) kaplanması. Olimpiyat Oyunları için Nervi, karmaşık bir mekansal şekle sahip, 1,67 ila 0,34 m genişliğinde prefabrik takviyeli çimento elemanlarından yapılmış küresel bir kubbedir (Şekil 17, a). Kubbenin 114 bölümü 38 eğimli destek üzerinde durmaktadır (1 destek başına 3 bölüm). Monolitik yapılar tamamlanıp prefabrik bölümler monolitik hale getirildikten sonra kubbe yapısı bir bütün olarak çalışmaya başladı. Bina 2,5 ayda inşa edildi.

Mimar Kenzo Tange ve mühendis Tsibon'un projesine göre 1954 yılında Matsuyama'daki (Japonya) konser salonunun kubbe kaplaması, 50 m çapında ve 6,7 m kaldırma bomu olan bir topun bir parçasıdır (Şekil 1). 17, b). Kaplamada salonun üstten aydınlatması için 60 cm çapında 123 adet yuvarlak delik bulunmaktadır.

Ortadaki kabuğun kalınlığı 12 cm, desteklerde 72 cm'dir Kabuğun kalınlaştırılmış kısmı destek halkasının yerini alır.

Novosibirsk'teki (1932) tiyatronun oditoryumu üzerindeki kubbenin çapı 55,5 m, kaldırma bomu 13,6 m, kabuğun kalınlığı 8 cm'dir (açıklığın 1/685'i). 50 kesitli bir halka üzerinde durmaktadır. × 80 cm (Şek. 17, c).

Belgrad'daki (Yugoslavya) sergi pavyonunun kubbesi 1957 yılında inşa edilmiştir. Kubbenin çapı 97,5 m olup, kaldırma bomu 12-84 m'dir.Kubbe, 27 m çapında yekpare bir orta kısımdan oluşan bir yapıdır. m ve bir betonarme kirişin halka şeklinde, içi boş, trapez kesiti üzerinde bir I bölümünün 80 prefabrik betonarme yarım kemerinin desteklendiği, üç sıra halka şeklinde kabuk ile çözülmüş (Şekil 17, d).

1981 yılında inşa edilen Oporto'daki (Portekiz) stadyumun kubbe kapağı 92 m çapındadır.

Kaplama, üçgen çerçeveler üzerine oturan 32 meridyen konumlu kiriş ve 8 betonarme halkadan oluşuyor. Üçgen çerçevelerdeki destek bölgesindeki kubbenin çapı 72 m, kubbenin yüksekliği 15 m'dir Kubbe kabuğu, betonarme çerçeve üzerine mantar dolgu üzerine betondan yapılmıştır.

Kubbenin tepesine bir ışık feneri yapılmıştır (Res. 17, e).

Şek. Şekil 18, metalden yapılmış kabuk kubbe örneklerini göstermektedir. Bu tür binaların inşasındaki deneyim, bunların dezavantajsız olmadığını göstermiştir. Dolayısıyla asıl olan, binaların büyük inşaat hacmi ve aşırı büyük bina yapılarının kütlesidir.

Son yıllarda açılır çatılı ilk kubbeli binalar ortaya çıktı.

Örneğin, Pittsburgh'daki stadyum için (Şekil 18), kubbenin yüzeyi üzerinde radyal olarak kayan alüminyum alaşımlarından yapılmış kabuğun sektörel elemanları kullanılmıştır.

Ahşap kubbelerde (Şekil 19, a, b, c), destekleyici yapılar ahşap elemanlarla kesilmiş veya yapıştırılmıştır. Modern eğimli kubbelerde ana çerçeve elemanları basınçlı olarak çalışır, bu nedenle ahşap kullanılması özellikle tavsiye edilir.

Orta Çağ'dan bu yana kubbe yapımında yapı malzemesi olarak ahşap kullanılmıştır. Batı Avrupa'da Orta Çağ'dan kalma pek çok ahşap kubbe günümüze kadar gelmiştir. Genellikle ana kubbeyi örten, tuğladan yapılmış bir çatı katını temsil ederler. Bu kubbeler güçlü bir sağlamlık bağlantı sistemine sahipti. Bu tür kubbeler arasında örneğin Leningrad'daki Trinity Kilisesi'nin ana kubbesi bulunmaktadır. 25 m çapında ve 21,31 m kaldırma bomu olan kubbe 1834 yılında dikilmiş olup halen mevcuttur. O zamanın ahşap kubbeleri arasında bu kubbe dünyanın en büyüğüydü. Birkaç halka bağ halkasıyla birbirine bağlanan 32 meridyen kaburgadan oluşan tipik bir blok yapısına sahiptir.

Pirinç. 18 Metalden yapılmış kabuk kubbe örnekleri

1920-30'larda. Ülkemizde hatırı sayılır büyüklükte birkaç ahşap kubbe dikildi. Berezniki ve Bobrikov kimya tesislerinde 32 m çapındaki gaz tankları ahşap ince duvarlı kubbelerle kaplıydı. Saratov, Ivanov ve Bakü'de sırasıyla 46, 50 ve 67 m çapındaki sirkler ahşap kubbelerle örtülmüştü.Bu kubbeler nervürlü bir yapıya sahipti, nervürler kafes kemerlerdi (Şek. 19, b).

Ahşabı dayanıklı, su geçirmez sentetik yapıştırıcılarla yapıştırmanın modern tekniği ve yapıştırılmış ahşap üretimindeki geniş deneyim ve inşaatta kullanımı, ahşabın inşaatta yeni bir yüksek kaliteli malzeme olarak tanıtılmasını mümkün kılmıştır. geniş açıklıklı yapılar. Ahşap yapılar sağlam, dayanıklı, yangına dayanıklı ve ekonomiktir.

Şekil 19. Kabuklardan yapılmış ahşap kubbelerin kullanım örnekleri

Lamine ahşap kubbeler sergi ve konser salonlarını, sirkleri, stadyumları, planetaryumları ve diğer kamu binalarını kaplamak için kullanılır. Yapıştırılmış ahşap kubbelerin mimari ve yapıcı türleri çok çeşitlidir. En sık kullanılanlar, Profesör M.S. tarafından geliştirilen, nervürlü kubbeler, üçgen örgülü kubbeler ve kristal tipi kafesli örgü kubbelerdir. Tupolev.

ABD ve İngiltere'de yapıştırılmış ahşaptan yapılmış çok sayıda kubbe inşa edilmiştir.

Montana eyaletinde (ABD), 1956 yılında 15 bin seyirci kapasiteli bir spor merkezi binasının üzerine 91,5 m çapında ve 15,29 m bomlu ahşap bir kubbe dikildi (Şekil 19, c). Kubbenin destek çerçevesi 17,5 kesitli 36 meridyen kaburgadan oluşur. × 50 cm.'dir.Kaburgalar haddelenmiş profillerden yapılmış alt destek halkasına ve sıkıştırılmış üst metal halkaya dayanmaktadır. Kubbe, 12 m yüksekliğindeki betonarme sütunlara monte edilmiştir.Kaburgalar ve kirişlerden oluşan her hücrede çelik teller çapraz olarak çapraz olarak gerilir. Kubbenin montajı, kirişler ve şeritlerle birlikte eşleştirilmiş yarım kemerlerle gerçekleştirildi. Her biri 45 m uzunluğundaki yarım kemerler üç parçadan yere monte edildi.

Katlanmış kubbeler, bir veya iki katman halinde düzenlenmiş betonarme mekansal kabuklardan monte edilir veya monolitik yapılır (Şekil 19, a).

Dalgalı kubbeler 50 metreden daha uzun açıklıklar için kullanılır.Kubbe yüzeyinin dalga benzeri şekli, daha fazla sağlamlık ve stabilite sağlamak için verilmiştir (Şekil 20, a, b).

Mimar Simon ve Moriseo, mühendis Sarger'in 1955 yılındaki projesine göre inşa edilen Royen'deki (Fransa) kapalı çarşıyı kaplayan, radyal olarak düzenlenmiş 13 sinüs şeklindeki paraboloitten oluşan dalga benzeri küresel bir kabuktur (Şekil 20, a). Kubbe çapı - 50 m, yükseklik 10,15 m, dalga genişliği 6 m, kalınlık 10,5 cm Dalgaların alt kenarları doğrudan temele dayanmaktadır.

"Proje-Bükreş" enstitüsü tarafından tasarlanan Bükreş'teki sirkin örtüsü (1960), 16 parabolik dalga bölümünden oluşan 60,6 m çapında dalgalı bir kubbedir (Şekil 20, b). Kabuğun kalınlığı üstte 7 cm, desteklerde 12 cm'dir. Kubbe, kubbedeki genleşme kuvvetlerini algılayan poligonal öngerilmeli betonarme kuşakla birbirine bağlanan 16 sütun üzerinde durmaktadır.

Dikdörtgen veya çokgen odaları kaplarken transfer yüzeyli kabuklar kullanılır. Bu tür kabuklar, poligonun her tarafındaki diyaframlara dayanır. Transfer kabuğunun yüzeyi, her iki eğrinin yukarı doğru kıvrılması ve karşılıklı olarak iki dik düzlemde olması koşuluyla, bir eğrinin diğeri boyunca öteleme hareketi ile oluşturulur (Şekil 12, f).

Transfer kabukları (Şekil 12, e), tonozlar gibi enine ve boyuna yönlerde çalışır.

Uzunlamasına kaburgaların altında asılı olan güçlü nefesler, itme kuvvetini açıklık yönünde algılar. Enine yönde, dış açıklıklardaki kabuğun itme kuvveti, takviye diyaframları ve yan elemanlar tarafından algılanır ve orta açıklıklarda, komşu kabuklar tarafından itme kuvveti söndürülür. Destek bölgeleri hariç, kemerin tüm uzunluğu boyunca transfer kabuklarının kesitleri daha çok dairesel olarak alınır (Şekil 16, b).

Transfer yüzeyine sahip bir kabuk örneği, 1947'de inşa edilen Brinmore'da (Güney Galler, İngiltere) bir kauçuk fabrikasının kaplanmasıdır (Şekil 21, b). Kaplama, 19 boyutunda 9 adet dikdörtgen eliptik kabuktan oluşur. × 26 m Kabukların kalınlığı 7,5 cm'dir Kabukların sertliği yan diyaframlar ile sağlanır.

Destek bölgelerinde kabuk, orta bölgenin dairesel kesitinden destek hattı boyunca dikdörtgen kesite geçişi sağlayan konoidal elemanlarla sona erebilir.

Bu sisteme göre Leningrad'da 96 m açıklığa sahip bir araba garajı üzerine her biri 12 m genişliğinde 12 tonozdan oluşan bir kaplama yapılmıştır.

Küresel yüzey bir karenin kenarlarına inşa edilen dikey düzlemlerle sınırlanırsa küresel yelken kabukları oluşur. Bu durumda sertlik diyaframları dört tarafın tamamı için aynıdır (Şekil 12, c, e, Şekil 16).

Prefabrik nervürlü küresel kabuklar boyut 36 × Birçok endüstriyel tesisin yapımında 36 m kullanılmaktadır (Şekil 21, e). Bu çözümde dört standart boyutta plaka kullanılır: orta kısımda 3 kare × 3 m ve çevreye - kare boyutuna yakın eşkenar dörtgen kabuklar. Bu plakalar çapraz çalışma kaburgalarına ve kontur boyunca küçük kalınlaşmalara sahiptir.

Çapraz nervürlerin takviyesinin uçları çıplaktır. Kurulum sırasında üst çubuklar kullanılarak kaynak yapılır. Üzerine helisel takviyeli çubuklar, köşe birleşim bölgesindeki plakalar arasındaki dikişlere döşenir. Bundan sonra dikişler monolitiktir.

Novosibirsk alışveriş merkezi binasının küresel kaplaması 102 m2 boyutlarındadır. × 102 m, kontur kemerlerinin yüksekliği açıklığın 1/10'una eşittir. Kabuğun generatrisi aynı yükselişe sahiptir.

Kabuğun toplam yüksekliği 20,4 m'dir Kabuk yüzeyinin kesilmesi, transfer şeması dikkate alınarak yapılır. Köşe kısımlarında, kaplama plakaları, uzunlamasına (çapraz) birleşim yerlerindeki gerilimli donatıyı karşılamak amacıyla çapraz olarak düzenlenmiştir.

Kaplamanın köşe bölümlerinin en büyük gerilime maruz kalan destekleyici kısımları monolitik betonarme betondan yapılmıştır.

Boston'daki (ABD) Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nün 1200 kişilik toplantı salonunun döşemesi mimar Ero Saariner tarafından tasarlandı. 52 m çapında küresel bir kabuktur ve planda üçgen şeklindedir.

Kaplamanın küresel kabuğu küresel yüzeyin 1/8'idir. Kontur boyunca kabuk, kuvvetleri üç noktada bulunan desteklere aktaran üç eğrisel yatak kayışına dayanır (Şekil 21, d). Kabuk kalınlığı 9 ila 61 cm arasındadır.

Desteklerdeki bu kadar büyük kabuk kalınlığı, büyük kesikler nedeniyle kabukta meydana gelen önemli bükülme momentleri ile açıklanır ve bu, başarısız bir tasarım çözümünü gösterir.

Canoe'deki (Hawaii, ABD) alışveriş merkezinin çatısı, 39.01 boyutunda pürüzsüz yüzeyli küresel bir kabuk şeklinde yapılmıştır. × 39,01 m Kabuğun rijitlik diyaframı yoktur ve köşelerinde 4 adet dayanak ile desteklenmektedir. Kabuk kalınlığı 76-254 mm. (Şekil 21, a).

Mühendis Torroja ve mimar Arcas'ın tasarımına göre 1935 yılında inşa edilen Algeciros'taki kapalı çarşının kapağı (İspanya), 47,6 m çapında sekizgen küresel bir kabuktur.

Kabuğun dayandığı sekiz destek, kabuktan itme kuvveti alan çokgen bir kayışla birbirine bağlanır (Şekil 21, c).

5 Eğrilik yönünün tersi olan kabuklar

Bir ve diğer eğriliklerin zıt yönlerine sahip kabuklar, düz bir çizginin (jeneratörün) iki kılavuz eğri boyunca hareket ettirilmesiyle oluşturulur. Bunlar arasında konoidler, tek cinsiyetli devrim hiperboloitleri ve hiperbolik paraboloidler bulunur (Şekil 12, f, g, h).

Bir konoid oluştuğunda, üretim çizgisi eğri ve düz çizgi üzerinde durur (Şekil 12, g). Sonuç, bir eğriliğin zıt yönüne sahip bir yüzeydir. Konoid esas olarak sundurma çatıları için kullanılır ve birçok farklı şeklin elde edilmesini mümkün kılar. Bir konoidin kılavuz eğrisi bir parabol veya dairesel bir eğri olabilir. Baraka kapağındaki konik kabuk, tesisin doğal olarak aydınlatılmasına ve havalandırılmasına olanak tanır (Şek. 16, d, e).

Konoid kabukların destekleyici elemanları kemerler, kirişler ve diğer yapılar olabilir.

Bu tür kabukların açıklığı 18 ila 60 m arasındadır, konoidin kabuğunda ortaya çıkan çekme gerilmeleri sert diyaframlara aktarılır. Konoid kabuğun yükü, genellikle kabuğun dört köşe noktasında bulunan dört destek tarafından alınır.

Buna bir örnek, mühendis Prat'in projesine göre inşa edilen Toulouse'daki (Fransa) kapalı pazarın resepsiyon ve depolama binasıdır. Pazar, 20 m açıklıklı, 10 m kaldırma bomlu ve 70 mm kalınlığında konoid kabuklu, kemerler arası mesafe 7 m olan parabolik betonarme kemer makaslarından oluşan bir yapı ile kaplıdır. Binanın yanları, kemerlere oturan adamların yardımıyla tutulan 7 m uzunluğunda konsol şeklinde silindirik kabuklarla kaplıdır (Şek. 22, a).

Tek cinsiyetli bir hiperboloit devriminin generatrisi, kesiştiği eksenin etrafında eğik bir konumda sarılır (Şekil 12, h). Bu düz çizgi hareket ettirildiğinde, kabuğun yüzeyinde kesişen iki jeneratör sistemi ortaya çıkıyor.

Bu kabuğun kullanımına bir örnek, Madrid'deki Zarzuela Hipodromu'nun tribünleri (Şekil 22, b) ve Co'daki (Fransa) pazardır (Şekil 22, c).

Hiperbolik bir paraboloitin (hipar) yüzeyinin oluşumu, kılavuz çizgiler olarak adlandırılan paralel olmayan ve kesişmeyen çizgi sistemleri (Şekil 12, h) tarafından belirlenir. Hiperbolik paraboloidin her noktası, yüzeyi oluşturan iki üretecin kesişme noktasıdır.

Pirinç. 22 Konoidal kabukların ve dönme hiperboloitlerinin uygulama örnekleri

Düzgün dağıtılmış bir yükte, gypar yüzeyinin tüm noktalarındaki gerilimler sabit bir değere sahiptir. Bunun nedeni çekme ve basma kuvvetlerinin her nokta için aynı olmasıdır. Bu nedenle hiparalar bükülmeye karşı daha dayanıklıdır. Kabuk, yükün etkisi altında bükülme eğilimi gösterdiğinde, bu basınca normal yöndeki çekme gerilimi otomatik olarak artar. Bu, genellikle flanşsız, küçük kalınlıkta kabukların üretilmesini mümkün kılar.

Hiparlarla ilgili ilk statik çalışmalar 1935'te Fransız Lafay tarafından yayınlandı, ancak eserlerde ancak İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra pratik uygulama buldular. İtalya'da Boroni, Çekoslovakya'da Rubana, Meksika'da Candela, ABD'de Salvadori, Fransa'da Sarge. Giparların operasyonel ve ekonomik avantajları ve sınırsız estetik olanakları, kullanım alanları açısından oldukça geniş bir alan yaratmaktadır.

Şek. Şekil 16f, g, h ve düz giparların olası yüzey kombinasyonları gösterilmektedir.

Pirinç. 23 Gipar'ın inşaatta kullanımına örnekler

Shizuska'daki (Japonya) şehir tiyatro salonunun kapağı mimar Kenzo Tange, mühendis Shoshikatsu Pauobi (Şekil 23, a). Salonda seyirciler için 2.500 koltuk bulunmaktadır. Bina kare planlıdır, kenarı 54 m'ye eşittir, kabuk bir gipar şeklindedir, yüzeyi her 2,4 m'de bir karenin kenarlarına paralel olarak yerleştirilmiş takviyelerle güçlendirilmiştir Kaplamadan gelen tüm yük salonun zemini altında betonarme raylarla birbirine bağlanan iki betonarme desteğe aktarılır. Kabuk uç kirişleri için ek destekler, binanın cepheleri boyunca uzanan ince sallanan direklerdir. Rand kirişinin genişliği 2,4 m, kalınlığı 60 cm, kabuğun kalınlığı 7,5 cm'dir.

Mexico City'deki şapel ve park restoranı mühendis Felix Candela tarafından tasarlandı. Bu yapılarda çeşitli hiperbolik paraboloitlerin kombinasyonları kullanıldı (Şekil 23, b, c).

Acapulco'da (Meksika) bir gece kulübü de F. Candela tarafından tasarlandı. Bu çalışmada 6 adet Gipar kullanıldı.

Dünya inşaat pratiği, inşaatta çeşitli gipar biçimlerinin örnekleri açısından zengindir.

6 Çapraz nervürlü ve çapraz çubuk kaplamalar

Çapraz nervürlü kaplamalar, iki veya bazen üç yönde kesişen paralel kirişlere sahip kiriş veya kafes kirişlerden oluşan bir sistemdir. Bu kaplamalar çalışmalarında katı bir levhanın çalışmasına yaklaşmaktadır. Çapraz sistem oluşturularak makas veya kirişlerin yüksekliğinin 1/6-1/24 açıklığa düşürülmesi mümkün hale gelir. Çapraz sistemlerin yalnızca en boy oranı 1:1 ile 1,25:1 arasında değişen dikdörtgen odalar için etkili olduğu unutulmamalıdır. Bu oranın daha da artmasıyla yapı avantajlarını kaybederek geleneksel kiriş sistemine dönüşüyor. Çapraz sistemlerde açıklığın 1/5-1/4'üne kadar erişime sahip konsolların kullanılması oldukça avantajlıdır. Çapraz kaplamaların rasyonel desteği, çalışmalarının mekansal doğasını kullanarak, kullanımlarını optimize etmeyi ve çeşitli boyutlarda kaplamalar oluşturmayı ve aynı tipteki prefabrik prefabrik elemanlardan destek almayı mümkün kılar.

Çapraz çizgili kaplamalarda kaburgalar arası mesafe 1,5 m ila 6 m arasında kullanılır. Çapraz çizgili kaplamalar çelik, betonarme veya ahşaptan yapılabilir.

Keson formundaki betonarme çapraz nervürlü kaplamalar, 36 m'ye kadar açıklıklarda rasyonel olarak kullanılır, büyük açıklıklar için çelik veya betonarme kafes kirişlerin kullanımına geçilmelidir.

24 numaraya kadar ahşap çapraz kaplamalar × 24 m kontrplak ve tutkal ve çivilerdeki çubuklardan yapılmıştır.

Çapraz kirişlerin kullanımına bir örnek, 1954 yılında mimar Van Der Rohe (ABD) tarafından tamamlanan Chicago Toplantı Salonunun tasarımı olabilir. Salon kapsama boyutları 219,5 × 219,5 m (Şek. 24, a).

Pirinç. 24 Metalden yapılmış çapraz nervürlü kaplamalar

Salonun yapıların tepesine kadar yüksekliği 34 m'dir.Çapraz yapılar, 9.1 m yüksekliğinde çapraz kafesli paralel kemerli çelik makaslardan yapılmıştır.Tüm yapı 24 destek üzerinde durmaktadır (karenin her iki yanında 6 destek) ).

Mosproekt'in projesine göre 1960 yılında Sokolniki'de (Moskova) inşa edilen sergi pavyonunda 46 boyutunda çapraz kaplama sistemi kullanıldı. ×46 8 sütunla desteklenen m alüminyum kafes kirişler Kafes aralıkları 6 m, yüksekliği 2,4 m, Çatı 6 m uzunluğunda alüminyum panellerden yapılmıştır (Şekil 24, b)

VNIIZhelezobeton Enstitüsü, TsNIIEPzhilishcha ile birlikte 64 boyutunda çapraz çapraz kaldırımın özgün bir tasarımını geliştirdi ×64 m, prekast beton elemanlardan yapılmıştır. Örtü 48 karenin yanlarında yer alan 24 sütuna dayanmaktadır. ×48 m olup, açıklık ve 8 m ofsetli konsol kısmından oluşur, kolonların eğimi 8 m'dir.

Bu tasarım, uygulamasını Moskova'daki Lomonosovsky Prospekt'teki Mobilya Evi'nin (yazarlar A. Obraztsov, M. Kontridze, V. Antonov ve diğerleri) 5,66 m uzunluğundaki elemanlarının yapımında buldu (Şekil 25). Kaplamanın kapatma elemanı, üzerine çok katmanlı bir su yalıtım halısının döşendiği hafif, prefabrik yalıtımlı bir kalkandır.

Metalden yapılmış çubuk mekansal yapılar, düzlemsel kafes yapılarının daha da geliştirilmesidir. Çubuk şeklindeki mekansal yapının prensibi eski çağlardan beri insanlık tarafından bilinmektedir; Moğol yurtlarında ve tropik Afrika sakinlerinin kulübelerinde, Orta Çağ'ın çerçeve binalarında ve zamanımızda kullanılmaktadır - bisiklet, uçak, vinç vb. yapılarda.

Çubuk mekansal yapıları dünyanın birçok ülkesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. bunun nedeni imalatlarının basitliği, kurulum kolaylığı ve en önemlisi endüstriyel üretim olasılığıdır. Çubuğun uzaysal yapısının şekli ne olursa olsun, içinde her zaman üç tip eleman ayırt edilebilir: düğümler, bağlantı çubukları ve bölgeler. Belli bir düzende birbirine bağlanan bu unsurlar düz mekansal sistemler oluşturur.

Çubuk yapıların uzaysal sistemleri şunları içerir:

Çubuk yapısal plakaları (Şekil 26);

Örgü kabuklar (silindirik ve konik kabuklar, transfer kabukları ve kubbeler) (Şek. 27).

Çubuk mekansal yapıları tek bölgeli, iki bölgeli ve çok bölgeli olabilir. örneğin, yapısal döşemeler iki katmanlı olarak yapılır ve normal açıklıklardaki örgü kubbeler ve silindirik kabuklar tek katmanlıdır.

Düğümler ve bağlantı çubukları aralarında kapalı alanı (bölge) oluşturur. bölgeler tetrahedron, hexahedron (küp), oktahedron, dodecahedron vb. şeklinde olabilir. bölgenin şekli çubuk sisteminin sağlamlığını sağlayabilir veya sağlamayabilir; örneğin tetrahedron, oktahedron ve ikosahedron sert bölgelerdir. Tek katmanlı örgü kabukların stabilite sorunu, ince duvarlı kabuklar gibi "kırılma" olarak adlandırılan olasılık ile ilişkilidir (Şekil 26).

Pirinç. 26 Metal çubuk yapıları

Köşe ? 100 derecenin çok altında olabilir. Kopmanın kendisi tüm ağ yapısının çökmesine yol açmaz; bu durumda yapı başka bir kararlı denge yapısı kazanır.

Çubuk yapılarda kullanılan düğüm bağlantıları, çubuk sisteminin tasarımına bağlıdır. Bu nedenle, tek katmanlı ağ kabuklarında, düğümlerin "kırılmasını" önlemek için çubukların yüzeye dik yönde sert bir şekilde sıkıştırıldığı düğüm bağlantıları ve yapısal döşemelerde ve ayrıca çoklu kayışlarda kullanılmalıdır. Genel olarak sistemlerde düğümlerdeki çubukların sağlam bir şekilde bağlanması gerekli değildir. düğüm bağlantısının tasarımı çubukların mekansal düzenine ve üreticinin yeteneklerine bağlıdır.

Dünya pratiğinde kullanılan en yaygın çubuk bağlantı sistemleri aşağıdaki gibidir:

"Meko" sistemi (şekillendirilmiş bir eleman - bir top kullanan dişli bağlantı), üretim ve kurulum kolaylığı nedeniyle yaygınlaşmıştır (Şekil 28, c);

Üst kiriş düzleminde birbirine cıvatalanmış ve alt kiriş düzleminde desteklerle bağlanan piramidal, prefabrik elemanlardan oluşan "uzay güvertesi" sistemi (Şekil 28, a);

Halka veya bilyeli bağlantı parçaları kullanarak kaynak yapmak için çubukların bağlanması (Şekil 28, b);

Çubukların cıvata vb. üzerindeki bükülmüş köşebentler yardımıyla bağlanması (Şekil 28, d); çekirdek (yapısal) plakalar aşağıdaki temel geometrik şemalara sahiptir:

İki bant çubuğu ailesinden oluşan iki bantlı yapı;

Üç bant çubuğu ailesinden oluşan iki bantlı yapı;

Dört bant ailesi ailesinden oluşan iki bantlı bir yapı.

Birinci yapı şu anda en basit ve en yaygın kullanılan yapıdır. Düğüm bağlantılarının basitliği ile karakterize edilir (bir düğümde en fazla dokuz çubuk birleşmez), dikdörtgen planlı odaların tavanları için uygundur. Yapısal döşemenin yapısal yüksekliğinin açıklığın 1/20 ... 1/25'i olduğu varsayılmaktadır. 24 m'ye kadar normal açıklıklarda, levhanın yüksekliği 0,96 ... 1,2 m'dir, eğer yapı aynı uzunlukta çubuklardan yapılmışsa, bu uzunluk 1,35 ... 1,7 m'dir.Böyle bir yapısal levhanın hücreleri boyutlar, ek kirişler veya kasalar olmadan sıradan çatı kaplama elemanlarıyla (soğuk veya yalıtımlı) kaplanabilir. Levhanın önemli açıklıkları ile, çatının altına raylar monte etmek gerekir, çünkü 48 m'lik bir açıklıkla levhanın yüksekliği yaklaşık 1,9 m ve çubukların uzunluğu yaklaşık 2,7 m olacaktır. yapısal levhaların inşaatta kullanımı şekil 2'de gösterilmektedir. 29. Ağ silindirik kabukları, aynı hücrelere sahip çubuk ağlar şeklinde yapılır (Şekil 27). En basit ağ silindirik kabuk, düz üçgen bir ağın bükülmesiyle oluşturulur. ancak ağın eşkenar dörtgen şekliyle silindirik bir ağ kabuğu kolayca elde edilebilir. Bu kabuklarda düğümler, çift eğrilik gibi kabuğun yük taşıma kapasitesini artıran farklı yarıçapların yüzeyinde bulunur. Bu etki üçgen çubuk ağda da elde edilebilir.

Pirinç. 28 Çubuk yapılarda bazı düğüm bağlantı türleri

Çift eğrilik yüzeyine sahip olan ağ kubbeleri, kural olarak, çeşitli uzunluklarda çubuklardan yapılmıştır. şekilleri çok çeşitlidir (Şekil 27, a). Mühendis Futtler (ABD) tarafından oluşturulan jeodezik kubbeler, kubbe yüzeyinin çeşitli uzunluklarda çubuklar veya çeşitli boyutlarda paneller tarafından oluşturulan eşkenar küresel üçgenlere bölündüğü bir yapıdır. Örgü konik kabuklar tasarım açısından örgü kubbelere benzer, ancak sertlik açısından onlara göre daha esnektir. Avantajları, çatı kaplama elemanlarının kesilmesini kolaylaştıran gelişen bir yüzeydir. Örgü konik kabukların geometrik yapısı düzenli çokgenlerin şekilleri üzerine inşa edilebilirken, koninin tepesinde üç, dört veya beş eşkenar üçgen birleşebilir. Sistemin tüm çubukları aynı uzunluğa sahiptir ancak kabuğun bitişik yatay kirişlerindeki açılar değişir. Kafes kabukların diğer formları Şekil e 27, b, c, e'de gösterilmektedir. Yapısal döşemeler gibi uzaysal çubuk yapılarındaki çatı kaplama, çelik yapılar için yaygın olarak kullanılanlardan çok az farklıdır. tek ve çift eğrilikli ağ kabuklarının kaplamaları farklı şekilde çözülür. Hafif ısı yalıtım malzemeleri kullanıldığında, bu kaplamalar kural olarak termal gereksinimleri (kışın soğuk, yazın sıcak) karşılamaz. Isı yalıtımı olarak en uygun malzeme olan köpük poris.irolbeton'u önerebiliriz.

Monolitik (dökme çatı kaplama yöntemi) ve prefabrik olabilir, doğrudan betonarme prefabrik çatı kaplama elemanlarının vb. yapıldığı kalıplara yerleştirilebilir. bu malzeme hafiftir (yoğunluk 200 kg/m 3), alev geciktiricilidir ve çimento şapı gerektirmez. Diğer yarı sert ve yumuşak sentetik izolasyonlar da kullanılmaktadır.

Şu anda en umut verici olanı, mastik renkli çatıların kullanımı olarak düşünülmelidir, çünkü ülkemizde çift eğrilik kaplamaları için özellikle önemli olan su yalıtımı ve yapıların görünümü sorunlarını aynı anda çözerler, bu da çatı kaplama mastiğinin kullanılmasını sağlar. çatının çeşitli renk tonlarını elde etmek mümkündür (geliştirilmiş Polimer Çatı Kaplama Araştırma Enstitüsü). Çatı yüzeyinin görünmediği yapılarda çatı kaplama keçesi halı veya sentetik film ve kumaşlar kullanılabilir. içine sert sentetik yalıtım damgalanmış oluklu alüminyum levhalardan yapılmış çatı kaplama paketlerinin kullanılmasıyla iyi sonuçlar elde edilir.

Metal pirinç malzemelerden çatı kaplama ekonomik olarak mümkün değildir. Çatı yüzeyinden drenaja her durumda ayrı ayrı karar verilir.

5. Asılı (kablo destekli) yapılar

1834 yılında, yüksek mukavemet, düşük ağırlık, esneklik, dayanıklılık gibi dikkat çekici özellikleri nedeniyle inşaatta çok geniş uygulama alanı bulan yeni bir yapı elemanı olan tel halat icat edildi. İnşaatta tel halatlar ilk kez kullanıldı. yük taşıyan yapılar asma köprülerde, daha sonra geniş açıklıklı asma kaplamalarda yaygınlaşmaya başlamıştır.

Modern askılı yapıların gelişimi 19. yüzyılın sonlarında başlamıştır. 1896'da Nizhny Novgorod sergisinin inşaatında Rus mühendis V.G. Shukhov, bükülme sırasında sert elemanların çalışmasının yerini gergin esnek adamların işinin aldığı mekansal olarak çalışan bir metal yapıyı kullanan ilk kişiydi.

1 Asılı kapaklar

Asma kaplamalar hemen hemen her konfigürasyon planına sahip binalarda kullanılmaktadır. Asma çatılı binaların mimari görünümü çeşitlidir. Kaplamaları asmak için çelik, cam, plastik ve ahşaptan yapılmış teller, elyaflar, çubuklar kullanılır. Ülkemizde yüzyılın başından bu yana 120'den fazla asma çatılı bina inşa edildi. Yerli bilim, bilgisayarları kullanarak asılı sistemlerin ve yapıların hesaplanmasına ilişkin bir teori yarattı.

Şu anda yaklaşık 500 m açıklığa sahip kaplamalar mevcut olup, asılı kaplamalarda 1 m başına yaklaşık 5-6 kg çelik tüketilmektedir. 2kapalı alan. Kablo destekli yapılar yüksek derecede hazırlığa sahiptir ve kurulumları basittir.

Asma çatıların stabilitesi, esnek kabloların (kabloların) stabilize edilmesi (ön gerdirilmesi) ile sağlanır. Kablo stabilizasyonu, tek bantlı sistemlerde yükleme yapılarak, çift bant sistemleri oluşturularak (kablo kafesleri) ve çapraz sistemlerde kabloların kendiliğinden gerilmesi (kablo ağları) ile sağlanabilir. Bireysel kabloların stabilizasyon yöntemine bağlı olarak, çeşitli asılı yapı plakaları oluşturulabilir (Şekil 30, 1).

Tek eğrilik askı kaplamaları, tek kablolu ve iki kayışlı kablolu askılı sistemlerden oluşan sistemlerdir. Tek kablolardan oluşan bir sistem (Şekil 30, 1, a), içbükey bir yüzey oluşturan paralel elemanlardan (kablolar) oluşan kaplamanın destekleyici bir yapısıdır.

Bu sistemin kablolarını stabilize etmek için prefabrik betonarme döşemeler. Kaplama yapısında yekpare kablo kullanılması durumunda asılı bir kılıf elde edilir. Kablolardaki çekme kuvvetlerinin büyüklüğü, açıklığın ortasındaki sarkmalara bağlıdır. sarkmanın optimal değeri açıklığın 1/15-1/20'sidir. Plan olarak dikdörtgen olan binalarda paralel tek kablolu kablolu askılı çatılar kullanılır. Kabloların askı noktalarının destek konturuna farklı seviyelerde yerleştirilmesi veya farklı bir sarkma verilmesiyle, kaplamadan dış drenaja olanak sağlayacak şekilde uzunlamasına yönde kavisli bir kaplama yapılması mümkündür. İki kayışlı kablo askılı sistem veya kablo kafesi, bir taşıyıcı ve farklı bir işaretin eğriliğine sahip bir stabilizasyon kablosundan oluşur. Üzerlerindeki kaplamalar küçük bir kütleye (40-60 kg/m) sahip olabilir. 2). Taşıyıcı ve stabilizasyon kabloları birbirine dairesel kesitli çubuklar veya kablo destekleri ile bağlanır. Çapraz bağları olan iki katmanlı kablolu askılı sistemlerin avantajı, dinamik etkiler altında çok güvenilir olmaları ve deforme olma özelliklerinin düşük olmasıdır. Halatlı kafes kayışların sarkmasının (kaldırma) optimal değeri üst kayış için 1/17-1/20, alt kayış için açıklığın 1/20-1/25'idir (Şekil 30, Şekil 1, C). Şek. Şekil 31, tek eğriliğe sahip kablolu askılı çatıların örneklerini göstermektedir. Çift eğrilikli kablo askılı kaplamalar, tek kablo ve iki bantlı sistemlerden oluşan bir sistemin yanı sıra çapraz sistemler (kablo ağları) ile temsil edilebilir. Tek kablo sistemlerini kullanan kaplamalar çoğunlukla dairesel planlı ve kabloların radyal yerleşimi olan odalarda gerçekleştirilir. Adamlar bir ucunda sıkıştırılmış destek halkasına, diğer ucunda ise gerilmiş merkezi halkaya bağlanır (Şekil 30, Şekil 1, b). Desteğin merkezine kurulum imkanı. İki bantlı sistemler, tek eğrilikli bindirmelere benzer şekilde kabul edilir.

Pirinç. 31 Tek eğrilikli kablolu askılı çatı örnekleri

Yuvarlak planlı çatılarda, taşıyıcı ve stabilizasyon kablolarının karşılıklı düzenlenmesi için aşağıdaki seçenekler mümkündür: kablolar merkezi halkadan desteğe doğru uzaklaşır veya birleşir, kablolar birbirleriyle kesişir, merkezde ve merkezde birbirinden ayrılır çatının çevresi (Şek. 30). Çapraz sistem (kablo ağları), kesişen iki paralel kablo ailesinden (taşıyıcı ve stabilizasyon) oluşur. Bu durumda kaplama yüzeyi bir eyer şekline sahiptir (Şekil 30, Şekil 1, d). Stabilizasyon kablolarındaki öngerilme kuvveti, kesişme noktalarında uygulanan konsantre kuvvetler şeklinde destek kablolarına aktarılır. Çapraz sistemlerin kullanılması, çeşitli askılı çatı formlarının elde edilmesini mümkün kılar. çapraz kablolu sistemler için, stabilizasyon kablolarının kaldırma bomunun optimum değeri açıklığın 1/12-1/15'i ve destek kablolarının sarkması açıklığın 1/25-1/75'i kadardır. bu tür kaplamaların yapımı zahmetlidir. İlk kez 1950'de (Kuzey Carolina) Matthew Nowicki tarafından kullanıldı. Çapraz sistem, hafif beton veya betonarme prefabrik levhalar şeklinde hafif çatı kaplamanın kullanılmasına izin verir.

Şek. Şekil 31 ve 32'de tek ve çift eğrilikli kablolu askılı çatı örnekleri gösterilmektedir. Kablo askılı çatının şekli ve kaplanacak yapının planının ana hatları, çatının destek konturunun geometrisini ve dolayısıyla destekleyici (destekleyici) yapıların şeklini belirler. Bu yapılar, sabit veya değişken yükseklikte raflara sahip düz veya mekansal çerçevelerdir (çelik veya betonarme). Destekleyici yapının elemanları çapraz çubuklar, direkler, payandalar, kablo destekleri ve temellerdir. destek yapıları kabloların (kabloların) ankraj tespitlerinin yerleştirilmesini, kablolardaki kuvvetlerden gelen reaksiyonların yapının tabanına aktarılmasını ve kablo sisteminin deformasyonlarını sınırlamak için kaplamanın sert bir destek konturunun oluşturulmasını sağlamalıdır.

Dikdörtgen veya kare planlı çatılarda kablolar (kablo makasları) genellikle birbirine paraleldir. İtki aktarımı birkaç yolla yapılabilir:

Uç diyaframlar (sağlam duvarlar veya payandalar) üzerinde düz bir kaplamaya yerleştirilmiş sert kirişler sayesinde; ara raflar kablolardaki kuvvetlerin dikey bileşenlerinin yalnızca bir kısmını algılar (Şekil 33, c);

İtme kuvvetlerinin doğrudan gerilmiş veya sıkıştırılmış çubuklardan (payandalar, dikmeler) oluşan sert çerçevelere veya payandalara aktarılmasıyla, kabloların düzleminde bulunan çerçevelere itme kuvvetinin aktarılması. Çerçeve payandalarının desteklerinde ortaya çıkan büyük çekme kuvvetleri, masif temeller veya konik (içi boş veya katı) betonarme ankrajlar şeklinde zemindeki özel ankraj cihazlarının yardımıyla algılanır (Şekil 33, b);

İtkinin kablo destekleri aracılığıyla iletilmesi en çok ekonomik yol itme algısı; Adamlar bağımsız direklere ve ankraj temellerine bağlanabilir veya bir direk veya bir ankraj cihazı başına birkaç adamla birleştirilebilir (Şekil 33, a).

Dairesel kaplamalarda kablolar veya kablo makasları radyal olarak düzenlenir. Kaplama üzerinde eşit olarak dağıtılmış bir yükün etkisi altında, tüm kablolardaki kuvvetler aynıdır ve dış destek halkası eşit şekilde sıkıştırılır. Bu durumda ankraj temellerine gerek kalmaz. Düzensiz yükleme durumunda, destek halkasında dikkate alınması ve aşırı momentlerden kaçınılması gereken bükülme momentleri meydana gelebilir.

Dairesel kaplamalar için destekleyici yapılara yönelik üç ana seçenek kullanılır:

İtmenin yatay dış destek halkasına aktarılmasıyla (Şekil 33, d);

Kablolardaki kuvvetlerin eğimli dış halkaya aktarılmasıyla (Şekil 33, e);

İtmenin eğimli kontur kemerlerine aktarılmasıyla,

kaplamadan dikey kuvvetleri algılayan bir dizi raf üzerinde (Şekil 33, f, g).

Kemerlerdeki çabaları algılamak için topukları masif temellere dayanıyor veya nefeslerle bağlanıyor. Halat makaslarının hesaplanması teorisi artık oldukça geliştirildi, çalışma formülleri ve bilgisayar programları var.

2 Askıya alınmış kablolu yapılar

Diğer asma çatı türlerinden farklı olarak asma çatılarda taşıyıcı kablolar çatı yüzeyinin üzerinde bulunur.

Asma kaplamaların taşıyıcı sistemi, ışık ışınlarını veya doğrudan kaplama plakalarını taşıyan dikey veya eğimli askılara sahip kablolardan oluşur.

Örtüler, uzunlamasına ve enine yönlerde desteklenmiş raflara sabitlenir.

Asma tavanlar herhangi bir geometrik şekle sahip olabilir ve herhangi bir malzemeden yapılabilir.

Askıya alınmış kablo askılı yapılarda, yük taşıyıcı direkler uzunlamasına veya enine yönlerde bir, iki veya birkaç sıra halinde düzenlenebilir (Şekil 34).

Askıya alınmış kablolu yapıları kurarken, adamlardaki gerilimi dengelemek için gergi telleri yerine kaplamaların konsol uzantıları kullanılabilir.

Pratik inşaattan bazı örnekler.

İlk kez 1949'da Milano'da (İtalya) bir otobüs terminalinin üzerine şeffaf plastik çatılı asma kaplama inşa edildi. Eğimli çatı, eğimli taşıyıcı direklerden bir kablo sistemi ile asılmaktadır. Denge, kapağın kenarlarına takılan özel desteklerle sağlanır.

Squaw Valley'deki (ABD) Olimpiyat Stadı'nın üzerindeki örtü asıldı. Stadyum 8.000 seyirci kapasitesine sahiptir. Plandaki boyutları 94,82 × 70,80 m asma kapak, adamlar tarafından desteklenen, değişken kesitli sekiz çift eğimli kutu şeklindeki kirişten oluşur. Adamlar her 10,11 m'de bir monte edilen 2 sıra raf üzerinde dinlenir, kirişler boyunca kirişler döşenir ve üzerlerine 3,8 m uzunluğunda kutu şeklinde plakalar döşenir, yük taşıyan adamlar - kablolar 57 mm çapındadır. Asma yapılar tasarlanırken asmaların açık havada korozyondan korunması ve asmaların çatıdan geçişine yönelik düğüm noktalarının çözümü temel konulardır. Bunu yapmak için, korozyonu önlemek için periyodik muayene ve boyama için mevcut, kapalı profilden veya profil çeliğinden galvanizli halatların kullanılması tavsiye edilir.

3 Sert adam gömlekleri ve membranlar

Sert bir adam, profil metalden yapılmış, birbirine menteşelenmiş ve destekler üzerindeki en uç noktaları sabitlerken serbestçe sarkan bir diş oluşturan bir dizi çubuk elemanıdır. Sert kabloların kendi aralarında ve destekleyici yapılarla bağlantısı, karmaşık sabitleme cihazlarının ve yüksek vasıflı işgücünün kullanılmasını gerektirmez.

Bu kaplamanın ana avantajı, özel rüzgar bağları ve öngerilme gerekmeden rüzgar emme ve dalgalanmaya (bükülme-burulma titreşimleri) karşı yüksek direnciydi. Bu, sert örtülerin kullanılması ve kaldırım üzerindeki sabit yükün arttırılması yoluyla başarıldı.

Çeşitli pirinç malzemelerinden (çelik, alüminyum alaşımları, sentetik kumaşlar vb.) membranlar olarak adlandırılır. Membranlar fabrikada üretilip, sarılmış halde sahaya teslim edilebilir. Taşıma ve kapatma fonksiyonları tek bir yapısal elemanda birleştirilmiştir.

Membran kaplamaların etkinliği, ağır çatılar ve özel ağırlık yerine, sağlamlıklarını arttırmak için ön gerdirme kullanıldığında artar. Membran kaplamaların sarkması açıklığın 1/15-1/25'i kadar kabul edilir.

Kontur boyunca membran, çelik veya betonarme bir destek halkasına asılır.

Membran planın herhangi bir geometrik şekli için kullanılır. Dikdörtgen plandaki membranlar için, yuvarlak bir planda - küresel veya konik (açıklık 60 m ile sınırlıdır) silindirik bir kaplama yüzeyi kullanılır.

4 Kombine sistemler

Geniş açıklıklı yapıları tasarlarken, basit bir yapısal elemanın (örneğin kirişler, kemerler, levhalar) gerilmiş bir kabloyla bir kombinasyonunun kullanılması tavsiye edilen binalar vardır. Kombine tasarımların bazı plakaları uzun zamandır bilinmektedir. Bunlar, bant kirişinin sıkıştırma altında çalıştığı ve metal çubuğun veya kablonun çekme kuvvetlerini algıladığı kafes yapılardır. Daha karmaşık yapılarda, yapısal şemayı basitleştirmek ve böylece geleneksel geniş açıklıklı yapılara kıyasla ekonomik bir etki elde etmek mümkün hale geldi. Kemerli kafes, Leningrad'daki Zenith Spor Sarayı'nın yapımında kullanıldı. Bina 72 ölçülerinde dikdörtgen planlıdır. × 126 M. yük taşıyan çerçeve Bu salon, 12 m basamaklı ve iki yarı ahşap uç duvarlı on enine çerçeve şeklinde tasarlanmıştır. çerçevelerin her biri, iki adet eğimli v şekilli payanda kolonu, dört adet kolon desteği ve iki adet kemerli kirişten oluşan bir blok şeklinde yapılmıştır. her bloğun genişliği 6 m'dir, betonarme dikme sütunları tabana sıkıştırılmıştır ve kemerli kirişe eksensel olarak bitişiktir. Guy sütunları üstten ve alttan menteşelidir. İtme kuvvetlerinin dengelenmesi esas olarak kaplamanın kendisinde gerçekleşir. Bu şekilde bu sistem, dikdörtgen plan üzerinde adamların, payandaların veya diğer özel cihazların kurulumunu gerektiren tamamen kablolu yapılarla avantajlı bir şekilde karşılaştırılır. Adamların öngerilmesi, belirli yük türleri altında meydana gelen kemerdeki momentlerde önemli bir azalma sağlayacaktır.

Çelik kemerin kesiti 900 mm yüksekliğinde bir I-kiriştir. Kefenler halatlardan yapılmıştır kapalı tip dökme ankrajlarla.

Plan boyutları 12 olan dokuz bölümü kaplamak için kullanılan, kafes kirişlerle güçlendirilmiş betonarme döşeme × 12 Kiev'deki m mağazası. Sistemin her hücresinin üst kayışı, dokuz plakadan bir boyutta monte edilmiştir. 4×4 m, alt kayış çapraz takviye çubuklarından yapılmıştır. Bu çubuklar, köşe plakalarının çapraz kirişlerine menteşelenerek sistemin içindeki kuvvetlerin kapatılmasını mümkün kılar ve kolona yalnızca dikey bir yük aktarılır.

5 Kablo destekli çatıların yapısal elemanları ve detayları

Tel halatlar (halatlar). Kablo askılı çatıların ana yapısal malzemesi - 220 kg/mm'ye kadar çekme dayanımına sahip, 0,5-6 mm çapında soğuk çekilmiş çelik telden yapılmıştır 2. Birkaç tür kablo vardır:

Üzerine birkaç sıra yuvarlak telin sol ve sağ yönlerde sırayla sarmal olarak sarıldığı merkezi bir telden oluşan spiral kablolar (Şekil 35, 1, a);

Üzerine tel tellerin tek taraflı veya çapraz bükümle sarıldığı bir çekirdekten (kenevir ipi veya tel halatı) oluşan çok telli kablolar (Şekil 35, Şekil 1, b) (teller spiral bükümlü olabilir) , bu durumda kabloya spiral halat adı verilecektir;

Etrafına şekilli kesitli tel sıralarının sarıldığı bir çekirdekten (örneğin spiral kablo şeklinde) oluşan kapalı veya yarı kapalı kablolar (Şekil 35, Şekil 1, c, d), sıkı geçmeleri (yarı kapalı bir çözümde, kablonun bir sıra yuvarlak ve şekilli tel sargısı vardır);

Dikdörtgen veya çokgen kesitli ve belirli mesafelerde birbirine bağlanmış veya ortak bir kılıf içine alınmış paralel tellerden (Şekil 35, Şekil 1, e) oluşan kablolar (demetler);

Alternatif sağ veya sol bükümlü bir dizi bükülmüş kablodan (genellikle dört şerit) oluşan, tel veya ince tel şeritlerle tek veya çift dikişle birbirine bağlanan düz bant kablolar (Şekil 35, Şekil 1, e), güvenilir koruma gerektirir korozyona karşı. Kabloların korozyona karşı korunması için aşağıdaki yöntemler mümkündür: galvanizleme, boya kaplamaları veya yağlayıcılar, plastik kaplama, bitümlü pirinç çelik kaplama veya kılıfın içine enjekte edilen çimento harcı, betonlama.

Kabloların uçları, ucun mukavemetinin kablonun mukavemetinden az olmamasını ve kuvvetlerin kablodan diğer yapı elemanlarına aktarılmasını sağlayacak şekilde yapılmalıdır. Kabloların geleneksel uç sabitleme türü, kablonun ucunun kabloya dokunan şeritler halinde açıldığı örgülü bir ilmektir (Şekil 35, Şekil 2, a). Bağlantıda eşit kuvvet aktarımını sağlamak için ilmeğe bir yüksük yerleştirilir. uzunluk boyunca kablolar, kapalı bağlantılar dışında bir örgüyle de birleştirilir. Kabloları sabitlemek ve birleştirmek için örgü yerine sıklıkla kelepçe bağlantıları kullanılır:

Kablonun her iki kolunun, iç boyutları kablonun çapına karşılık gelen, hafif metalden yapılmış oval bir kaplin içine ilmek sabitleme ile bastırılması (Şekil 35, Şekil 2, b);

Kablonun ucu, bir vida dişi ile bir çubuğun etrafına döşenen ve daha sonra hafif metal bir manşona bastırılan tellere çözüldüğünde vida bağlantıları (Şekil 35, Şekil 2, c);

Kelepçelerle sabitleme (Şekil 35, Şekil 2, e, j), kablo destekli kaplamalar, zamanla zayıfladıkları için gerilimli kablolar için önerilmez;

Kablonun ucu bükülmediğinde, temizlendiğinde, yağdan arındırıldığında ve özel bir uç kaplininin konik iç boşluğuna yerleştirildiğinde kabloların metal dökülerek sabitlenmesi (Şekil 35, Şekil 2, e, g) ve ardından kaplin erimiş kurşun veya kurşun-çinko alaşımı ile döküldü ( beton dökmek mümkündür);

İnşaatta nadiren kullanılan kama kablo tespitleri;

Gerdirmeler (Şek. 35, Şek. 2, d), kurulum sırasında kabloların uzunluğunu ve ön gerilimini ayarlamak için kullanılır. Ankraj düğümleri kablolardaki kuvvetleri absorbe etmeye ve bunları destekleyici yapılara aktarmaya yarar. öngerilmeli kablo askılı çatılarda kablo öngerdirme amacıyla da kullanılırlar. Şekil 35'te, şek. Şekil 2, dairesel kablo destekli çatının radyal kablosunun sıkıştırılmış bir destek halkasına sabitlenmesini göstermektedir. eğim açısını değiştirirken kablonun serbest hareketini sağlamak için, destek halkasına ve ona bitişik kaplama kabuğuna bitümle doldurulmuş konik manşonlar yerleştirilmiştir. sert destek halkası ve esnek kabuk bir genleşme derzi ile ayrılır.

Kaplamalar ve çatılar, kablolu askılı sistemin türüne bağlı olarak ağır veya hafif bir kaplama yapısı kullanır.

Ağır kaplamalar betonarmedir. ağırlıkları 170-200 kg/m'ye ulaşır 2Prefabrik kaplamalarda dikdörtgen veya trapez şeklinde düz veya nervürlü levhalar kullanılır. prefabrik levhalar genellikle kablolar arasına asılır ve levhalar arasındaki dikişler monolitiktir.

40-60 kg/m ağırlığındaki hafif kaplamalar 2genellikle ısı yalıtımı yoksa veya alttan tutturulursa, hem çitin hem de çatının taşıyıcı elemanları olarak görev yapan büyük boyutlu çelik veya alüminyum profilli figürlerden yapılır. pirincin üzerine ısı yalıtımı yerleştirirken ek çatı kaplaması gerekir. hafif kaplamalar, panellerin içinde yalıtım bulunan hafif metal panellerden yapılmalıdır.

6. Dönüştürülebilir ve pnömatik kapaklar

1 Dönüştürülebilir kaplamalar

Dönüştürülebilir kaplamalar, kolayca monte edilebilen, yeni bir yere taşınabilen ve hatta tamamen yeni bir tasarım çözümüyle değiştirilebilen kaplamalardır.

Modern kamu binalarının mimarisinde bu tür yapıların gelişmesinin nedenleri çeşitlidir. Bunlar arasında yapıların işlevlerinin hızla eskimesi, yeni hafif ve dayanıklı yapı malzemelerinin ortaya çıkması, insanların çevreye yaklaşma eğilimi, yapıların peyzajla ustalıkla bütünleştirilmesi ve son olarak geçici amaçlı binaların sayısının artması yer alıyor. veya insanların buralarda düzensiz kalması.

Hafif katlanabilir yapılar oluşturmak için öncelikle betonarme, betonarme, çelik, ahşaptan yapılmış kapalı yapıları terk etmek ve binayı hava koşullarından (yağmur) korumaya izin veren hafif kumaş ve film kaplamalara geçmek gerekiyordu. , kar, güneş ve rüzgar) , ancak neredeyse rahat psikolojik sorunları çözmüyor: hava koşullarına karşı korumanın güvenilirliği, dayanıklılık, ısı yalıtım işlevi ve dönüştürülebilir yapıların diğer yük taşıma işlevleri çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilir. Buna göre üç ana gruba ayrılabilirler: termal kaplamalar, pnömatik yapılar ve dönüştürülebilir rijit sistemler.

2 Tente ve pnömatik yapılar

Çadır pnömatik yapıları esasen membran kaplamalardır, ancak kapatma işlevleri kumaş ve film malzemeleriyle gerçekleştirilir, destekleme işlevleri kablo ve direk sistemleri veya sert çerçeve yapıları ile desteklenir. Pnömatik yapılarda taşıyıcı işlevi hava veya diğer hafif gazlarla gerçekleştirilir. pnömatik ve çadır yapıları yumuşak kabuk sınıfına aittir ve herhangi bir şekil verilebilir. onların özelliği yalnızca çekme kuvvetlerini algılama yeteneğidir. Yumuşak kabukları güçlendirmek için, korozyona dayanıklı çeliklerden veya polimer kaplamalı sıradan çelikten yapılmış çelik kablolar kullanılır. Sentetik ve doğal elyaflardan yapılan kablolar oldukça umut vericidir.

Kullanılan malzemelere bağlı olarak yumuşak kabuklar iki ana tipe ayrılabilir:

İzotropik kabuklar (metal pirinç ve folyodan, film ve pirinç plastiklerinden veya kauçuklardan, yönlendirilmemiş lifli malzemeler);

Anizotropik kabuklar (kumaşlardan ve güçlendirilmiş filmlerden, film veya kumaşlarla doldurulmuş hücrelere sahip tel ve kablo ağlarından).

Tasarım gereği yumuşak kabuklar aşağıdaki çeşitlere sahiptir:

Pnömatik yapılar - aşırı hava basıncıyla stabilize edilen yumuşak kapalı kabuklar (bunlar sırasıyla pnömatik çerçeve, pnömatik panel ve hava destekli yapılara ayrılır);

Uygun yüzey eğimi seçimiyle (yük taşıyan kablolar olmadan) şekil stabilitesinin sağlandığı tente kaplamaları;

Kablolu tente, çadır kabuğuyla birlikte çalışan bir kablo (kablo) sistemi ile tüm yüzey boyunca ve kenarlar boyunca güçlendirilmiş, tek ve çift eğrilikli yumuşak kabuklar şeklinde sunulur;

Kablo askılı çatılar, yalnızca yerel kuvvetleri algılayan ve esas olarak bir çitin işlevlerini yerine getiren, pirinç, kumaş veya kablo ağ hücrelerinin film dolgulu bir kablo (kablo) sistemi şeklinde bir ana taşıyıcı yapıya sahiptir.

Pnömatik yapılar 1946'da ortaya çıktı. Pnömatik yapılara, içlerine enjekte edilen hava nedeniyle öngerilme sağlanan yumuşak kabuklar denir. Yapıldıkları malzemeler hava geçirmez kumaşlar ve güçlendirilmiş filmlerdir. Çekme mukavemetleri yüksektir ancak her türlü strese karşı koyamazlar. Malzemenin yapısal özelliklerinin en eksiksiz kullanımı çeşitli formların oluşmasına yol açar, ancak formlardan herhangi biri belirli yasalara tabi olmalıdır. Yanlış tasarlanmış pnömatik yapılar, şekli bozan çatlaklar ve kıvrımların oluşmasıyla veya stabilite kaybıyla mimarın hatasını ortaya çıkaracaktır.

Bu nedenle, pnömatik yapıların formlarını oluştururken, belirli sınırlar içinde kalmak çok önemlidir; bu sınırların ötesinde, iç hava basıncıyla gerilen yumuşak kabukların doğası, ötesine geçmeye izin vermez.

İÇİNDE Farklı ülkelerÜlkemizde de dahil olmak üzere onlarca pnömatik yapı dikildi çeşitli amaçlar için. Endüstride çeşitli depolama tesisleri için kullanılırlar, tarımda hayvancılık çiftlikleri kurarlar, inşaat mühendisliğinde geçici tesisler için kullanılırlar: sergi salonları, alışveriş ve eğlence, spor tesisleri.

Pnömatik yapılar hava destekli, hava taşıyan ve kombine olarak sınıflandırılır. Hava destekli pnömatik yapılar atmosferin binde biri oranında aşırı hava basıncının oluşturulduğu sistemlerdir. Bu tür bir basınç pratikte bir kişi tarafından hissedilmez ve fanlar veya düşük basınçlı üfleyiciler yardımıyla korunur. Hava destekli bir bina aşağıdaki yapısal unsurlardan oluşur: esnek bir kumaş veya plastik kabuk, hava beslemesi için sabitleme cihazları ve sabit bir basınç farkının korunması. Yapının sızdırmazlığı, kabuk malzemesinin hava sızdırmazlığı ve tabanla sıkı birleşmesi ile sağlanır. Giriş kilidi, kabuğun çalışması sırasında hava tüketimini azaltan iki adet dönüşümlü açılan kapıya sahiptir. Hava destek yapısının tabanı, doğrudan düzleştirilmiş alanda bulunan, su veya kumla doldurulmuş, yumuşak malzemeden yapılmış bir kontur borusudur. Daha fazla sermaye yapısında sürekli beton taban Kabuğun takılı olduğu yer. Kabuğu tabana takmak için çeşitli seçenekler vardır.

Hava destekli yapıların en basit şekli, iç hava basıncından kaynaklanan gerilmelerin her noktada aynı olduğu küresel kubbedir. Küresel uçlu silindirik kabuklar ve toroidal kabuklar yaygın olarak kullanılmaktadır. Hava destekli mermilerin şekilleri planlarına göre belirlenir. Hava destekli yapıların boyutları malzemelerin mukavemeti ile sınırlıdır.

Bunları güçlendirmek için, boşaltma halatları veya ağların yanı sıra iç desteklerden oluşan bir sistem kullanılır. Hava taşıyan yapılar, pnömoferlerin destek elemanlarının sızdırmaz boşluklarında aşırı hava basıncının oluşturulduğu bu tür pnömatik yapıları içerir. pnömatik çerçeveler, kavisli veya doğrusal elemanlardan oluşan kemerler veya çerçeveler şeklinde sunulabilir.

Çerçevesi kemerli veya çerçeveli yapılar bir tente ile kaplanmıştır veya tente ek parçalarıyla bağlanmıştır. gerekiyorsa yapı kablo veya halatlarla sabitlenir. Pnömoçerçevenin düşük taşıma kapasitesi bazen pnömoarkların birbirine yakın yerleştirilmesi ihtiyacına yol açar. aynı zamanda yapı, özel bir tür hava destekli yapı - pnömpanel olarak düşünülebilecek yeni bir kalite kazanıyor. Avantajları, yük taşıma ve kapatma fonksiyonlarının, yüksek termal performansın ve artan stabilitenin birleşimidir. Diğer bir çeşit ise iki kabuktan oluşan pnömolens kaplamadır ve aralarındaki boşluğa basınç altında hava verilir. Pnömatik kabukların yardımıyla dikilen betonarme kabuklardan bahsetmek imkansızdır. bunun için taze beton karışımı, pnömo-kabuk filmi boyunca zeminde bulunan bir takviye kafesine yerleştirilir. Beton bir film tabakası ile kaplanır ve yere serilen pnömo-kabuğa hava verilir ve betonla birlikte betonun dayanım kazandığı tasarım konumuna yükselir. böylece kubbeli binalar, düz hatlı sığ kabuklar ve diğer kaplama formlarını oluşturmak mümkündür.

Dönüştürülebilir rijit sistemler. Kamu binalarını tasarlarken bazen kapağın kaydırılması ve kötü hava koşullarında kapatılmasının sağlanması gerekli olabilir. Bu tür ilk yapı Pittsburgh'daki (ABD) stadyumun üzerindeki çatı kubbesiydi. Kılavuzlar boyunca kayan kubbenin kanatları, iki kanat için elektrik motorlarının yardımıyla hareket ettirildi, betonarme bir halkaya sağlam bir şekilde sabitlendi ve özel bir üçgen şekil kullanılarak stadyumun üzerine desteklendi. Moskova Mimarlık Enstitüsü, dönüştürülebilir çatıların çeşitli varyantlarını, özellikle de plan boyutu 12 olan katlanır çapraz çatıyı geliştirdi. × 12 m ve dikdörtgen profilli çelik borulardan 0,6 m yükseklik. Katlanır çapraz yapı, karşılıklı olarak dik düz kafes kirişlerden oluşur. Bir yöndeki kafes kirişler uçtan uca sert tiptedir, diğer yöndeki kafes kirişler ise sert kafes kirişler arasındaki boşlukta bulunan bağlantılardan oluşur.

Enstitüde kaplamaların kayar kafes mekansal yapıları da geliştirilmektedir. 15 numara kaplama × 15 m yüksekliğinde 2 m köşelerden mesnetli iki levha olarak tasarlanmıştır. Kayar ızgara, köşeli parçaların kesişme noktalarında eksensel olarak bağlanan, desteklerin uçlarını birleştiren mafsallı bir açılı profilin çift olarak kesişen çubuklarından oluşan bir destek sistemi formunda yapılır. Taşıma için katlandığında tasarım 1,4 boyutlarındadır × 1,4 × 2,9 m ve 2,0 ton kütle Aynı zamanda hacmi tasarımdan 80 kat daha azdır.

Pnömatik yapı elemanları. Hava destekli yapılar gerekli yapısal elemanları içerir: kabuğun kendisi, yapıyı zemine tutturmak için ankraj cihazları, kabuğun kendisini tabana tutturmak, giriş çıkış kilitleri, aşırı hava basıncını korumak için sistemler, havalandırma sistemleri, aydınlatma vb.

Kabuklar çeşitli şekillerde olabilir. Muhafazanın ayrı ayrı şeritleri birbirine dikilir veya yapıştırılır. sökülebilir bağlantıların olması gerekiyorsa fermuar, bağcık vb. kullanılır. Sistemin dengesini sağlamak için kullanılan ankraj cihazları balast ağırlıkları (prefabrik ve yekpare beton elemanlar, balast torba ve kapları, su hortumları vb.), ankrajlar (100-350 mm çapında vidalı ankrajlar, genişleme ve kapaklı ankrajlar, ankraj kazıkları ve plakalar) veya yapının sabit yapıları. Kabuk, kelepçe parçaları veya ankraj halkaları veya balast torbaları ve kablolar kullanılarak yapının tabanına sabitlenir. sert bir montaj daha güvenlidir ancak daha az ekonomiktir.

Hava destekli pnömatik yapıların kullanılması uygulaması. Tesisi kaplamak için "hava balonları" kullanma fikri, 1917 gibi erken bir tarihte W. Lanchester tarafından ortaya atıldı. Pnömatik yapılar ilk kez 1945 yılında Barder şirketi (ABD) tarafından çok çeşitli yapıları (showroomlar, atölyeler, tahıl ambarları, depolar, yüzme havuzları, seralar vb.) kaplamak için kullanıldı. Bu şirketin en büyük yarım küre şeklindeki kabukları 50-60 m çapa sahipti İlk pnömatik yapılar, mimari ifade gerekliliklerine göre değil, panellerin kesilmesindeki basitlik dikkate alınarak belirlenen formlarda farklılık gösteriyordu. İlk pnömatik kubbenin kurulumundan bu yana geçen süre içerisinde, gelişmiş polimer kimya endüstrisi ile birlikte pnömatik yapılar dünyanın tüm ülkelerinde hızla ve yaygın bir şekilde yaygınlaşmıştır.

Ancak pnömatik yapılara yönelen mimarların yaratıcı hayal gücü yeni formlar arıyordu. 1960 yılında, pnömatik bir kabuğun altına yerleştirilen gezici bir sergi, bir dizi Güney Amerika başkentini gezdi. Formu yalnızca yapının işleviyle değil aynı zamanda genel mimari tasarımla da uyumlu hale getirmeye çalıştığı için hala pnömatik mimarinin öncüsü olarak kabul edilmesi gereken mimar Victor Lundy tarafından tasarlandı. Ve gerçekten de binanın ilginç ve muhteşem bir şekli vardı ve ziyaretçilerin dikkatini çekti (Şek. 36). Bina uzunluğu 92 m, maksimum genişlik 38 m, yükseklik 16,3 m, toplam kapalı alan 2500 m2 .

Bu yapı aynı zamanda kaplamanın iki kumaş kabuktan oluşması açısından da ilgi çekicidir. Bunları birbirlerinden sabit bir mesafede tutmak için kademeli bir iç basınç kullanıldı. mermilerin her birinin bağımsız enjeksiyon kaynakları vardır. dış ve iç kabuk arasındaki boşluk, kabuğun lokal olarak delinmesi durumunda kabuğun yük taşıma kapasitesini sağlamak amacıyla sekiz bölmeye bölünmüştür. Kabuklar arasındaki hava tabakası güneş enerjisinin aşırı ısınmasına karşı iyi bir yalıtım sağlıyor ve bu da soğutma tesislerinden vazgeçilmesini mümkün kılıyor. Ziyaretçilerin girebilmesi için döner kapıların monte edildiği kabuğun uçlarına sert çerçeveler yerleştirilmiştir. Güçlü hava taşıyan tonoz şeklindeki giriş kanopileri diyaframlara bitişiktir. Bu kemerler, büyük sergiler ve ekipmanlar pavyona getirildiğinde bir geçit oluşturan iki geçici esnek diyaframın kurulmasına hizmet ediyor.

Binanın şekli ve kumaş kaplamaların kullanımı kapalı oditoryumlarda iyi performans sağlar. akustik koşullar. Yapının tüm metal parçalar (kapılar, fanlar, armatürler vb.) dahil toplam ağırlığı 28 tondur. taşıma sırasında bina 875 m2'lik bir hacim kaplar 3ve bir demiryolu vagonuna sığar. Yapının inşaatı 12 çalışan ile 3-4 iş günü sürmektedir.Tüm kurulum, vinç ekipmanı kullanılmadan zeminde gerçekleştirilmektedir. Kabuk 30 dakikada havayla dolduruluyor ve 113 km/saat hıza kadar rüzgar yüklerine dayanacak şekilde tasarlandı. pavyon projesinin yazarı mimar V. Landi'dir.

Raisting'deki (Almanya) uzay radyo iletişim istasyonu, mühendis u. Baird (ABD) tarafından 1964 yılında üretilen, hipalon kaplı iki katlı dakron kumaştan yapılmış, 48 m çapında yumuşak bir kabuğa sahiptir. Katmanlardaki kumaş paneller birbirine 45 derecelik açıyla yerleştirilmiştir,

Bu, kabuğa bir miktar kayma sertliği verir. Kabuktaki iç basınç 37-150 mm su sütunu aralığında olabilir (Şekil 36). Osaka Dünya Fuarı'ndaki (1970) Fuji pavyonu, mimar Murata tarafından tasarlandı ve ilerici teknik çözümler kullanan bir bina çözümünün bir örneğidir. Pavyonun kaplaması, birbirine 5.0 m ile bağlanan, her biri 4 m çapında ve 72 m uzunluğunda 16 adet hava kollu-kemerden oluşmakta olup, bunların dış yüzeyi neopren kauçuk ile kaplanmıştır. Kol kemerlerinde aşırı basınç - 0,08-0,25 atm. her iki kemerin arasına, tüm yapıyı stabilize etmek için iki adet gerilmiş çelik kablo döşenir (Şek. 37).

Mimar W. Lundy ve mühendis Baird, 1964 New York Dünya Fuarı için restoranlara ev sahipliği yapacak birkaç pnömatik kubbe tasarladı. kubbeler piramit veya küre şeklinde düzenlenmiştir. parlak renkli filmlerin kabukları olağanüstü zarif bir görünüme sahipti.

Mühendis W. Brand tarafından 1959 yılında Boston'da (ABD) yapılan yaz tiyatrosunun kapağı, disk şeklinde, yuvarlak planlı, 43,5 m çapında ve merkezde 6 m yüksekliğinde çelik profillerden yapılmış bir halkadır. Kabuktaki aşırı iç hava basıncı, sürekli çalışan iki üfleyici tarafından korunur ve 25 mm su sütunudur. kabuk yapısının ağırlığı 1,22 kg/m 2. kış için kapak çıkarılır.

Lozan'daki (İsviçre) tarım fuarındaki pavyon. F. Otto (Stuttgart), Stromeyer (Almanya) tarafından tasarlanmıştır. Hiperbolik parabolik şekilli "yelkenler" şeklindeki kaplama, 16,5 m yüksekliğinde ankrajlara ve çelik direklere tutturulmuş, kesişen öngerilmeli kablolar sistemi ile güçlendirilmiş, güçlendirilmiş PVC filmin bir kabuğudur. açıklık 25 m (Şekil 38, A). Markkleeberge'deki (GDR) tarım fuarında açık izleyici kitlesi. Yazarlar: "Devag" Derneği, Bauer (Leipzig), Rühle (Dresden). 8, 10 ve 15 mm çapında öngerilmeli tel halatlardan oluşan, aralarına bir kılıf gerilmiş sistem şeklinde katlanmış kaplama. Kaplama, 16 esnek çelik direğe asıldı ve desteklerle 16 ankraj cıvatasına sabitlendi. Kaplama, rüzgar basıncına ve 60 kg/m'ye eşit eğime sahip kablolu askılı yapı olarak tasarlanmıştır. 2(Şekil 38) dünya yapı sanatının asırlık gelişiminin tarihi, kamu binalarında mekansal yapıların oynadığı büyük role tanıklık etmektedir. Pek çok seçkin mimari eserde mekansal yapılar, organik olarak tek bir bütüne uyan ayrılmaz bir parçadır. Bilim adamlarının, tasarımcıların ve inşaatçıların çabaları, çeşitli yapılara geniş olanaklar açacak yapılar yaratmayı amaçlamalıdır. Işlevsel organizasyon Binaların tasarım çözümlerini yalnızca mühendislik açısından değil, aynı zamanda mimari ve sanatsal niteliklerini iyileştirme açısından da geliştirmek. Yeni malzemelerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesinden başlayarak iç kompozisyon sorunlarına kadar tüm sorun kapsamlı bir şekilde çözülmelidir. Bu, mimarların ve mühendislerin ana görevin çözümüne yaklaşmalarına olanak tanıyacak - işlevsel ve yapıcı olarak gerekçelendirilmiş, ekonomik ve mimari açıdan anlamlı kamu binalarının ve modern çağa layık, çeşitli amaçlara sahip yapıların toplu inşaatı.

İkinci El Kitaplar

1.Geniş açıklıklı yapılara sahip binalar - A.V. Demina

.Kamu ve endüstriyel binaları kaplamak için geniş açıklıklı yapılar - Zverev A.N.

İnternet kaynakları:

.#"haklı göster">. #"haklı göster">. #"haklı göster">. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-129-tehnologia/96.htm - elektronik kütüphane.

özel ders

Bir konuyu öğrenmek için yardıma mı ihtiyacınız var?

Uzmanlarımız ilginizi çeken konularda tavsiyelerde bulunacak veya özel ders hizmetleri sağlayacaktır.
Başvuru yapmak Konsültasyon alma olasılığını öğrenmek için hemen konuyu belirtin.

Soru 59 Geniş açıklıklı yapılara etki eden yükler. Geniş açıklıklı kaplamalar için çerçevelerin yerleşimi

Kiriş ve çerçeve taşıyıcı sistemli geniş açıklıklı kaplamaların çerçeveleri, endüstriyel binaların çerçevelerine yakın bir yerleşim şemasına sahiptir. Geniş açıklıklar ve vinç kirişlerinin bulunmaması durumunda, ana destek yapıları arasındaki mesafelerin 12-18 m'ye çıkarılması tavsiye edilir Dikey ve yatay bağlantı sistemleri, endüstriyel binalardakiyle aynı amaca sahiptir ve benzer şekilde düzenlenmiştir.

Çerçeve kaplamalarının düzeni enine Yük taşıyıcı çerçeveler binaya yerleştirildiğinde ve boyuna Hangarların özelliği. Uzunlamasına bir düzende, ana destek çerçevesi daha büyük bina planı yönünde yerleştirilir ve enine kirişler bunun üzerinde desteklenir.

Destekleyici çerçevelerin ve enine kafes kirişlerin üst ve alt kirişleri, stabilitelerini sağlamak için çapraz desteklerle çözülür.

Kemerli sistemlerde kemerlerin basamağı 12 m ve daha fazla olacak şekilde alınır; kemerler boyunca, çatıyı destekleyen enine kaburgaların dayandığı ana kirişler döşenir.

Ana taşıyıcı sistemlerin (çerçeveler, kemerler) geniş açıklıkları ve yükseklikleri için, bitişik düz çerçeveler veya kemerler eşleştirilerek (Şekil 8) ve ayrıca kemerlerin üç yüzlü bölümleri kullanılarak mekansal olarak stabil blok yapılar kullanılır. Kemerler, anahtara uzunlamasına bağlarla bağlanır; bu, genel deforme olabilirlikleri arttığında, yapının sağlamlığı açısından önemi özellikle büyük bir kemer kemeriyle büyüktür.

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

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

Kiriş yapıları

Desteklerin genleşme kuvvetlerini absorbe edemediği durumlarda uzun açıklıklı kiriş yapıları kullanılır.

Geniş açıklıklı kiriş sistemleri çerçeveli veya kemerli sistemlere göre daha ağırdır ancak imalatı ve montajı daha kolaydır.

Kiriş sistemleri esas olarak kamu binalarında - tiyatrolar, konser salonları, spor tesisleri - kullanılır.

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

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

Pirinç. 1, 2, 3

Çubuklarda 4000-5000 kN'nin üzerinde kuvvete sahip geniş açıklıklı kafes kirişlerin çubuk bölümleri genellikle kaynaklı I-kirişlerin veya haddelenmiş profillerin kompoziti olarak alınır.

Kafeslerin yüksek yüksekliği, bunların monte edilmiş nakliye elemanları halinde demiryolu ile taşınmasına izin vermez, bu nedenle kurulum için toplu olarak gelirler ve yerinde büyütülürler.

Elemanlar kaynak veya yüksek mukavemetli cıvatalarla bağlanır. Yüksek işçilik yoğunluğu nedeniyle yüksek hassasiyetli cıvata ve perçin kullanılmamalıdır.

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

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

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

Kafes kirişler yüksek esnekliğe sahip sütunlara monte edilirse, 90 m'ye kadar açıklıklarda bile uyumluluk nedeniyle her iki destek de sabitlenebilir üst parçalar sütunlar.

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

Sıkıştırma için ortak çalışmaya kafes kirişin üst kirişleri boyunca döşenen betonarme bir levhanın dahil edilmesi, boru şeklinde çubukların kullanılması ve öngerilme, bu tür kafes kirişleri metal tüketimi açısından ekonomik hale getirir.

Üst ve alt kafes kirişlerinin tasarım bölümlerine çelik saclar dahil edilmiştir.

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

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

Çerçeve yapıları

Geniş açıklıkları kaplayan çerçeveler çift menteşeli ve menteşesiz olabilir.

Menteşesiz çerçeveler daha sağlamdır, metal tüketimi açısından daha ekonomiktir ve kurulumu daha kolaydır; ancak bunlar için yoğun tabanlara sahip daha büyük temeller gerekir ve sıcaklık etkilerine ve desteklerin eşit olmayan oturmalarına karşı daha duyarlıdırlar.

Çerçeve yapıları, kiriş yapılarıyla karşılaştırıldığında, metal tüketimi açısından daha ekonomiktir ve daha sağlamdır, çünkü çerçeve çapraz çubuğunun yüksekliği kiriş kirişlerinin yüksekliğinden daha düşüktür.

Uzun açıklıklı kaplamalarda hem katı hem de içten çerçeveler kullanılır.

Masif çerçeveler küçük açıklıklar (50-60 m) için nadiren kullanılır, avantajları şunlardır: daha düşük iş yoğunluğu, taşınabilirlik ve odanın yüksekliğini azaltma olasılığı.

En sık kullanılan çerçeveler menteşelidir. Çerçevelerin enine çubuğunun yüksekliğinin şuna eşit alınması tavsiye edilir: açıklığın 1/12-1/18'i boyunca kafes kirişlerle, açıklığın 1/20 - 1/30'u katı çapraz çubuklarla.

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

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

Geniş açıklıklar (50 m'den fazla) ve düşük rijit raflar için çerçevelerin sıcaklık etkilerine göre hesaplanması gerekir.

Sağlam çerçevelerin çapraz çubukları ve rafları sağlam I-bölümlerine sahiptir; taşıma kapasiteleri eksantrik olarak sıkıştırılmış çubuklara yönelik formüllerle kontrol edilir.

Kafes çerçevelerin hesaplamasını basitleştirmek amacıyla aralarındaki mesafe katı bir çerçeve için olduğu gibi belirlenebilir.

yaklaşık bir hesaplama, çerçeve kayışlarının ön bölümlerini oluşturur;

çapraz çubuk ve raf bölümlerinin atalet momentlerini yaklaşık formüllerle belirlemek;

çerçeveyi yöntemlerle hesaplamak yapısal mekanik; çerçevenin tasarım şeması geometrik eksenler boyunca alınmalıdır;

Destek reaksiyonlarını belirledikten sonra, tüm çubuklarda hesaplanan kuvvetleri bulurlar ve buna göre bölümleri nihayet seçilir.

Bölüm tipleri, düğümlerin tasarımı ve çerçeve kafes kirişlerinin bağlantıları, ağır kiriş kafes kirişleriyle aynıdır.

Çapraz çubuğu boşaltmanın bir başka yapay yöntemi, destek menteşelerinin çift menteşeli çerçevesindeki rafın ekseninden içeriye doğru kaydırılmasıdır. Bu durumda dikey destek reaksiyonları, traversin yükünü boşaltan ek momentler yaratır.

Federal Eğitim Ajansı

Ufa Devlet Petrol Teknik Üniversitesi

Mimarlık ve İnşaat Mühendisliği Fakültesi

IV. Fedortsev, E.A. Sultanova

İnşaat teknolojisi

kaplama yapıları

geniş açıklıklı binalar

(öğretici)

USPTU Akademik Konseyinin kararıyla onaylanmıştır:

ders kitabı (_________ No. _______ tarihli protokol)

İnceleyenler:

____________________________________________________________________________________________________________________

Fedortsev I.V., Sultanova E.A.

Geniş açıklıklı binaları kaplamak için yapıların montaj teknolojisi: Çalışma kılavuzu / I.V. Fedortsev, E.A. Sultanov. - Ufa: UGNTU Yayınevi, 2008. - s. ______

ISBN – 5 – 9492 – 055 – 1.

"Geniş açıklıklı binalar için çatı yapılarının montaj teknolojisi" ders kitabı, "Bina ve yapıların montaj teknolojisi" özel disiplinini incelerken "Endüstriyel ve sivil inşaat" uzmanlık alanı öğrencileri için ana eğitim ve metodolojik rehber olarak geliştirilmiştir. (TVZS).

Kiriş, çerçeve, kemerli, kablolu, membran, yapısal plakalar, kubbe, tente vb. Gibi geniş açıklıklı yapıların inşasında mevcut deneyimin sistematik bir malzemesini içerir. Bu binaların ve yapıların inşası, belirli bir teknolojik sırayla gerçekleştirilen, kurulum süreçlerinin "teknolojik haritalar" ve işin mekanizasyon şemaları şeklinde yeterli "detaylandırılması" ile gerçekleştirilen net bir teknolojik çalışma programı şeklinde düzenlenmiştir. İkincisi, belirli nesnelere yönelik işlerin üretimi için bir proje tasarlarken organizasyonel ve teknolojik belgelerin geliştirilmesi için temel öneriler olarak kullanılabilir.

Özellikle ilgi çekici olan, inşaat yöntemi inşaat tarafından uygulanan bu kadar geniş açıklıklı binaların inşa edilmesi uygulamasında ilk kez olan "Kılavuz" da açıklanan Ufa'daki buz sarayının kemerli çatısının kurulum deneyimidir. projeye göre ve Vostokneftezavodmontazh OJSC güçleri tarafından Başkurdistan'ın kurulum bölümleri. Kılavuz, her yapı türü için sonuçları ve kontrol sorularını içerir ve kullanıcının, içinde sunulan materyalin asimilasyonunu bağımsız olarak değerlendirmesine olanak tanır.

TVZS, TVBzd ve TSMR derslerini okurken UGNTU'nun inşaat uzmanlık öğrencileri, UGNTU'nun IPK öğrencileri ve büyük açıklıklı binaların ve yapıların inşaatı ile ilgili şu veya bu şekilde inşaat organizasyonları ve bölümleri için tasarlanmıştır.

IV. Fedortsev, E.A. Sultanova

ISBN – 5 – 9492 – 055 – 1 UDC697.3

GİRİİŞ

Uzun açıklıklı binalar, kaplamanın destekleyici yapılarının destekleri arasındaki mesafenin 40 m'den fazla olduğu binalardır.

Büyük açıklıkları kapsayan sistemler çoğunlukla tek açıklıklı olarak tasarlanır; bu, ana temel gereklilikten - ara desteklerin yokluğundan kaynaklanır.

Endüstriyel inşaatta bunlar kural olarak gemi yapımı, havacılık ve makine yapım tesislerinin montaj atölyeleridir. Sivil sergi salonlarında, pavyonlarda, konser salonlarında ve spor tesislerinde. Uzun açıklıklı kaplamaların tasarımı ve inşasındaki deneyim, bunların yapımındaki en zor işin kaplama yapılarının kurulumu olduğunu göstermektedir.

Statik şemaya göre büyük açıklıkların kaplamalarının taşıyıcı yapıları kiriş, çerçeve, kemerli, yapısal, kubbeli, katlanmış, asılı, birleşik ve ağ şeklinde ayrılmıştır. Hepsi esas olarak çelik ve alüminyum, betonarme, ahşap, plastik ve hava geçirmez kumaşlardan yapılmıştır. Mekansal yapıların olanakları ve kapsamı, tasarım şeması ve kapsamı ile belirlenir.

Bina ve yapı tipini seçerken önemli ve çoğu zaman belirleyici bir faktör, bunların yapım yöntemidir. Bunun nedeni, mevcut mekanizasyon araçlarının ve geleneksel kurulum yöntemlerinin geniş açıklıklı yapılar için her zaman uygun olmamasıdır. Dolayısıyla bu tür binaların inşa edilmesinin maliyeti, tipik geleneksel yapıların inşa edilmesinin maliyetinden çok daha yüksektir. Ülkemizde ve yurtdışında geniş açıklıklı yapıların inşasına ilişkin teori ve uygulama, modern koşullarda bu tür inşaatların verimliliğini arttırmanın en büyük rezervinin, inşaatın organizasyonel ve teknolojik yönlerinin, tesisatın üretilebilirliğinin ve mimari ve tasarım çözümlerinin iyileştirilmesinde yattığını göstermiştir. Montajın üretilebilirliği, montaj işi teknolojisinin gerekliliklerine uygunluğunu belirleyen ve en basit, en az emek, zaman ve üretim araçlarıyla imalat, nakliye ve montajın gereklilikleri gözeterek gerçekleştirilmesine olanak tanıyan bir tasarım özelliği olarak anlaşılmaktadır. Güvenlik ve ürün kalitesi açısından. "Posobiya" da geniş açıklıklı bir binanın kurulumu için böylesine karmaşık mühendislik tabanlı organizasyonel ve teknolojik çözümün bir örneği, Başkurdistan'daki Ufa Arena Buz Sarayı'ndaki bir jübile tesisinin inşasında yukarıdaki deneyimdir. Yapının kemerli kaplamasının kurulumunun benzersizliği, Vostokneftezavodmontazh OJSC tarafından önerilen, her zamanki gibi yerde değil, tasarım yüksekliklerinde (20m) gerçekleştirilen montaj ve kurulum işlemlerinin orijinal organizasyonunda yatmaktadır. 500 tondan fazla ağırlığa sahip, tamamen büyütülmüş bir bloğun hidrolik kriko sistemi kullanılarak "itilmesi". İlk olarak JSC VNZM tarafından geliştirilen bu kurulum yöntemi, yıldönümü tesisinin inşaatı için "en uygun" zamanı sağladı ve en önemlisi, yüklenicinin ağır kurulumunu mümkün kıldı. yapı ekipmanı masif yapıların montajını ve kurulumunu doğrudan tasarım konumunda gerçekleştirin. Bir alternatifin, bu durumda, bir seçenek olarak geleneksel "itme" yönteminin kullanılması, daha güçlü montaj vinçlerinin (SKG-160) dahil edilmesini gerektirecektir; bu, mikro bölgenin mevcut altyapısı koşullarında. Buz sarayının inşa edildiği şehrin inşası neredeyse imkânsızdı.

Geniş açıklıklı yapıların bir dizi tasarım parametresi, imalat malzemesi ve genel boyutları olarak karakteristiği, bu yapıların aşağıdaki tipine göre aşağıda ele alınmaktadır:

kiriş;

kemerli;

Yapısal döşemeler;

Kablo sistemleri;

Membran kaplamalar;

Tente yapıları;

Çadır kaplamaları.

1 Büyük açıklıklı yapıların sınıflandırılması

Geniş açıklıklı yapıların binaları ve yapıları kaplamak için yapısal şema türlerine göre sınıflandırılması Tablo'da verilmiştir. Uygulama kapsamını ve bu sistemlerin kapsadığı kapsam aralığını karakterize eden temel bilgileri içeren 1. Açıklıkların boyutuna göre farklılaşan geniş açıklıklı yapı türlerinin her biri için kısa bir açıklama, bunların doğal avantajlarını ve dezavantajlarını sistematik hale getirmenize ve sonuçta belirli bir "çatı kaplama" çözümünün olası "derecelendirmesini" belirlemenize olanak tanır Tasarlanan binanın kaplaması.

Kiriş kaplamaları- yapıların ana enine mekansal ve düz ara kirişlerinden - kirişlerden oluşur. Çerçevenin ve temellerin destek elemanlarının çalışmasının doğasını önemli ölçüde "basitleştiren" kaplama yapısından itme olmaması ile karakterize edilirler. Ana dezavantaj, yüksek çelik tüketimi ve açıklıklı yapıların önemli inşaat yüksekliğidir. Bu nedenle 2'ye kadar açıklıklarda kullanılabilirler. 100 m ve esas olarak ağır tavanlı vinç kullanma ihtiyacının olduğu endüstrilerde.

Çerçeve kaplamaları Daha az ağırlığa, daha fazla sağlamlığa ve daha düşük bina yüksekliğine sahip kirişlerle karşılaştırıldığında karakterize edilir. kadar binalarda kullanılabilir. 120 M.

Kemerli kaplamalar statik şemaya göre 2 x, 3 x ve menteşesiz olarak ayrılırlar. Kiriş ve çerçeveden daha az kütleye sahiptirler ancak daha fazladırlar.

Mekansal yapıları kullanma olanakları

tablo 1

üretimi ve kurulumu zordur. Kemerlerin kalite özellikleri esas olarak yüksekliklerine ve şekillerine bağlıdır. Kemerin optimum yüksekliği açıklığın 1/4 ... 1/6'sıdır. Geometrik eksenin basınç eğrisiyle çakışması durumunda en iyi taslak.

Kemerlerin bölümleri sırasıyla açıklığın 1/30 ... 1/60 ve 1/50 ... 1/80 yüksekliğinde kafes veya katı yapılmıştır. Kemerli çatılar, açıklıklara kadar kullanılır 200 M.

Uzaysal kapsamlar tüm yük taşıyan elemanların eksenlerinin aynı düzlemde bulunmaması ile karakterize edilir. Bunlar şu şekilde ayrılır: mekansal çalışma ile karakterize edilen ve tek veya çift eğrilikli yüzeylerden oluşan, üç boyutlu yük taşıyan yapılar olarak karakterize edilen kubbeler ve kabuklar. Kabuk, şekli yüzeye kıyasla yeterince küçük bir kalınlığa sahip kavisli bir yüzey olan bir yapı olarak anlaşılmaktadır. Kabuklar ve tonozlar arasındaki temel fark, içlerinde hem çekme hem de basınç kuvvetlerinin oluşmasıdır.

Nervürlü kubbeler destek halkaları ile üst ve alttan bağlanan düz kafeslerden oluşan bir sistemden oluşur. Kafes kirişlerin üst kirişleri bir dönüş yüzeyi (küresel, parabolik) oluşturur. Böyle bir kubbe, alt halkanın gerilime maruz kaldığı, üst halkanın ise sıkıştırıldığı bir ara parça sistemidir.

Nervürlü halkalı kubbeler alt halkaya oturan nervürlü yarım kemerlerden oluşur. Yükseklik çubukları yatay halka şeklindeki kirişlerle bağlanır. Yük taşıyan kirişler boyunca kavisli hafif beton veya çelik döşeme levhaları döşenebilir. Destek halkası genellikle betonarme ve öngerilmelidir.

Kafes bağlantılı nervürlü halka kubbeler esas olarak metal yapılardan tasarlanmıştır. Nervürlü halka elemanları sistemine çapraz bağların eklenmesi, basınç-gerilme ve bükme kuvvetlerinin daha rasyonel bir şekilde dağıtılmasına olanak tanır, bu da düşük metal tüketimi ve kubbe kapağının maliyetinin düşük olmasını sağlar.

Yapısal kaplamalar geniş endüstriyel ve sivil amaçları kapsamak için kullanılır. Bunlar, oluşumları sırasında tekrar tekrar tekrarlanan elemanların kullanılmasının mümkün olması bakımından farklılık gösteren uzamsal çubuk sistemleridir. En yaygın kullanılan yapılar şunlardır: TsNIISK, Kislovodsk, Berlin, Moskova Mimarlık Enstitüsü vb.

Asılı kapaklar(Çocuklar Ve membranlar) - ana yük taşıyıcı elemanlar, destek konturları üzerine dik olarak gerilmiş esnek çelik halatlar veya ince duvarlı sac yapılardır.

Kablolar ve membranlar geleneksel tasarımlardan önemli ölçüde farklıdır. Avantajları arasında şunlar yer alır: gerilmiş elemanlar tüm kesit alanı boyunca etkili bir şekilde kullanılır; Destekleyici yapının düşük kütlesi sağlanır, bu yapıların inşası iskele ve asma kaplamaların kurulumunu gerektirmez. Binanın açıklığı ne kadar büyük olursa çatı tasarımı da o kadar ekonomik olur. Ancak bunların dezavantajları da var:

Kaplamanın deforme olabilirliği arttı. Kaplamanın sağlamlığını sağlamak için, stabilizasyon elemanlarının eklenmesi nedeniyle ek tasarım çözümlerinin alınması gerekmektedir;

Kaplamanın maliyetini artıran adamlardan veya membrandan "itme" algısı için destek konturu şeklinde özel bir destek yapısı düzenleme ihtiyacı.

Gaylord Hotels'e ait Amerikan otellerinden birinin atriyumu

gelecek bugünden gelir
ve bugün tercihimizi verdiğimiz yol tarafından belirlenir

Geniş açıklıklı yarı saydam yapılar, 21. yüzyılın kentsel mimarisinin ayrılmaz bir parçası haline geliyor. Günümüzün en iyi mimarları giderek daha fazla şaşırtıcı bina kompleksleri yaratıyor; çekim merkezi, bir tür mekansal çekirdek olan geniş atriyum alanları - hacimli, ışık ve konforla dolu, olumsuz dış etkenlerden iyi korunmuş ve güvenilir yarı saydam kaplamalarla kaplanmış.
Bu tür yapıların daha aktif bir şekilde geliştirilmesi, yakın gelecekte sadece insan ortamının konforlu ve güvenli alanını en üst düzeye çıkarmakla kalmayacak, aynı zamanda gelecekte şehirlerimizin görünümünü değiştirebilecek ve mevcut durumlarını iyileştirebilecektir.

Küreselleşme çağının mimarisi

İnsanlar tarihlerinin her döneminde çevrelerinden gelen birçok olumsuz ve tehlikeli etkiden kendilerini korumaya ve korumaya çalışmışlardır. Sıcak ve soğuk, yağmur ve rüzgar, yırtıcı hayvanlar ve vahşi insanlar, insanın sakin yaşamının her zaman bilinen bir sorunu olmuştur. Bu nedenle atalarımız eski çağlardan beri kendilerine barınaklar inşa etmeye başlamışlar, bu da dış etkenlerden korunan yapay bir ortam yaratarak yaşamlarına daha fazla konfor ve güvenlik kazandırmıştır. Ve ortaya çıkan mimari, insanın bu yaratıcı eylemleri için şaşırtıcı ve mükemmel bir araç olarak, başlangıcından itibaren ve gelişimin her aşamasında, bu önemli hususları daha iyi karşılamak için toplumdaki mevcut teknik yeteneklerden ve mevcut estetik görüşlerden en iyi şekilde yararlanmaya çalıştı. insan ihtiyaçları: hem konfor hem de güvenlik.

Bugün, teknolojinin benzeri görülmemiş bir gelişme çağı geldi ve bu, inşaat sektöründe neredeyse en cesur mimari fikirlerin uygulanmasını mümkün kıldı. Bu bağlamda, günümüzde modern mimarların tüm önemli projelerinin uygulanmasını sınırlayan ana faktörler, artık büyük ve karmaşık bir nesnenin inşası için teknik yeteneklerin eksikliği değil, yalnızca bununla ilgili bazı öznel fikirlerimizdir, örneğin: yetersiz gelecekteki yapının kullanılması, talebin düşük olması ve kârlılığın düşük olması veya gelecekteki inşaat için çok uzun süre ve yüksek satış fiyatı. Aynı zamanda, dünya çapında "sürdürülebilir kalkınma" ve "yeşil bina" ilkelerinin uygulanmaya başlanmasıyla birlikte, binaların çevresel sürdürülebilirlik faktörünün varlığı da inşaatlarında giderek daha fazla ağırlık kazanıyor.

21. yüzyıl mimarisinin gelişimi için açılan geniş teknik fırsatlarla birlikte, modern mimarların çalışmalarında, projelerinin kentsel çevrenin gelişimi üzerindeki önemli etkisini dikkate almaya başlaması gerektiğini düşünüyorum. Geçmişteki gelişim yolunun ve gelişimlerine yönelik devam eden yaklaşımın rehinesi haline gelen modern mega kentlerin, yavaş yavaş sakinlerinin huzur ve güvenliği açısından çok faktörlü bir soruna dönüştüğü açıktır.

Küreselleşme çağına giren dünyamız, son yıllarda çok değişti ve günümüzde, uzayın ayrı noktalarında kalabalık yaşamın devam etmesine makul gerekçeler bulmak pek mümkün değil. Toplumumuz bu sürecin feci doğasını anlamaya başlıyor, ancak kentsel mimari ne yazık ki hala yüksek katlı projeler yaratma ve kentsel gelişimi yoğunlaştırma yolunu izlemeye devam ediyor, böylece nüfusun farklı noktalarda daha da fazla yoğunlaşmasına neden oluyor. zaten aşırı kalabalık bir alan.

Aynı zamanda, modern teknolojilere sahip olan ve toplum yaşamı üzerindeki muazzam etkisini kullanan 21. yüzyılın mimarisi, yalnızca insan ortamının konforlu ve güvenli alanını en üst düzeye çıkarmakla kalmaz, aynı zamanda çevreyi kökten değiştirmeye muktedirdir ve çalışmalıdır. Şehirlerimizin yüzünü adım adım geliştirip bugünlere taşıyacağız. Buna ek olarak, birçok insanın mekan, zaman ve hayal gücünün eşsiz ustası olan Mimarlık, temelde yeni eko-şehirlerin ve eko-köylerin ortaya çıkmasına kesinlikle giderek daha fazla katkıda bulunacaktır.

Kubbenin altındaki şehir

Sokakları ve şehir bloklarını yağmurdan ve kardan koruyan yarı saydam kaplamaların hayali, insanlar arasında çok uzun zaman önce ortaya çıktı. Ancak ancak geniş teknik ve mali fırsatlar getiren sanayi devriminin ortaya çıkışıyla bu tür projelerin uygulanması mümkün hale gelir. Ancak 19. yüzyılın ikinci yarısında, Avrupa ve Amerika'nın ana şehirlerinin çoğunda, sıra sıra pahalı mağazaların ve rahat kafelerin bulunduğu büyük cam kaplı pasajlar-galeri ortaya çıktı. Büyük camlı atriyum mekanlarının geliştirildiği bu dönemin ilk dikkate değer incilerinden biri, 1877 gibi erken bir tarihte ziyaretçilere açılan, Milano'daki ünlü Galleria Victor Emmanuel II'dir.

İncir. 2. Milano'daki Victor Emmanuel II Galerisi.

İlerleme durdurulamayacağına göre, tüm büyük ülkelerin görevi aktif olarak ilerlemeye katılmak ve tarihin kenarlarında kalmamaktır. Bu nedenle, yirminci yüzyılın ikinci yarısından bu yana, SSCB, ABD ve diğer bazı ülkelerde inşaat bilimi, şehirlerini büyük yarı saydam kubbelerle aşağıdakilere karşı koruma olasılığı üzerinde ciddi şekilde çalışmıştır: istenmeyen hava olayları, olumsuz hava koşulları. Yerel iklim, aşırı düzeyde güneş radyasyonu ve dış çevrenin insani etkileri için elverişsiz olan diğerleri. Son yıllarda, bu yönde daha fazla araştırma yapılmasını teşvik eden faktörler listesine şunlar da eklenebilir: Gezegendeki hızlı ve öngörülemeyen iklim değişikliği, çevre kirliliğinde tehditkar bir artış, artan aşırılıkçılık tehditleri ve ayrıca insanların aşırı iklim değişikliğini azaltma arzusu. şehirlerinin yüksek enerji tüketimi.

Bugün, içinde çok sayıda bulunan uzun açıklıklı yarı saydam koruyucu yapıların (bundan sonra BSZS olarak anılacaktır) oluşturulması doğal ışık ve konfor daha önce hiç olmadığı şekilde etkinleştirildi. Houston Dome gibi yeni fikirler ve benzersiz projeler yaratılıyor ve bu muhteşem projelerden bazıları halihazırda yapım aşamasında. Böylece Astana'da İngiliz mühendisler ve Türk inşaatçıların yardımıyla Kazakistan'ın en büyük ve en şık alışveriş ve eğlence merkezini barındıran 100 metrelik (kulenin yüksekliği hariç) yarı saydam bir çadır inşa edildi.

Almanya'da daha da şaşırtıcı ve görkemli bir yapı oluşturuldu - bu, yaklaşık 5,5 milyon metreküp iç hacme sahip Tropikal Adalar su eğlence merkezidir. m ve haklı olarak bugün bu gösterge açısından dünyanın en büyük yarı saydam binasıdır.

Şekil 3-5. Almanya'da su eğlence merkezi "Tropikal Adalar"

Hacimsel yarı saydam yapıların geliştirilmesinde önemli bir aşama, hem enerji tüketimi ekonomisinde hem de ısı kaybında önemli bir azalmada, aynı zamanda yeni oluşturulan kullanışlı ve önemli ölçüde genişletirken, somut etkinliklerinin olasılığının bilimsel olarak kanıtlanmasıydı. popüler kamusal alan.

Bu gerekçenin övgüsü İngiliz ve Amerikalı mimar ve bilim adamlarına aittir, ancak her şeyden önce 1970'li ve 80'li yılların başında "tampon düşünme" kavramını yaratan Terry Farrell ve Rolf Lebens'in çalışmalarını öne çıkarabiliriz. . Bu konseptin sonucu, "tampon etkisi" veya "çift çit ilkesinin" dünya mimarlık pratiğine aktif olarak dahil edilmesiydi.

Konuyu incelerken, etkili geniş atrium alanları, ısıtma, soğutma ve dönüştürülebilir atrium türleri oluşturma olasılığı belirlendi. O zamandan bu yana yalnızca 30 yıldan biraz fazla zaman geçti, ancak bu kısa süre içinde bile modern atriyum alanları tüm uygar mimarlık dünyasını fethetti (bu makalede verilen Amerikan atriyumlarının fotoğrafları mevcut çokluğun küçük bir kısmıdır) ve yıllar içinde inşa edilen çeşitli atriyum alanları). Ne yazık ki modern Rusya'nın bu anlamda henüz büyük başarıları yok.

Modern mimaride geniş atriyum alanlarının kullanılmasının uygunluğu konusunda uzmanların mevcut argümanlarını kabul eden ve sonuçlarına itiraz etmeye çalışmayan makalenin yazarı, çok bantlı kablo yapılarının yardımıyla bunun nasıl mümkün olabileceğini düşünmeyi öneriyor. , bu tür alanları daha ucuz ve daha güvenilir bir şekilde oluşturmak (örtüşmek) ve aynı zamanda büyük açıklıkları kaplamak için yeni bir teknoloji sunarak, özellikle atriumların boyutuyla sınırlı olmamak. Görünüşe göre Rusya koşullarında, şehir bloklarının etrafında yalnızca en basit ikinci çitin (tampon alan) oluşturulması bile, çevredeki alanda geri dönülmez bir şekilde çözülmeyecek olan kapalı binaların sayısız ısı kayıplarının ihtiyatlı bir şekilde kullanılmasını mümkün kılacak, ancak oluşturulan atrium mekanlarının ısıtılmasını sağlayacaktır. Sadece yüksek kaliteli yarı saydam koruyucu kaplama nedeniyle, kışın bu tür atriyum alanlarındaki sıcaklık, sokak sıcaklığından 10-15 derece daha yüksek olabilir.

Yaz aylarında, iç mekanın aşırı güneş radyasyonu ve aşırı ısınmadan makul şekilde düzenlenmiş kısmi gölgelenmesine ek olarak, yarı saydam kaplamada havalandırma açıklıklarının açılmasının yanı sıra diğer iyi bilinen ve etkili yöntemlerin uygulanması da mümkündür. tüm yarı saydam kompleksin içinde konforlu bir mikro iklim yaratma. Açıkçası, geniş bir kapalı alanda konforlu ve istikrarlı bir mikro iklim oluşturmak, binlerce küçük odada aynı konforlu koşulları aynı anda sağlamaktan çok daha kolay ve daha ucuz olacaktır.
Hacimli yarı saydam yapıların doğası, bizi düşüncemizdeki bazı stereotipleri bir kenara bırakmaya, bu tür sorunları çözmeye ve geniş hacimli alanların yeni koşullarında konforlu bir ortam yaratma olasılığına yeni bir bakış atmaya teşvik ediyor. Aynı zamanda halihazırda yeni etkili teknik çözümler Geniş alanların önemli avantajlarını kullanan ve BSES'in tüm iç alanı için önemli ölçüde daha düşük enerji maliyetleriyle istikrarlı ve konforlu koşullar sağlamaya olanak tanıyan.

Bu arada çoklu bant kablo kaplamalarının kullanım olanakları da daha geniş görünüyor. Dolayısıyla henüz emekleme aşamasında olan ve ürkek bir şekilde kendini ilan eden eko-şehirler inşa etme süreci de geniş açıklıklı yarı saydam yapılar olmadan hayal edilemez. Yeni geniş açıklıklı yarı saydam mimariyi takdir eden 21. yüzyılın, onu aktif olarak geliştirip iyileştireceğini ve aynı zamanda onun yardımıyla şehir planlamasında donuk, enerji açısından verimsiz olanı değiştirerek daha hızlı bir atılım yapmaya çalışacağını düşünmek isterim. rahat, konforlu ve çevre dostu şehirlerle modern mega şehirlerin güvensiz taş ormanı.

Pirinç. 6-11 Masdar Şehri (Foster + Partners tarafından çizilmiştir).

Günümüzün en iddialı ve gösterişli eko-şehir projesine Masdar City denilebilir. Bu muhtemelen geleceğin şehrinin organizasyonuna yönelik, yenilenebilir kaynaklardan (güneş, rüzgar vb.) enerji sağlanan ve atmosfere minimum karbondioksit emisyonu ile sürdürülebilir bir ekolojik çevreye sahip olan entegre bir yaklaşıma yönelik gerçekten ilk ciddi girişimdir. yanı sıra kentsel faaliyetlerden kaynaklanan atıkların tamamen geri dönüştürülmesine yönelik bir sistem.
Ne yazık ki, Masdar Şehri'nin inşa edildiği yer en başarılı yer değildi ve gelecekteki sakinler ve işletme kuruluşları çölün bu köşesinin konumundan dolayı hala bazı rahatsızlıklar yaşamak zorunda kalacaklar. Kentin projesinde yer alan teknik çözümlerin (tüm atriumlar dahil kapalı alanlar hariç) 50 derecelik yaz sıcağına tam olarak dayanamayacağı çok açık. Aralık-Ocak aylarındaki yağışlı dönemler ve sonrasında yoğun sis mevsimi de yeni kent sakinleri için pek rahat olmayacak. Ve çölün bu bölümünde oldukça sık görülen kış-ilkbahar kum fırtınalarını hatırlarsak, şehir bloklarını bu yerel doğa olaylarına karşı kaplayan ve koruyan uzun açıklıklı yarı saydam kaplamalar olmadan, şehir sakinlerinin periyodik olarak belirli rahatsızlıklar yaşamak zorunda kalacağını anlayacağız.
Aşağıda önerilen geniş açıklıklı yarı saydam yapıların inşası konsepti, Masdar Şehri gibi projelere çok iyi uyum sağlıyor ve öyle görünüyor ki, bu tür projelerin modern şehirlerin hem inşaatı hem de işletilmesinden tasarruf etmesine yardımcı olma konusunda oldukça yetenekli. Ve ayrıca bu şehirleri daha güvenli ve konforlu hale getirmek.

Şekil.6-11. Renkli broşürlerde ve dergi resimlerinde (Foster + Partners tarafından çizilmiştir) Masdar Şehri'nin geleceğini bu şekilde görebilirsiniz.

2012 yılında Rus mühendisler, bugün teknik olarak erişilebilir ve geniş açıklıkları kaplamak için uygulamada etkili olan ve çeşitli geniş açıklıklı bina ve yapıların inşasını mümkün kılan bir konsept geliştirdiler. Buradaki fikir, bina kompleksini kaplayan, destekleyici binalar arasındaki geniş açıklıkları kapsayan, her türlü tasarım yükünü taşıyabilecek ve tüm kompleks için tek bir güçlü ve güvenilir yarı saydam kaplama oluşturabilecek çok bantlı bir kablo oluşturmaktır. Kaplama, böyle bir nesnenin kapalı iç alanındaki bir kişi için sabit ve rahat parametrelerin korunmasını mümkün kılacaktır: sıcaklık, nem, hava hareketliliği ve saflığı, aydınlatma, güvenlik vb.
Çoklu bant kablo sistemleri fikri, yarım yüzyıldan fazla bir süredir geniş açıklıklı binaların ve yapıların inşasında dünyada yaygın olarak kullanılan asma yapıların iyi bilinen prensiplerine dayanmaktadır. Ancak asılı yapılar, bazı eksikliklerinden dolayı geniş açıklıklı inşaatlarda daha geniş bir dağılıma sahip değildir. Bu nedenle, asma çatı yapılarına sahip geniş açıklıklı binalar, kural olarak, binanın dışına bir çatı eğimi sağlayamaz, bu da atmosferik yağışların çatıdan uzaklaştırılmasında ek zorluklar yaratır. Ayrıca kablolu askılı yapılar, yüksek desteklerde çok önemli yatay yükler oluşturarak inşaatçıları bu sorunu ilave çözümlerle çözmeye zorlamaktadır. finansal yatırımlar bu yükler için güçlü payandalara. Ancak asılı yapıların ana dezavantajı, yerel yükler altında yüksek deforme olabilmeleridir.

Çok bantlı kablo sistemleri, geniş açıklıklı kablo askılı çatıların listelenen eksikliklerinin üstesinden gelmeyi başarmış ve hatta çok daha büyük açıklıkların başarıyla kapatılması için bir fırsat yaratmıştır; bu, bugün geniş açıklıklı inşaatın geliştirilmesine yeni bir ivme kazandırabilir.

Medeniyetimizin gelişmesinde her zaman geniş açıklıkların örtüşmesinin sadece mimarların ve inşaatçıların değil sıradan insanların da ilgisini çektiği ve ilgisini çektiği bilinmektedir. Geniş açıklıklara sahip görkemli yapıların yaratılması, her zaman mühendislik sanatının ileri düzeyde gelişiminin yanı sıra bu yapıları inşa edebilecek ülkelerin teknik ve mali gücünün de göstergesi olmuştur.

Çoklu bant halat kaplaması nedir ve nasıl çalışır?

Çoklu bant kablo kaplamasının nasıl çalıştığını anlamak için, iki destekleyici bina arasındaki açıklığı kapatan, bilinen herhangi bir geniş açıklıklı kaplamanın tasarımını hayal etmek gerekir. (örneğin, uzaysal bir çapraz çubuk plakası). Açıklık yeterince büyükse, bu kaplama kaçınılmaz olarak kendi ağırlığı altında sarkacaktır ve ek dış yüklere (kar, rüzgar vb.) maruz kaldığında çökebilir. Ancak bunun olmasını önlemek ve geniş açıklıklı kaplamanın çökmemesi için, yüksek mukavemetli çelik kabloları altına birkaç sıra (kayışlar) halinde, bir destekleyici binadan diğerine çekiyoruz, gerdiriyoruz ve (belirli mesafelerde) monte ediyoruz. (kabloların uzunluğu boyunca) oluşturulan kablo sistemlerinin kayışları arasında, ara parçalar arasında ve kablo sisteminin tüm kayışlarındaki bitişik kablolar arasında - ara parçalar ve / veya streç işaretleri. Çoklu kayış, kablo sisteminin herhangi bir uzunlukta çift dışbükey olmasını sağlamaya yardımcı olur ve aşağıdan sarkan kaplamayı destekler.

Aynı zamanda kaplamada, kabloların gerginliği ve ara parça direklerinin çalışması nedeniyle, sadece ortaya çıkan sapma ortadan kalkmakla kalmayacak, aynı zamanda ters işaretli - yukarı doğru bir sapma da ortadan kalkacaktır. Bu, kaplamanın yalnızca nihai yüklerin etkisi altında çökmesine izin vermekle kalmayacak, aynı zamanda, kablo sisteminin tasarım özelliklerine uygun olarak önemli ek yükleri absorbe etme yeteneğine de katkıda bulunacaktır. proje tarafından kendisine verilmiştir.
Uzmanlar, güçlü destek elemanları (kablo sisteminin genişlemesinden yatay bileşenleri algılayan) ve ayrıca kaplama üzerindeki tüm geçici yükleri algılayan bir stabilizasyon sistemi olmadan, sert, dayanıklı ve stabil bir kaplama taşıyan öngerilmeli kablo yapılarından oluşan bir sistemin imkansız olduğunu anlıyorlar. Negatif rüzgar basıncı dahil. Bu nedenle, BSZS'nin inşası için önerilen konsept, bu yapılar için gerekli tüm koşulları dikkate almaktadır.
Böylece, çok bantlı kablo kaplamasının geçici yüklerin etkisi altında değişmez hale getirilmesi için, ayrıca destekler yardımıyla kaplamanın hesaplanan değere göre yüklenmesi sağlanır. Aynı zamanda, destekleyici binaların temellerine kaldırım destekleri bağlanır, bu da desteklerin gerginliğinden kaynaklanan geniş açıklıklı kaplamanın ek ağırlığından bu temeller üzerindeki yükün artmasını önlemeyi mümkün kılar.

Çoklu bant kablo sistemi ve üzerinde yer alan camlı çerçeve kaplamanın ortak çalışması sonucunda günümüzde 200-350 metre açıklığı kapatabilen, tek, hafif ve güvenilir geniş açıklıklı yarı saydam kablo kaplaması oluşturulmuştur. yada daha fazla.
Temeli uzun açıklıklı çok bantlı kablo sistemleri olan çatı kaplamanın istenirse herhangi bir hidro-termal yalıtımdan yapılabileceği açıktır. dahil olmak üzere malzeme sayı ve yarı saydam. Örneğin, düşük ortam sıcaklıklarında günümüzün en iyi yarı saydam malzemesi çok bölmeli cam paketlerdir.

Çok bantlı kablo sistemlerinin, geniş açıklıkları yaymak için kullanılan halihazırda bilinen teknik çözümlere göre avantajları açıktır. Bu, bu tür sistemlerin çok önemli bir gücü ve güvenilirliği, mükemmel taşıma kapasitesi, yapıların hafifliği, önemli ölçüde üst üste gelme yeteneğidir. büyük açıklıklar, kaplamanın en iyi ışık geçirgenliği, yapıların birkaç kat daha düşük metal tüketimi ve sonuç olarak tüm kaplamanın nispeten düşük maliyeti.

Çoklu bant kablo sistemlerinin kullanımı.

Çok bantlı kablo sistemlerini kullanarak geniş ve ekstra geniş açıklıkları kaplama teknolojisinin hacim, şekil ve amaç açısından çok çeşitli yapıların inşa edilmesine olanak sağlayacağı unutulmamalıdır. Bunlar şunlar olabilir: en büyük hangarlar ve üretim atölyeleri, kapalı atletizm ve futbol stadyumları, geniş kamusal alanlar, eğlence ve alışveriş merkezleri, yarı saydam bir kabuk altındaki yerleşim alanları, büyük cam piramitler ve kubbeler (çok çeşitli çok işlevli gerçek nesneleri barındırabilir) emlak kompleksleri veya şirket merkezleri). Çok bantlı kablo sistemleri, özellikle diğer köprü türlerinin inşa edilmesinin imkansız olduğu veya çok pahalı olduğu yerlerde, geniş açıklıklı asma köprülerin yeni tasarımlarının inşasında da faydalı olabilir.

Şekil 12. 200m yüksekliğinde PİRAMİT şeklinde yarı saydam bir yapı.

Görünüşe göre geniş açıklıklı yarı saydam komplekslerin inşaatı üç aylık binalar olarak geliştirilmelidir. Ve böyle bir işlevsel gelişme için en muhteşem ve en uygun başlangıç ​​\u200b\u200bseçeneklerinden biri, örneğin, aşağıdaki parametrelerle düzenli bir dörtgen PİRAMİT (Şekil 11) biçiminde yarı saydam bir çeyreğin şekli olabilir:

• piramidin yüksekliği - 200 m;
• taban boyutları - 300x300 m;
• taban alanı (yarı saydam kaplamalarla korunan bölge) - 9,0 ha;
• kapalı yapıların alanı - 150.000 m2;
• piramidin geometrik hacmi (P200) 6,0 milyon metreküptür.

Böyle camlı bir mahallede, kompleksin iç mekanını aşırı doldurmamak için, ticari ve / veya konut amaçlı gayrimenkuller tarafından işgal edilen ve esas olarak konumlanan yalnızca 320-450 bin metrekarelik kullanılabilir alanın (yer üstü) olması makul olacaktır. bu yarı saydam kompleksin destekleyici binalarında. Yapının geri kalanı (4,0 milyon metreküpten fazla) çok işlevli atriyumlardır.

Karşılaştırma için, böyle bir P200 piramidinin (geometrik olarak ideal bir piramidin oranı 3:4:5'tir) yüksekliğinde yalnızca 50 metrelik bir artışla, P250'nin parametreleri şöyle olacaktır: taban - 375x375 m; Sbase = 14,1 ha, Sglass = 235,0 bin m2 Yarı saydam yapının bu durumda 11,7 milyon metreküpe eşit olacak iç hacmi neredeyse iki kat artacak, ticari gayrimenkullerin kapladığı alan sayısı ise 0,8 - 1,0 milyon metrekareye çıkabilecek. . Aynı zamanda, özellikle çekici olan P250 piramidinin çevre yapılarının alanı neredeyse iki katına çıkacak! iç destek binalarının kapalı yapılarının toplam alanından daha az. Uzmanlar için bu oranın önemi açık olmalıdır.
BSZS'nin iç hacminde daha fazla artış olması ve ona kubbeli bir şekil verilmesiyle, yarı saydam kompleksin kapalı yapılarının alanının iç mekanın tüm faydalı alanlarının toplamına oranında bir azalma (aynı zamanda) iç binaların kapalı yapılarının alanlarının toplamına ilişkin olarak) çok sevindirici bir ilerlemeyle değişecektir; bu tür bir inşaat süreci ekonomik olarak giderek daha çekici hale gelecektir!

Yarı saydam kaplamalı spor merkezleri.
Günümüzde çok bantlı kablo yarı saydam kaplamalarının kullanımı açısından gelecek vaat eden bir diğer alan, kapalı futbol stadyumlarının ve diğer geniş açıklıklı spor tesislerinin inşasıdır. Dünyada kapalı spor stadyumlarına olan talep her yıl artıyor (örneğin, sadece Avrupalılar ve Kuzey Amerikalılar kendileri için büyük kapalı stadyumlar inşa etmiyor, aynı zamanda Arjantin ve Kazakistan gibi daha az zengin ülkeler de yakın zamanda bu tür tesisleri inşa ediyor ve Filipinler de bu tür tesisleri inşa ediyor.) şimdi dedikleri gibi dünyanın en büyük kapalı stadyumunu inşa ediyor). 2018 futbol şampiyonası hazırlıkları sürerken Rusya'da da bu tür tesislere talep ortaya çıkabilir.

Mevcut geniş açıklıklı spor tesislerinin (120-150 m veya daha fazla açıklığa sahip) benzersizliği ve yüksek maliyeti, bu tür yapıların her birinin kendi şantiyesindeki inşaat sektörünün maksimum kapasitesinde gerçekleştirilmesi, Yük taşıyan yapıların çok sayıda karmaşık ve doğru hesaplanması, artan sorumluluk ve uygulanan çözümlerin önemli malzeme tüketimi ile ilişkilidir. Tüm bu geniş açıklıklı yapıların zeminlerinin dezavantajları aynıdır: karmaşık, hantal, metal yoğun ve dolayısıyla mantıksız ve son derece pahalıdırlar. Ayrıca kaplamanın güçlü yük taşıyan metal yapıları nedeniyle günümüzde tüm kapalı stadyumların izolasyonu son derece düşüktür, bu da modern stadyumların doğal çim kaplamasının bakımını oldukça zorlaştırmaktadır. spor sahaları uygun durumda.

Şekil 13. Polonya'daki futbol stadyumu. EURO 2012'de.
Şekil 14. Wembley Stadyumu İngiltere'nin en ünlü stadyumudur

Yarı saydam çok bantlı kablo kaplamalarının kullanılmasının, geniş açıklıklı spor tesislerinin inşasındaki bu tür olumsuz durumu kökten değiştirmesi gerektiği görülmektedir (Şekil 15-19'daki çizimler, bir spor tesisinin inşası için olası seçeneklerden birini göstermektedir). nispeten ucuz kapalı çok işlevli spor kompleksi).

Pirinç. Büyük bir kapalı stadyum için 15-18 kroki çözümleri.
.
1 ve 2 - yarı saydam kaplama için destekleyici yapılar görevi gören binalar;
4 - çok kayışlı kablo sistemleri;
10 - diş telleri-ağırlıklar;
11 - 3 kayışlı kablo yarı saydam kaplama;
18 ve 19 - seyirci tribünleri;
21 - kendi kendini destekleyen yarı saydam yapılar

Pirinç. 19. 3 bantlı yarı saydam kablo kaplamasının kesiti (Şekil 17'deki 4 ve 11 numaralı işaretlere bakın)

5 - yüksek mukavemetli metal kablo;
6 - kablo kapağı kayışı;
7 - aralayıcı;
8 - yatay destek-esneme:
12 - yarı saydam kaplama elemanları;
13 - yarı saydam kaplamanın çerçeve yapısı.

Çok bantlı kablo sistemleri (4) (destekler (1 ve 2) arasındaki açıklığı kaplayan), destekleyici binaların yüksekliklerindeki farklılık nedeniyle yapının dışına doğru eğilir ve kayan yarı saydam bir kapağın (11) yerleştirilmesinin temelini oluşturur. bunların üzerinde çerçeve yapıları (13) ve yarı saydam elemanlardan (12) yapılmıştır.
Çoklu bant kablo sistemi, destekler (10) ve diğer özel teknik çözümler, kablo kaplamasına gerekli sağlamlığı ve herkesin algılamasına karşı direnci sağlayacaktır. tasarım yükleri.
Destekleyici binalar (1 ve 2) arasında, stadyumun dış duvarlarının konturu boyunca, dış duvarların konturunu kapalı hale getiren, kendi kendini destekleyen yarı saydam yapılar (21) sağlanmıştır.
Çoklu bant kablo kaplamalarının kullanılması, tüm yeni stadyumlara yarı saydam kaplamanın en basit, en güvenilir ve nispeten ucuz yapısını sunabilecek ve aynı zamanda bugüne kadar inşa edilen tüm kapalı stadyumlardan daha iyi saha yalıtımı sağlayabilecektir.

Günümüzde uzun açıklıklı çok bantlı kablolu yarı saydam çatıların inşası son derece zor bir iş değildir, çünkü inşaat uygulamalarında esas olarak aynı teknik çözümleri kullanan uzun açıklıklı kablolu çatıların kullanımında uzun vadeli bir deneyim vardır. , malzemeler, ürünler ve ekipmanlar ve aynı teknik uzmanlar.

Büyük ve güzel, kapalı ve konforlu, modern bir spor merkezi, gelişen her şehir için sadece spor müsabakalarının yıl boyunca uygun koşullarda düzenlenmesi için değil, aynı zamanda şehir nüfusunun aktif sporlara geniş katılımı ve kişisel sağlıkları için de gereklidir. Bunun için çok işlevli bir spor kompleksi yalnızca birinci sınıf bir futbol sahasını değil, çok sayıda spor salonunu da içerebilir. Spor salonları, yüzme havuzları ve fitness merkezleri, ancak dinlenme ve antrenman seanslarına yönelik tesislerin herhangi bir listesi çeşitli türler spor ve spor kompleksinin yüksek katlı kısmı istenirse kabul edilebilir, obje profiline yakın, otel ve ofis merkezleridir.

En iyi uzman inşaat şirketlerinin (örneğin Fransızların) yardımıyla Freyssinet Uluslararası ve Cie» veya Japonca TOKYO HALAT MFG.CO, LTD. Kablolu yapıların tasarımı ve üretiminde dünya lideri olan , önerilen geniş açıklıklı yarı saydam nesneleri bugün oluşturmaya başlayabilirsiniz.

Şekil 20. Yarı saydam kaplamalı kubbe şeklindeki koruyucu yapı.

Büyük açıklıklı yarı saydam komplekslerin mimarisi için beklentiler.

BSZS'nin devasa atrium alanları birçok görevi bir araya getirebilir. Örneğin, milyonlarca metreküp hacimli atriyumlar, en büyük lüks su parkını, tam teşekküllü bir spor stadyumunu ve çok daha fazlasını aynı anda barındırabilir. Ancak gelecekte çoğu BSZ'nin atriyum alanlarına spor ve oyun alanları, çeşmeler ve şelaleler, egzotik hayvanlar ve pitoresk göletler içeren kuşhaneler, açık havuzlar ve çim kafeler içeren geniş ve rahat peyzajlı bahçeler yerleştirme olasılığını tercih edeceği görülüyor. Sonuçta, bu tür yaprak dökmeyen çiçekli bahçelerin her biri, BSZS sakinlerinin ve misafirlerinin, hem en sıcak yaz aylarında, hem de sonbaharın uzun yağmurlu günlerinde ve kışın karlı soğuk aylarında, yaban hayatı ile günlük olarak iletişim kurmasını sağlayacak.

Doğanın korunmasına yönelik savaşçılar, BSZS'nin inşası sırasında yaban hayatının devasa insan yapımı yarı saydam yapılara nüfuz etme sürecinin aktif hale gelmesinden hoşlanmalı. Kendisi için özel olarak hazırlanan BSZS alanlarında yer alan ve içlerinde (insanın aktif yardımıyla) sürdürülebilir ekosistemler oluşturan doğa, geleceğin mimari nesnelerini niteliksel olarak doldurarak onları daha işlevsel ve insanlar için daha çekici hale getirebilecek. Aynı zamanda, insanlar tarafından düzenlenen atriyum alanlarında, en iyi BSZS, şüphesiz, doğanın ve insanın karşılıklılığı (karşılıklı yararlı birlikte yaşama) meydana gelecektir.

Şekil 21-22. Ünlü Gaylord Hotels'e ait Amerikan otel atriyumları.

BSZS'nin inşaatı sırasında elde edilecek olumlu sonuçlar, modern şehir planlamasının ihtiyaçlarını tam olarak karşılamaktadır. Bu, yapıların ekonomik ve çevresel çekiciliğidir; doğal çevreyle yakından ilişkili olan ve insanlara yüksek yaşam kalitesi sağlayan yapay insan yaşam alanlarının yoğun şekilde geliştirilmesi; yeni tip eko-kentlerin oluşturulması ve mevcut mega kentlerdeki ekolojik durumun iyileştirilmesi; teknik ilerlemenin geliştirilmesi ve doğal kaynaklarda önemli tasarruflar için yeni popüler alanların ortaya çıkması.

Birçok kritere göre BSZS, Yeşil Bina ilkelerine en iyi uyum içinde olup, yalnızca inşaat projelerinin kalitesinin artırılmasına değil aynı zamanda çevrenin korunmasına da katkıda bulunacaktır.

BSSS'nin inşası yardımcı olacakkarar vermek"sürdürülebilir kalkınmanın" aşağıdaki önemli görevleri ve "yeşil" standartlar LEED, BREEAM, DGWB'nin gereklilikleri:
- binalar tarafından enerji ve malzeme kaynaklarının tüketim düzeyinin azaltılması;
- doğal ekosistemler üzerindeki olumsuz etkinin azaltılması;
- insan ortamında garantili bir konfor seviyesi sağlamak;
- yeni enerji verimli ve enerji tasarruflu ürünlerin yaratılması, imalat ve işletme sektörlerinde yeni işlerin yaratılması;
- yenilenebilir enerji alanında yeni bilgi ve teknolojilere yönelik kamu talebinin oluşması.

Yarı saydam yapıların avluları, yeni yaratılmış, birçok açıdan çekici, arabalardan arınmış, güneş ışığı, rahatlık ve konforla dolu bir kamusal alan olarak avlularımızı kesinlikle eski alaka ve alaka düzeyine döndürecektir.

BSZS'nin tasarım özellikleri ve gelecekte makul kullanımı, bu tür yapıların inşasını, yarı saydam bir kubbeyle kaplı bir bina kompleksi inşa etmenin, bir bina inşa etmekten çok daha ucuz olacak şekilde optimize edilmesini mümkün kılacaktır. Aynı koşullar altında, ancak koruyucu kubbesi olmayan aynı bina kompleksi.
Dolayısıyla yarı saydam bir kaplamanın maliyetinin ve işletme maliyetlerinin (bu yönde doğru ve amaçlı hareketle) yapının hacmindeki artışla (mutlak olarak değil, 1 metrekare başına maliyetlere göre) azalacağı açıktır. kullanılabilir alan). Bu doğal sonuç şu şekilde doğrulanır: ve sıradan mantık, sağduyu ve matematik.
Ve BSZS muhafaza yapılarının alanında, iç binaların muhafaza yapılarının alanlarının toplamına göre birkaç kat azalma, kaçınılmaz olarak BSZS kompleksinin ısıtılması için tüketilen enerji tüketiminde bir azalmaya yol açacaktır. yarı saydam bir kabuk tarafından korunmayan aynı hacimdeki sıradan binalara göre iklimlendirmesi.
Aynı zamanda, BSZS'nin tüm iç binaları basitleştirilmiş bir dış duvar kaplamasına sahip olacak (pahalı kaplamalar ve yalıtım eksikliği olmadan) ve pencere açıklıklarının mutlaka çift camlı pencerelerle camlanması gerekmeyecek, bu da kaçınılmaz olarak maliyetini etkileyecektir. temeller. İç binaların ana ısıtma ve iklimlendirme sistemleri atrium alanlarına taşınarak iç yaşam ve ofis alanları daha basit, daha verimli vb. hale getirilebilir.

Görünüşe göre gelecekte yeni eko-kentler çoğunlukla birbirine yakın ve mümkün olduğu kadar özerk konumlardan oluşabilir. Bu tür yarı saydam yapılar yaban hayatının ortasında inşa edilecek ve doğal manzaraya dahil edilecek, aynı zamanda diğer şehirlerle en modern yüksek hızlı ulaşım iletişimleriyle birbirine bağlanacak. Muhtemelen bu, geleceğin eko-kentlerinin pek çok sakini tarafından kişisel araçların tamamen reddedilmesine yol açmakla kalmayacak, aynı zamanda insan akışlarının araba akışlarıyla tehlikeli kesişme yerlerini de kalıcı olarak ortadan kaldırabilecektir. .

Ancak sürdürülebilir geniş açıklıklı yarı saydam yapıların inşasının en önemli sonucu, doğa için olumsuz sonuçlar doğurmadan, konforlu bir insan ortamının genişletilmesi ve iyileştirilmesidir.

Saint Petersburg
06/09/2013

Notlar :
. Houston üzerindeki kubbe http://youtu.be/vJxJWSmRHyE ;
. Dünyanın en büyük çadırı
- http://yo www.youtube.com/watch utu.be/W3PfL2WY5LM ;
. Tropikal Adalar- www.youtube.com/watch ;
. Masdar Şehri- www.youtube.com/watch;
. Geniş açıklıklı asma köprü -
.

Kaynakça :
1. Marcus Vitruvius Pollio, de Architectura - Guilt'in İngilizce çevirisinde Vitruvius'un eseri (1826);
2. L G. Dmitriev, A.V. Kasilov. "Koruma Kaplamaları". Kiev. 1974;
3.Zverev A.N. Kamu ve endüstriyel binalar için uzun açıklıklı çatı yapıları. SPb GASU - 1998;
4. Kirsanov N.M. Asılı ve kablolu yapılar. Stroyizdat - 1981;
5. Smirnov V.A. Büyük açıklıklı asma köprüler. Yüksekokul 1970;
6. Avrasya patenti No. 016435 - Uzun açıklıklı yarı saydam kaplamaya sahip koruyucu yapı - 2012;
7.

Şekil 23-28. Amerikan lüks oteller ağı "Gaylord Hotels"in avluları.

Genel Hükümler

Uzun açıklıklı binalar, kaplamaların destekleri (taşıyıcı yapılar) arasındaki mesafenin 40 m'den fazla olduğu binalardır.

Bu binalar şunları içerir:

- Ağır mühendislik tesislerinin atölyeleri;

- gemi yapımı, makine yapımı tesisleri, hangarlar vb. montaj atölyeleri;

− Tiyatrolar, sergi salonları, kapalı stadyumlar, tren istasyonları, kapalı otoparklar ve garajlar.

1. Geniş açıklıklı binaların özellikleri:

a) montaj vinçlerinin menzilini aşan plandaki binaların büyük boyutları;

b) kaplama elemanlarının özel montaj yöntemleri;

c) bazı durumlarda binanın büyük parçalarının ve yapılarının, rafların, kapalı stadyum standlarının, ekipman temellerinin, hacimli ekipmanların vb. kaplama altında bulunması.

2. Geniş açıklıklı binaların inşası için yöntemler

Aşağıdaki yöntemler geçerlidir:

a) açık;

b) kapalı;

c) birleştirilmiş.

2.1. Açık yöntem, öncelikle binanın tüm yapılarının kaplamanın altında inşa edilmesinden oluşur, yani:

- kitaplıklar (teknolojik ekipman, ofisler vb. için endüstriyel binaların kaplaması altında tek veya çok katmanlı yapı);

- seyircilerin konaklamasına yönelik yapılar (tiyatrolarda, sirklerde, kapalı stadyumlarda vb.);

- ekipman temelleri;

− bazen hantal teknolojik ekipmanlar.

Daha sonra kapağı düzenleyin.

2.2. Kapalı yöntem, önce kaplamanın çıkarılması ve ardından altındaki tüm yapıların dikilmesinden oluşur (Şekil 18).

Pirinç. 18. Spor salonunun inşaat şeması (kesit):

1 - dikey yatak elemanları; 2 – membran kaplama; 3 - standlı yerleşik odalar; 4 - mobil pergel vinç

2.3. Kombine yöntem, her biri üzerindeki ayrı bölümlerde (tutamaçlarda), önce kaplamanın altındaki tüm yapıların gerçekleştirilmesi ve ardından kaplamanın düzenlenmesi gerçeğinden oluşur (Şekil 19).

Pirinç. 19. Bina planının parçası:

1 - binanın monte edilmiş kaplaması; 2 - ne olursa olsun; 3 - ekipmanın temelleri; 4 - vinç rayları; 5 - kule vinci

Geniş açıklıklı binalar için inşaat yöntemlerinin kullanılması aşağıdaki ana faktörlere bağlıdır:

- inşa edilen binaya göre (binanın dışında veya planda) planda vinçlerin yerleştirilme olasılığından;

- bina yapılarının iç parçalarının inşası için vinç kirişlerinin (tavan vinçleri) kullanılabilirliği ve kullanılma olasılığından;

- binanın tamamlanmış kısımlarının ve kaplama altındaki yapıların varlığında kaplama montajı olasılığından.

Geniş açıklıklı binaların yapımında kaplamaların (kabuk, kemerli, kubbeli, kablolu, membran) montajı özellikle zordur.

Kalan yapısal elemanların cihazının teknolojisi genellikle zor değildir. Düzenlemelerine göre işlerin üretimi "İnşaat süreçleri teknolojisi" dersinde ele alınmaktadır.

TSP dersinde dikkate alınır ve TVZ ve C dersinde ve kiriş kaplama teknolojisinde dikkate alınmayacaktır.

3.1.3.1. TVZ kabuk şeklinde

Son yıllarda kabuk, kıvrım, çadır vb. şeklinde çok sayıda ince duvarlı mekansal betonarme kaplama yapıları geliştirilmiş ve uygulanmıştır. Bu tür yapıların etkinliği, daha ekonomik malzeme tüketimi, daha hafif ağırlık ve yeni mimari niteliklerden kaynaklanmaktadır. Bu tür yapıların çalıştırılmasındaki ilk deneyim, mekansal ince duvarlı betonarme kaplamaların iki ana avantajının keşfedilmesini mümkün kılmıştır:

- Düzlemsel sistemlere kıyasla beton ve çeliğin özelliklerinin daha eksiksiz kullanılmasının sonucu olan verimlilik;

- Ara destekler olmadan geniş alanları kaplamak için betonarme rasyonel kullanım olasılığı.

Montaj yöntemine göre betonarme kabuklar monolitik, montaj monolitik ve prefabrik olarak ayrılmıştır. Monolitik kabuklarŞantiyede sabit veya hareketli kalıp üzerine tamamen betonlanır. Prefabrik-yekpare kabuklar, çoğunlukla monte edilmiş diyaframlardan veya yan elemanlardan asılan, mobil bir kalıp üzerine betonlanmış, prefabrik kontur elemanlarından ve monolitik bir kabuktan oluşabilir. Prefabrik kabuklar yerine monte edildikten sonra bir araya getirilen ayrı, prefabrik elemanlardan monte edilmiş; ayrıca bağlantılar, kuvvetlerin bir elemandan diğerine güvenilir bir şekilde aktarılmasını ve prefabrik yapının tek bir mekansal sistem olarak çalışmasını sağlamalıdır.

Prefabrik kabuklar aşağıdaki elemanlara ayrılabilir: düz ve kavisli levhalar (düz veya nervürlü); diyaframlar ve yan elemanlar.

Diyaframlar ve yan elemanlar hem betonarme hem de çelik olabilir. Kabuklar için yapıcı çözümlerin seçiminin inşaat yöntemleriyle yakından ilişkili olduğu unutulmamalıdır.

Kabuklar iki kat(pozitif Gaussian) eğrilik kare planlı, nervürlü prefabrik betonarme malzemeden yapılmıştır kabuklar Ve kontur kafesleri. Çift eğrilikli kabukların geometrik şekli, statik çalışma için uygun koşullar yaratır, çünkü kabuk kabuk alanının% 80'i yalnızca sıkıştırma altında çalışır ve yalnızca köşe bölgelerinde çekme kuvvetleri vardır. Kabuğun kabuğu, elmas şeklinde kenarları olan çokyüzlü bir şekle sahiptir. Plakalar düz, kare olduğundan kenarların eşkenar dörtgen şekli aralarına dikişlerin yerleştirilmesiyle elde edilir. Ortalama standart plakalar 2970 × 2970 mm boyutunda, 25, 30 ve 40 mm kalınlığında, 200 mm yüksekliğinde çapraz nervürlü ve 80 mm yan nervürlü olarak kalıplanır. Kontur ve köşe plakaları, ortadakilerle aynı yükseklikte çapraz ve yan kaburgalara sahiptir ve kabuğun kenarına bitişik yan kaburgalar, kontur kafes takviyesinin çıkışları için kalınlaşmalara ve oluklara sahiptir. Plakalar, diyagonal nervürlerin çerçevelerinin kaynaklanması ve dikişlerin plakalar arasına gömülmesiyle birbirine bağlanır. Betonla yekpare olan köşe plakalarında üçgen bir kesik bırakıldı.

Kabuğun kontur elemanları, katı kafes kirişler veya öngerilmeli çapraz yarı kafes kirişler şeklinde yapılır; bunların birleşimi, üst kirişte kaynak kaplamaları ile ve alt kısımda - çubuk takviye çıkışlarının sonrakilerle kaynaklanmasıyla gerçekleştirilir. betonlama. Geniş alanları kaplamak için ara destekler olmadan kabukların kullanılması tavsiye edilir. Pratik olarak herhangi bir şekil verilebilen betonarme kabuklar, hem kamu hem de endüstriyel binaların mimari çözümlerini zenginleştirebilir.

Pirinç. 20. Kabukların geometrik şemaları:

A- kontura paralel düzlemlerle kesme; B- radyal-dairesel kesme; V– elmas şeklindeki düz levhalar halinde kesme

Şek. Şekil 21, silindirik panel kabukları olan dikdörtgen sütun ızgaralı binaları kaplamak için geometrik şemaları göstermektedir.

Kabuğun tipine, elemanlarının boyutuna ve kabuğun kurulum açısından boyutlarına bağlı olarak kurulum, esas olarak iskele varlığı veya yokluğuna göre farklılık gösteren çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilir.

Pirinç. 21. Prefabrik silindirik kabukların oluşumu için seçenekler:

A- yan elemanlara sahip eğrisel nervürlü panellerden; B- bir yan eleman için de aynısı; V- düz nervürlü veya pürüzsüz levhalardan, yan kirişlerden ve diyaframlardan; G- büyük kavisli panellerden, yan kirişlerden ve diyaframlardan; D- kemerlerden veya kafes kirişlerden ve tonozlu veya düz nervürlü panellerden (kısa kabuk)

Çift pozitif Gauss eğriliği açısından kare şeklinde sekiz kabuktan oluşan kaplamaya sahip iki açıklıklı bir binanın dikilmesi örneğini ele alalım. Kaplama yapı elemanlarının boyutları şekil 2'de gösterilmektedir. 22, A. Binanın her biri 36x36 m ölçülerinde dört hücre içeren iki bölme bulunmaktadır (Res. 22, B).

Çift eğrilikli kabukların kurulumu sırasında iskeleyi desteklemek için önemli miktarda metal tüketimi, bu gelişmiş yapıların verimliliğini azaltır. Bu nedenle, boyutu 36 × 36 m'ye kadar olan bu tür kabukların yapımı için, ağ daireli geri çekilebilir teleskopik iletkenler kullanılır (Şekil 22, V).

Söz konusu bina homojen bir nesnedir. Kaplama kabuklarının montajı aşağıdaki işlemleri içerir: 1) iletkenin montajı (yeniden düzenlenmesi); 2) kontur kafes kirişlerinin ve panellerin montajı (yerleşik parçaların montajı, döşenmesi, hizalanması, kaynaklanması); 3) kabuğun yerleştirilmesi (dikişlerin doldurulması).

Pirinç. 22. Prefabrik kabuk binanın inşaatı:

A– kaplama kabuğu tasarımı; B- binayı bölümlere ayırma şeması; V- iletkenin şeması; G- bir bölümün kaplama elemanlarının montaj sırası; D- binanın bölümlerindeki kaplamanın yapım sırası; I–II – aralık sayıları; 1 - iki yarım kafes kirişten oluşan kabuk kontur kafesleri; 2 - 3 × 3 m boyutunda kaplama levhası; 3 - bina sütunları; 4 - iletkenin teleskopik kuleleri; 5 - iletkenin ağ daireleri; 6 - kontur kafes elemanlarının geçici olarak sabitlenmesi için iletkenin menteşeli destekleri; 7 - 17 - kontur makaslarının ve döşeme levhalarının montaj sırası.

Ancak çözelti ve beton tutulduktan sonra hareket ettirilen kaplamanın montajı sırasında geri çekilebilir bir iletken kullanıldığı için açıklığın bir hücresi montaj bölümü olarak alınır (Şekil 22, B).

Kabuk panellerin montajı, iletken ve kontur kirişine dayalı olarak dış panellerle başlar, ardından kabuk panellerin geri kalanı monte edilir (Şek. 22, G, D).

3.1.3.2. Kubbeli çatılı binaların inşaat teknolojisi

Yapısal çözüme bağlı olarak kubbelerin montajı, geçici bir destek kullanılarak, menteşeli bir şekilde veya bir bütün olarak gerçekleştirilir.

Küresel kubbeler prefabrik yapılardan halka katmanları halinde dikilir. betonarme paneller asılı şekilde. Halka katmanlarının her biri, montaj tamamlandıktan sonra statik stabiliteye ve taşıma kapasitesine sahiptir ve üstteki katman için temel görevi görür. Bu sayede kapalı çarşıların prefabrik betonarme kubbeleri monte edilmektedir.

Paneller binanın merkezine yerleştirilen bir kule vinci ile kaldırılıyor. Her katın panellerinin geçici olarak sabitlenmesi, bir envanter fikstürü kullanılarak gerçekleştirilir (Şekil 23, B) destekler ve gerdirme ile bir raf şeklinde. Bu tür cihazların sayısı, her katmanın halkasındaki panel sayısına bağlıdır.

Çalışma envanter iskelesinden yapılmaktadır (Şekil 23, V), kubbenin dışına yerleştirilmiş ve kurulum boyunca hareket ettirilmiştir. Bitişik paneller birbirine cıvatalanmıştır. Paneller arasındaki dikişler, önce dikişin kenarları boyunca döşenen ve daha sonra bir harç pompasıyla iç boşluğuna pompalanan çimento harcı ile kapatılır. Birleştirilmiş halkanın panellerinin üst kenarı boyunca betonarme bir kayış düzenlenmiştir. Dikişlerin harcı ve kemerin betonu gerekli mukavemeti kazandıktan sonra, braketli destekler çıkarılır ve kurulum döngüsü bir sonraki kademede tekrarlanır.

Prefabrik kubbeler ayrıca, hareketli bir metal şablon kirişi ve prefabrik levhaları tutmak için süspansiyonlu raflar kullanılarak halka şeklindeki kayışların sıralı montajıyla menteşeli bir şekilde monte edilir (Şekil 23, G). Bu yöntem sirklerin prefabrik betonarme kubbelerinin montajı sırasında kullanılır.

Kubbeyi monte etmek için binanın ortasına bir kule vinci yerleştirilmiştir. Vinç kulesine ve binanın betonarme kornişi boyunca yer alan halka yoluna mobil bir şablon kafes monte edilmiştir. Vinç kulesi daha fazla sağlamlık sağlamak için dört destekle desteklenmiştir. Bomun erişiminin yetersiz olması ve bir vincin kaldırma kapasitesi nedeniyle, binanın yakınındaki halka hattına ikinci bir vinç kurulur.

Prefabrik kubbe panelleri aşağıdaki sıraya göre monte edilir. Kaplamadaki tasarım konumuna karşılık gelen eğimli konumdaki her panel, bir kule vinci tarafından kaldırılır ve alt köşeleri düzeneğin eğik kaynaklı kaplamaları üzerine ve üst köşeleri ile şablon kirişinin ayar vidaları üzerine monte edilir.

Pirinç. 23. Kubbeli çatılı binaların inşaatı:

A– kubbe yapısı; B– kubbe panellerinin geçici olarak sabitlenme şeması; V- kubbenin inşası için iskelelerin bağlantı şeması; G– mobil şablon kafesi kullanan kubbe kurulum şeması; 1 - alt destek halkası; 2 - paneller; 3 - üst destek halkası; 4 - raf envanter fikstürü; 5 - adam; 6 - bağlantı; 7 - monte edilmiş panel; 8 - monte edilmiş paneller; 9 - iskele braketinin eğimini değiştirmek için delikli destek; 10 - korkuluklar için raf; 11 - braket çapraz çubuğu; 12 - braketi panele takmak için göz; 13 - montaj rafları; 14 - raf destekleri; 15 - plakaları tutmak için askılar; 16 - şablon çiftliği; 17 - vinç destekleri; 18 - panel taşıyıcı

Daha sonra panelin üst köşelerinin gömülü kısımlarının üst kenarları hizalanır, askılar çıkarılır, panel askılarla montaj raflarına sabitlenir ve askılar gerdirme kullanılarak çekilir. Daha sonra şablon kafes kiriş tespit vidaları 100 - 150 mm alçaltılır ve şablon kafes kiriş, bitişik panelin montajı için yeni bir konuma taşınır. Bandın tüm panelleri monte edildikten ve düğüm noktaları kaynaklandıktan sonra bağlantılar betonla monolitik hale getirilir.

Bir sonraki kubbe kayışı, beton, altta yatan kayışın bağlantı noktalarını gerekli mukavemete kavuşturduktan sonra monte edilir. Üst kayışın montajı tamamlandıktan sonra alttaki kayışın panellerinden askılar çıkarılır.

İnşaatta, kolonlara monte edilen kriko sistemi kullanılarak 62 m çapında zemine betonlanan kaplamaların tamamında kaldırma yöntemi kullanılmaktadır.

3.1.3.3. Kablo destekli çatılı binaların inşaat teknolojisi

Bu tür binaların yapımında en sorumlu süreç kaplama cihazıdır. Kablolu çatıların bileşimi ve montaj sırası, bunların yapıcı şema. Bu durumda önde gelen ve en karmaşık süreç, kablolu bir ağın kurulmasıdır.

Asma çatının kablo sistemli yapısı monolitik betonarme destek konturundan oluşur; destek konturuna sabitlenmiş kablolu ağ; kablolu bir ağ üzerine döşenen prefabrik betonarme döşemeler.

Kablo ağının tasarım gerilimi ve levhalar ile kablolar arasındaki dikişlerin sızdırmaz hale getirilmesinden sonra kabuk, tek bir monolitik yapı olarak çalışır.

Kablo ağı, kabuk yüzeyinin ana yönleri boyunca birbirine dik açılarda yerleştirilmiş uzunlamasına ve enine kablolardan oluşan bir sistemden oluşur. Destek konturunda adamlar, her bir adamın uçlarının kıvrıldığı manşonlar ve takozlardan oluşan ankrajların yardımıyla sabitlenir.

Kabuğun kablolu ağı aşağıdaki sırayla monte edilir. Her bir kefen bir vinç yardımıyla iki adımda yerine yerleştirilir. Öncelikle vinç yardımıyla tamburdan traversle çıkarılan bir ucu montaj sahasına beslenir. Kablo ankrajı destek konturundaki gömülü parçadan çekilir, daha sonra sabitlenir ve kablonun tambur üzerinde kalan kısmı açılır. Bundan sonra, iki vinç adamı destek konturunun işaretine kadar kaldırırken aynı anda ikinci ankrajı bir vinçle destek konturuna çeker (Şekil 24, A). Ankraj, destek konturundaki gömülü parçadan çekilir ve bir somun ve rondela ile sabitlenir. Adamlar, sonraki jeodezik hizalama için özel süspansiyonlar ve kontrol ağırlıklarıyla birlikte kaldırılır.

Pirinç. 24. Kablo destekli binanın inşaatı:

A- çalışma kablosunu kaldırma şeması; B- kabloların karşılıklı dik simetrik gerginlik şeması; V– boyuna kabloların hizalanması için şema; G– kefenlerin nihai sabitlenmesine ilişkin ayrıntılar; 1 - elektrikli vinç; 2 - adam; 3 - monolitik betonarme destek konturu; 4 - kaldırma adamı; 5 - çapraz; 6 - seviye

Boyuna kabloların kurulumunun tamamlanması ve 29.420 - 49.033 kN (3 - 5 tf) kuvvete kadar ön gerilmesinin tamamlanmasının ardından, kablo ağı noktalarının koordinatları belirlenerek konumlarının jeodezik doğrulaması gerçekleştirilir. Her adam için, ankraj manşonundaki kontrol ağırlıklarının bağlantı noktalarının başlangıç ​​noktasından uzaklığını gösteren tablolar önceden hazırlanır. Bu noktalarda telin üzerine 500 kg'lık test ağırlıkları asılır. Kolye uzunlukları farklıdır ve önceden hesaplanır.

Çalışma kablolarının doğru sarkması ile kontrol ağırlıkları (üzerlerindeki riskler) aynı işarette olmalıdır.

Boyuna adamların konumu uzlaştırıldıktan sonra enine olanlar kurulur. Çalışan adamlarla kesiştikleri yerler sürekli sıkıştırmalarla sabitlenir. Aynı zamanda kabloların geçiş noktalarının konumunu sabitlemek için geçici destekler takılır. Daha sonra kablolu ağın yüzeyinin tasarımına uygunluğu yeniden kontrol edilir. Daha sonra kablo ağı, 100 tonluk hidrolik krikolar ve manşonlu kama ankrajlarına takılan traversler kullanılarak üç aşamada gerilir.

Gerilim sırası, gruplar halindeki adamların gerilim koşullarından, grupların dik yönde eşzamanlı geriliminden, grupların geriliminin binanın eksenine göre simetrisinden belirlenir.

Gerilimin ikinci aşamasının sonunda, yani. Projenin belirlediği çabalara ulaşıldıktan sonra kablolu ağ üzerine alt işaretten üst işarete doğru prefabrik betonarme döşemeler döşenir. Aynı zamanda, dikişleri kapatmak için kaldırılmadan önce levhaların üzerine kalıp kurulur.

3.1.3.4. Membran kaplamalı binaların inşaat teknolojisi

İLE metal asılı kaplamalar, taşıma ve kapatma işlevlerini birleştiren ince tabaka membranı içerir.

Membran kaplamaların avantajları, yüksek üretilebilirliği ve montajının yanı sıra, kaplamanın çift eksenli gerilime yönelik çalışma doğasıdır; bu, 200 metrelik açıklıkların yalnızca 2 mm kalınlığında bir çelik membranla kaplanmasını mümkün kılar.

Asılı gerdirme elemanları genellikle sütunlara dayanan kapalı bir döngü (halka, oval, dikdörtgen) şeklinde olabilen sert destek yapılarına sabitlenir.

Moskova'daki "Olimpiyat" spor kompleksinin kaplaması örneğinde membran kaplamanın kurulum teknolojisini ele alalım.

Spor Kompleksi"Olimpiyat", 183x224 m eliptik şekilli bir mekansal yapı olarak tasarlanmıştır. 20 m'lik bir adımla elipsin dış konturu boyunca, dış destek halkasına sağlam bir şekilde bağlanan 32 adet çelik kafes sütun vardır (bölüm 5x1.75 m) ). Dış halkadan bir membran kaplama asılır - 12 m'lik bir sarkma ile bir kabuk Kaplama, 2,5 m yüksekliğinde, 10 m'lik dış kontur boyunca bir adımla radyal olarak yerleştirilmiş, halka elemanları - kirişlerle birbirine bağlanan 64 stabilize kirişe sahiptir. Membran yaprakları birbirine ve "yatağın" radyal elemanlarına yüksek mukavemetli cıvatalarla tutturuldu. Merkezinde membran 24×30 m ölçülerinde iç eliptik metal halka ile kapatılmıştır.Membran kaplama dış ve iç halkalara yüksek mukavemetli cıvata ve kaynakla tutturulmuştur.

Membran kaplama elemanlarının montajı, bir BK-1000 kule vinci ve dış destek halkası boyunca hareket eden iki montaj şivri (50 ton kaldırma kapasiteli) kullanılarak büyük mekansal bloklar halinde gerçekleştirildi. Uzun eksen boyunca iki blok aynı anda iki stand üzerinde monte edildi.

64 çatı stabilizasyon kirişinin tamamı çiftler halinde dokuz standart boyutta 32 blok halinde birleştirildi. Böyle bir blok, üst ve alt kirişler boyunca uzanan iki radyal stabilize edici kirişten, dikey ve yatay bağlantılardan oluşuyordu. Blokta havalandırma ve iklimlendirme sistemleri boru hatları döşendi. Birleştirilmiş stabilizasyon kafes bloklarının ağırlığı 43 tona ulaştı.

Kaldırım blokları, stabilizasyon kirişlerinden gelen yayılma kuvvetini algılayan bir çapraz destek yardımıyla kaldırıldı (Şekil 25).

Kiriş bloklarını kaldırmadan önce, her bir kirişin üst kirişi yaklaşık 1300 kN'lik (210 MPa) bir kuvvete öngerilmeye tabi tutuldu ve bu kuvvetle kaplamanın destek halkalarına sabitlendi.

Öngerilmeli blokların montajı, aynı çaptaki yarıçaplar boyunca birkaç bloğun simetrik montajı ile aşamalı olarak gerçekleştirildi. Simetrik olarak monte edilmiş sekiz bloğun travers payandalarıyla birlikte yerleştirilmesinden sonra, yayma kuvvetlerinin dış ve iç halkalara eşit şekilde aktarılmasıyla eş zamanlı olarak döndürüldüler.

Stabilizasyon kirişleri bloğu, bir BK-1000 vinç ve bir şivron montaj aleti ile dış halkanın yaklaşık 1 m yukarısına kaldırıldı. Daha sonra chevre bu bloğun kurulum alanına taşındı. Bloğun asılması ancak tasarımının iç ve dış halkalara sabitlenmesinden sonra gerçekleştirildi.

1569 ton ağırlığındaki membran kabuğu 64 sektör yaprağından oluşuyordu. Membran kanatları stabilizasyon sistemi montajı tamamlandıktan sonra monte edilerek 24 mm çapında yüksek mukavemetli civatalarla sabitlenmiştir.

Membran levhalar rulo halinde montaj sahasına teslim edildi. Dengeleyici kirişlerin montaj yerine raflar yerleştirildi.

Pirinç. 25. Kaplamanın büyütülmüş bloklarla montaj şeması:

A- plan; B- kesi; 1 - chevre yükleyicisi; 2 - blokların ön montajı için stand; 3 - bloğu kaldırmak ve bir kaldıraç cihazı (5) kullanarak kirişlerin üst kirişlerini öngermek için çapraz dikme; 4 - büyütülmüş blok; 6 - montaj vinci BK - 1000; 7 - merkezi destek halkası; 8 - merkezi geçici destek; I - V - montaj bloklarının sırası ve çapraz desteklerin sökülmesi

Yapraklar, dengeleyici kirişlerin kurulum sırasına göre monte edildi. Membran yapraklarının gerginliği, her biri 250 kN kuvvete sahip iki hidrolik kriko ile gerçekleştirildi.

Membran yapraklarının döşenmesine ve gerilmesine paralel olarak delikler açılmış ve yüksek mukavemetli cıvatalar yerleştirilmiştir (27 mm çapında 97 bin delik). Kaplamanın tüm elemanlarının montajı ve tasarımının sabitlenmesinden sonra açıldı, yani. merkezi desteğin serbest bırakılması ve tüm mekansal yapının çalışmasına düzgün bir şekilde dahil edilmesi.