VIII. “Ve tapınaktan ayrıldığında öğrencilerinden biri O'na şöyle dedi: Öğretmen! İsa'nın ona hangi taşlara ve hangi binalara cevap verdiğine bakın: Bütün bunların yıkılacağını ve bir tane bile kalmayacağını görüyor musunuz? burada diğerine taş atıyorum.” Markos .13:1–2; Luka 21:5–6 Derin ve

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

Düz yapılar lamine ahşap, haddelenmiş çelik, monolitik ve prefabrik betonarme betondan yapılmış kirişlerden, makaslardan, çerçevelerden, kemerlerden yapılmıştır.

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

Ahşap, çelik ve betonarme kafes kirişler ve çerçeveler (menteşeli ve menteşeli) 60 m'ye kadar açıklıklara sahiptir.

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

Kemerler geniş açıklıkları kapatmak için etkili yapılardır, çünkü... ana hatları basınç eğrisine yaklaştırılabilir ve böylece malzeme en iyi şekilde kullanılabilir. Kemerli yapılarda ortaya çıkan yatay kuvvetler (itme), kemerin dış hatlarının yarıçapı arttıkça azalır. Aynı zamanda kemerin kaldırma bomu ve dolayısıyla binanın inşaat hacmi de artar. Bu, ısıtma maliyetlerinde artışa ve maliyetlerin eşitlenmesine yol açar. Geniş açıklıklı spor binalarının kaplamalarında kemerler yaygındır.

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

Çapraz kaplamalar pilili ve filelidir.

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

Betonarme örgü kaplamalar 50 m'ye kadar açıklıklar ve 100 m'ye kadar çelik elemanlar için tasarlanmıştır. Bu kaplamalarda betonarme ve çelik üçgenler kesişir. Elemanlar iki yönde çalışır, dolayısıyla yükseklikleri kirişlerden daha azdır; bu da binanın hacmini azaltır.

Düz makaslı ve çerçeveli çapraz yapılar ve sistemler iç mekana açık hale getirilmiştir. Çoğunlukla kirişlerin tabanına kadar güçlendirilmiş asma tavanlar yaparlar.

Kubbe en eski yapıdır. Kullanıldı çünkü kemer elemanlarında herhangi bir çekme kuvveti oluşmayacak şekilde şekiller seçmek mümkündür. Geniş hava alanı yaratılması istenen (marketler, spor salonları) ve yüksek akım ısıtma maliyetlerinin olmadığı salonlarda, monolitik veya prefabrik betonarmeden çeşitli tiplerde kubbe yapıları, 3 mm kalınlığında çelik sacdan yapılmış membran kubbeler. Altına yapıştırılmış izolasyon kullanılmaktadır. Geçici sergi salonları yapıştırılmış plastik yapılardan yapılmıştır.

Asma kaplamalar 100 m'ye kadar açıklıkları kapsar. Bu kaplamaların ana elemanları gerilim altında çalışır ve yükleri kaplamadan ankrajlara aktarır. Eğrisel hatları vardır ve esnek veya sert iplikler, membranlar veya asılı kirişlerdir. Tasarım özelliklerine göre asılı kaplamalar ayırt edilir: tek kayış; çift ​​kayış; hiparalar (hiperbolik paraboloidler) ve kablolu olanlar.

Asma kaplamalarda taşıyıcı elemanlar çelik halatlardır. Bazı destekleyici yapılardan gerilir ve gergi telleriyle güçlendirilirler. Askılı yapıların avantajları, kiriş ve çerçeve yapılarına göre metal tasarrufu ve taşıyıcı elemanların daha verimli kullanılmasıdır. kablolar gerilim altında çalışır. Dezavantajları: Asma çatı kaplamalarının sertliği düşüktür, bu nedenle çatı kaplaması sıklıkla deforme olur; atmosferik nemin uzaklaştırılmasını sağlamak zordur.

Tek bantlı kaplamalar diğerlerinden daha sık kullanılır çünkü Üretimi teknolojik olarak gelişmiştir ve kurulumu kolaydır. Yapıya çeşitli şekiller verebilirler. Tek kuşaklı kaplamalar, yatay kuvvetleri rijit çerçevelere, raf çerçevelerine veya kapalı döngü bağlantı kirişlerine ileten radyal veya kesişen desteklerden oluşan bir sistemden oluşur. Adam tellerine plakalar asılır ve bu yük altında adam telleri gerilir. Bu sırada levhalar arasındaki dikişler çimentolanır ve bağlantılar kaynaklanır. İpliklerin elastik deformasyonları nedeniyle plakalar sıkıştırılır ve yapı monolitik bir kabuk olarak çalışmaya başlar. Silindirik kaplamalarda, ipliklerin eksenlerine dik yönde kaplamada hafif bir eğrilik oluşturulur. Bu yağmur suyunu boşaltmak için yapılır. Ters kubbe şeklindeki parabolik sistemlerden su, kaplamanın merkezine akar ve dahili bir drenaj yoluyla uzaklaştırılır. Yükselticiler salonun çevresine monte edilmiştir ve yatay dağıtım boru hatları asma tavana gizlenmiştir. Suyu tahliye etmenin en kolay yolu çadır örtüleridir.

Çift bantlı kaplamalarda gerilmiş ipliklerle birbirine bağlanan iki içbükey kayış kullanılır. Tasarım açısından en yaygın olanı dairesel olanlardır. Çevre boyunca dişler dış halkaya ve merkezdeki iç halkaya tutturulur. Merkezi halkanın yüksekliğine bağlı olarak sistem içbükey veya dışbükey yapılabilir. Dışbükey sistem, kaplamanın orta kısmını kaldırmanıza ve böylece olukların yatay yönlendirmesine başvurmadan suyu dış duvarlara yönlendirmenize ve katlanmış bir kaplama sistemi kullanmanıza olanak tanır.

Hyparalar (hiperbolik paraboloitler) eyer şeklinde asılı kaplamalardır. İki tip filament tarafından kafes zarları halinde oluşturulurlar. Bazı iplikler yük taşıyor ve ikincisi geriliyor. Çevre boyunca iplikler kapalı bir döngüye yerleştirilmiştir. Dişler boyunca plakalar veya diskler döşenir. Önce balast yüklenerek veya destek kabloları krikolarla gerilerek monolitik hale getirilirler. Bundan sonra gergi iplikleri en büyük gerilimi alır ve bu dişlere dik olan plakaların birleşim yerleri açılır. Genişleyen çimento harcı ile kapatılmıştır. Sonuç olarak yapı sert bir kabuğa dönüştürülür. Hyparas, dairesel plan taslağına sahip yapıları kapsar.

Kablo destekli kaplamalar gerilmiş elemanlardan oluşur - kablolar; sıkıştırmayla çalışan yapılar - dikmeler ve bükme - kirişler, kafes kirişler, döşemeler ve kabuklar. Bu kaplamalar sadece mekansal bir tasarıma değil aynı zamanda düz bir tasarıma da sahip olabilir. Düz çubuklar - kablolar kullanıyorlar. Bu nedenle kablolu askılı yapılar daha rijittir ve elemanlarının kinematik hareketleri diğer asma kaplamalara göre daha azdır.

Kabuklar - tek ve çift eğrilik. Tek eğrilik - silindirik veya konik yüzeyler. Çift eğrilik - kubbe veya elipsoid şeklinde yapılmıştır. Kabuğun yapısına göre pürüzsüz, nervürlü, dalgalı, ağ, yekpare ve prefabrik bulunmaktadır.

Pnömatik tavanlar ayrıca 30 m'ye kadar olan açıklıkları kapatmak için de kullanılır. Geçici yapılar için kullanılır. Üç türü vardır: hava destekli mermiler; pnömatik çerçeveler; pnömatik lensler. Hava destekli kabuklar kauçuklu veya sentetik kumaşlardan yapılmış silindirlerdir. İçlerinde aşırı hava basıncı oluşur. Spor tesisleri ve sergiler için kullanılır. Pnömatik çerçeveler, aşırı hava basıncına sahip ayrı kemerler şeklinde uzatılmış silindirlerdir. Kemerler 3-4 m'lik bir aralıkla sürekli bir tonoz halinde bağlanmıştır.Pnömatik mercekler, sert çerçeve yapılarından asılan, havayla şişirilmiş büyük yastıklardır. Yaz aylarında sirkler ve tiyatrolar kurmak için kullanılırlar.

Uzun açıklıklı binalar arasında tiyatrolar, konser ve spor salonları, sergi pavyonları, garajlar, hangarlar, uçak ve tersaneler ile ana taşıyıcı yapıların açıklığı 50 m veya daha fazla olan diğer binalar yer alır. Kural olarak bu tür binalar tek açıklıklı olarak tasarlanmıştır. Kiriş sistemleri (çoğunlukla kafes kirişler), çerçeveler, kemerler, kablolu (asılı), kombine ve diğer yapılarla kaplıdırlar.

Büyük açıklıkların kafes çubuklarında önemli kuvvetler ortaya çıkar; bu nedenle, iki açılı geleneksel bölümler yerine çift duvarlı kompozit bölümler kullanılır. Kafes kirişlerin yüksekliği l/s-Vis açıklığı dahilinde belirlenir ve 3,8 m'den fazla olduğu ortaya çıkar. Bu yüksekliğe sahip kirişler demiryolu ile taşınamaz; şantiyede monte edilirler.

Çerçeveler, 60-120 m açıklıklı bina kaplamalarında kullanılır. Çapraz çubuğun raflarla sağlam bağlantısı nedeniyle, açıklıktaki bükülme momentleri kiriş yapısından daha az olacaktır: Bu sadece çaprazın azaltılmasına izin vermez. -kirişlerin kesit alanı, aynı zamanda çapraz çubuğun yüksekliği ve dolayısıyla binanın yüksekliği . Hem menteşesiz hem de çift menteşeli çerçeveler kullanılmaktadır. Menteşeli olanlar çift menteşeli olanlardan daha hafiftir ancak daha büyük temeller gerektirirler ve sıcaklık değişimlerine ve oturmaları desteklemeye daha duyarlıdırlar. Çöken topraklarda kullanılması tavsiye edilmez. Kafes kirişlerin çift duvarlı bölümleri

Kemerler, açıklıkları 200 m'ye kadar olan uzun açıklıklı binaların kaplamalarında kullanılır. Kiriş ve çerçeve sistemlerine göre daha karlıdır. Kemerler: sağlam ve içten; menteşesiz, çift menteşeli ve üç menteşeli. Aynı yüke sahip menteşeli kemerler, çift menteşeli olanlardan daha hafiftir, ancak onlar için, menteşesiz çerçevelerde olduğu gibi, masif temeller gereklidir ve öyledir. sıcaklık değişimlerine ve desteklerin oturmasına karşı daha duyarlıdırlar.

Çoğu zaman, Vs-Ve'ye eşit bir kaldırma bomuna sahip çift menteşeli kemerler kullanılır. açıklık. Kaldırma bomu arttıkça kemerdeki boylamasına kuvvet azalır ve bükülme momenti artar;

Kemer çubuklarının kesitleri tek cidarlı veya çift cidarlı olabilir

Ana taşıyıcı yapıların (makaslar, çerçeveler, kemerler) stabilitesi yatay ve dikey bağlantılarla sağlanır. Her şeyden önce, geçiş yapılarının sıkıştırılmış kayışlarını sabitleyen bağlantılar kurulmalıdır.

Çerçeveler ve kemerler statik olarak belirsiz sistemlerdir. Menteşeli çerçeveler ve kemerler statik olarak üç kez belirsizdir, çift menteşeli çerçeveler ise bir kez statik olarak belirsizdir. Genellikle itme kuvveti ekstra bir bilinmeyen olarak alınır; çerçeveler ve kemerler için yaklaşık değeri tasarımcının el kitabında verilen formüller kullanılarak bulunabilen bir kuvvettir.

İtme kuvvetini bilerek, statik olarak belirli bir yapıda olduğu gibi çerçeve veya kemerdeki bükülme momentlerini M, boyuna N ve enine kuvvetleri Q ve bunlardan çubuklardaki kuvvetleri belirlerler.

Geçiş çerçeveleri ve kemerlerin çubuklarındaki kuvvetler, kuvvet diyagramları oluşturularak da belirlenebilir. Elde edilen kuvvetlere göre çubukların bölümleri seçilir, düğümler ve bağlantılar kafes kirişlerde olduğu gibi hesaplanır.

Yük taşıyan yapıların ölü ağırlığı ve çatının ağırlığı< большепролетных сооружениях является основной нагрузкой, существенно влияющей на расход металла на покрытие, поэтому при выборе их конструктивной фор-» мы следует отдавать предпочтение более hafif tasarımlar. Hafif, etkili izolasyona sahip alüminyum ve diğer çatı kaplama panellerini kullanarak çatının ölü ağırlığını azaltmak için özel çaba gösterilmelidir.

Askılı ve kablolu kaplamalar, esnek ipliklerin, özellikle de kabloların destekleyici yapı olarak kullanıldığı kaplamalardır.

Asma sisteminin ana destek yapıları - kablolar - yalnızca gerilim altında çalışır, böylece malzemenin yük taşıma kapasitesinden tam olarak yararlanırlar.

ve en yüksek dayanıma sahip çeliğin kullanılması mümkün hale gelir.

Nakliye ve kurulumları önemli ölçüde basitleştirilmiştir, bu da inşaat maliyetini azaltır. Yukarıdakiler askı sistemlerinin kafes kirişlere, çerçevelere ve kemerlere göre çok önemli bir avantajıdır. Bununla birlikte, asılı yapıların ciddi dezavantajları da vardır: daha fazla deforme olabilirler ve itme kuvvetini absorbe etmek için özel destekler gerektirirler.

Kablo desteklerinin deforme olabilirliğini azaltmak için bunları stabilize etmek için çeşitli yöntemler kullanılır. Örneğin, çift kayışlı kablo askılı sistemlerde, yük taşıyan kablolara askılar ve ara parçalar veya esnek öngerilmeli elemanlardan oluşan bir kafes ile bağlanan stabilizasyon kabloları adı verilen yapı nedeniyle kabloların sertliği arttırılır.

İtme kuvveti /// oranına bağlıdır. ///>Y'de, yükün artmasıyla birlikte iplik sarkmasındaki artış önemsizdir ve ihmal edilebilir. Bu durumda itme kuvveti formülle belirlenebilir. Kablonun kesiti T kuvvetine göre seçilir.

Kablo askıları için çelik halatlar, yüksek mukavemetli tel demetleri ve demetleri, yuvarlak sıcak haddelenmiş yüksek mukavemetli çelik ve ince saclar kullanılır.

Kombine sistemlerde, konsantre kuvvetler, sert bir eleman aracılığıyla esnek bir dişe iletilir ve bu da deforme olma kabiliyetlerini önemli ölçüde azaltmayı mümkün kılar.

Uzun açıklıklı binalar için, özellikle hangarlar için, sert bir eleman ve süspansiyonlardan oluşan bir konsol kombine sistemi kullanılır. Kafes, konsantre kuvvetleri süspansiyonlar arasında yeniden dağıtan sert bir eleman görevi görür. İkincisi, kafes kiriş için ara destekler görevi görür ve elastik olarak çöken destekler üzerinde sürekli bir kiriş olarak çalışır. .

Konsollu kombine sistemin avantajı, rijit elemanın (kafes) ikinci uçta rijit bir desteğe ihtiyaç duymamasıdır. Bu sayede hangarlar için büyük boyutlu kapı yapıları kolaylıkla oluşturulabilmektedir.

Uzun açıklıklı binalar tonoz, kıvrım ve kubbe şeklindeki mekansal sistemlerle de kaplanabilir.

Sivil ve endüstriyel binalar için uzun açıklıklı çatı kaplama yapıları

Saint Petersburg

kiriş kubbesini kapsayan bina

giriiş

Tarihsel referans

sınıflandırma

Düzlemsel uzun açıklıklı kaplama yapıları

Uzaysal uzun açıklıklı kaplama yapıları

1 Katlama

3 Kabuk

Asılı (kablo destekli) yapılar

1 Asılı kapaklar

4 Kombine sistemler

Dönüştürülebilir ve pnömatik kaplamalar

1 Dönüştürülebilir kaplama

İkinci El Kitaplar

giriiş

Kapalı alanlı binaların tasarlanması ve inşası sırasında karmaşık mimari ve mühendislik sorunları ortaya çıkar. Salonda konforlu koşullar yaratmak, teknolojinin, akustiğin gereklerini karşılamak, diğer odalardan ve ortamdan izole etmek için salon kaplamasının tasarımı belirleyici önem taşımaktadır. Şekil oluşumunun 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: yapısal bir çerçeve sistemine yol açan serbest bir plan ve binanın tüm hacmini düzenlemeye izin veren bir yapısal sistem gerektiren serbest bir plan; sadece planlama yapısı değil.

Salon, çoğu kamu binasının ana kompozisyon çekirdeğidir. En yaygın plan konfigürasyonları dikdörtgen, daire, kare, elipsoidal ve at nalı şeklindeki planlardır, daha az sıklıkla yamuktur. Salon kaplama tasarımlarını seçerken, salonun dış dünyayla açık camlı yüzeyler aracılığıyla bağlanması veya tam tersi, tamamen izole edilmesi çok önemlidir.

Desteklerden arındırılmış ve uzun açıklıklı bir yapıyla kaplanmış alan, binaya duygusal ve plastik bir ifade kazandırıyor.

1. Tarihsel arka plan

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

Yapı ekipmanı o zamanlar taştan hafif yapıların inşasına izin verilmiyordu. Bu nedenle, uzun açıklıklı taş yapılar çok masifti ve yapıların kendileri onlarca yıl boyunca inşa edildi.

Ahşap bina yapıları taş yapılardan daha ucuz ve inşa edilmesi daha kolaydı ve aynı zamanda geniş açıklıkların kapatılmasını da mümkün kılıyordu. Bunun bir örneği, Moskova'daki eski Manege binasının (1812) 30 m açıklığa sahip ahşap kaplama yapısıdır.

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

19. yüzyılın ikinci yarısında. Uzun açıklıklı metal yapılar yaygın olarak kullanılmaktadır.

İÇİNDE XVIII'in sonu V. Uzun açıklıklı binalar için yeni bir malzeme ortaya çıktı - betonarme. 20. 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 tasarımına ilişkin bir teori ortaya çıktı.

20. yüzyılın ikinci yarısında. Askılı kaplamaların yanı sıra pnömatik ve çubuk sistemleri de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Uzun açıklıklı yapıların kullanılması, malzemenin yük taşıma özelliklerinden maksimum düzeyde yararlanılmasını ve böylece hafif ve ekonomik kaplamaların elde edilmesini mümkün kılar. Yapıların ve yapıların ağırlığının azaltılması inşaattaki ana trendlerden biridir. Kütlenin azaltılması, malzemenin hacminin, çıkarılmasının, işlenmesinin, nakliyesinin ve kurulumunun azaltılması anlamına gelir. Bu nedenle inşaatçıların ve mimarların özellikle kaplamalarda büyük etkisi olan yeni yapı biçimlerine ilgi duyması oldukça doğaldır.

2. Sınıflandırma

Uzun açıklıklı kaplama yapıları statik çalışmalarına göre uzun açıklıklı kaplama sistemlerinin iki ana grubuna ayrılabilir:

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

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

Kiriş, çerçeve ve kemerli, uzun açıklıklı kaplamaların düzlemsel sistemleri genellikle dikkate alınmadan tasarlanır. işbirliği bireysel düz diskler, yükleri önemli ölçüde dağıtamayan nispeten zayıf bağlantılarla birbirine bağlandığı için tüm yük taşıyan elemanlar. Bu durum doğal olarak yapıların kütlesinin artmasına yol açmaktadır.

Yükleri yeniden dağıtmak ve mekansal yapıların kütlesini azaltmak için bağlantılara ihtiyaç vardır.

Uzun açıklıklı yapıların imalatında kullanılan malzemeye göre ayrılırlar:

·ahşap

metal

·betonarme

Ø Ahşabın iyi yük taşıma özellikleri vardır (çamın sıkıştırma ve bükülmeye karşı hesaplanan direnci 130-150 kg/m'dir) 2) ve düşük hacimsel kütleye (havada kurutulmuş çam için 500 kg/m3) ).

Ahşap yapıların kısa ömürlü olduğuna dair bir görüş var. Gerçekten de, yeterince bakım yapılmadığı takdirde ahşap yapılar, çeşitli mantar ve böceklerin ahşaba verdiği zarar nedeniyle çok hızlı bir şekilde bozulabilir. Tasarruf etmenin temel kuralı ahşap yapılar havalandırma veya havalandırma için koşullar yaratmaktır. Ahşabın inşaatta kullanılmadan önce kurutulmasını sağlamak da önemlidir. Şu anda ahşap işleme endüstrisi, yüksek frekanslı akımlar vb. dahil olmak üzere modern yöntemleri kullanarak etkili kurutma sağlayabilmektedir.

Ahşabın biyolojik direncinin arttırılması, ahşabın çeşitli etkili antiseptiklerle emprenye edilmesi için uzun süredir geliştirilmiş ve ustalaşmış yöntemler kullanılarak kolayca elde edilir.

Daha da sık olarak, yangın güvenliği nedeniyle ahşabın kullanımına itirazlar ortaya çıkmaktadır.

Bununla birlikte, temel yangın güvenliği kurallarına uyum ve yapıların denetlenmesinin yanı sıra ahşabın yangına dayanıklılığını artıran yangın geciktiricilerin kullanılması ahşabın yangınla mücadele özelliklerini önemli ölçüde artırabilir.

Ahşap yapıların dayanıklılığının bir örneği olarak, 180 yıldan daha eski olan Moskova'daki daha önce bahsedilen Manezh'i, 1738'de inşa edilen Leningrad'daki Amirallik'teki yaklaşık 72 m yüksekliğindeki kuleyi, 1738'de inşa edilen gözetleme kulesini örnek verebiliriz. Yaklaşık 300 yıl önce inşa edilen Yakutsk'ta 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 düşük ağırlık. Çelik yapıların dezavantajı korozyona yatkınlık ve düşük yangın direncidir (yük taşıma kapasitesinin kaybı). yüksek sıcaklıklar). Çelik yapıların korozyonuyla mücadele etmenin birçok yolu vardır: boyama, polimer filmlerle kaplama vb. Yangın güvenliği açısından kritik çelik yapılar betonlanabilir veya çelik yapıların yüzeyine ısıya dayanıklı beton karışımları (vermikülit vb.) püskürtülebilir.

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

Bu nedenle, uzun açıklıklı yapılar için malzeme seçerken, belirli inşaat koşullarında görevi en iyi karşılayan malzemeyi tercih etmek gerekir.

3. Düzlemsel uzun açıklıklı kaplama yapıları

Toplu inşaat kamu binalarında, kapalı alanları kaplamak için ağırlıklı olarak geleneksel düz yapılar kullanılır: döşemeler, kirişler, kirişler, çerçeveler, kemerler. Bu yapıların çalışması, malzemenin iç fiziksel ve mekanik özelliklerinin kullanılmasına ve yapı gövdesindeki kuvvetlerin doğrudan desteklere aktarılmasına dayanmaktadır. 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 mekanlarındaki hol kaplamasının düz 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 fazla alan ve hacim yaratır. Bir binanın dış kısmında, bu tür yapılar ifadesizlikleri nedeniyle genellikle yüksek korkuluk duvarlarının arkasına gizlenir.

Kirişler çelik profillerden, betonarme (prefabrik ve monolitik), ahşaptan (yapıştırılmış veya çivilenmiş) yapılmıştır.

T kesitli veya kutu kesitli çelik kirişler (Şekil 1, a, b) büyük miktarda metal tüketimi gerektirir, genellikle inşaat asansörü (açıklığın 1 / 40-1 / 50'si) tarafından telafi edilen büyük bir sapmaya sahiptir. .

Bir örnek, 1958'de inşa edilen Cenevre'deki kapalı yapay buz pateni pistidir (Şekil 1, c). Salon kaplama boyutları 80.4 × 93,6 m, her 10,4 m'de bir monte edilen, on adet entegre kaynaklı, değişken kesitli masif çelik kirişten yapılmıştır. Kirişin bir ucuna bir adam bulunan bir konsol monte edilerek, kirişin kesitinin azaltılmasına yardımcı olan bir ön gerilim oluşturulur. 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 T-kiriş, I-kiriş veya kutu şeklindedir ( Şekil 2, a, b, c, d, e, g).

a - I kesitli çelik kiriş (kompozit);

b - kutu kesitli çelik kiriş (kompozit);

c - Cenevre'deki yapay kapalı buz pateni pisti (1958). Kaplama ölçüleri 80,4 × 93,6 M.

I kesitinin ana kirişleri her 10,4 m'de bir yerleştirilmiştir.

Ana kirişler boyunca alüminyum aşıklar döşenir.

Pirinç. 1 (devam)

d - birleşik yatay kafes kirişlerin diyagramları

paralel kayışlarla. TsNIIEP tarafından geliştirilen muhteşem ve

Spor tesisleri;

d - üçgen çelik kafes kirişlerin diyagramları: çokgen ve üçgen

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

Kaplama 4 kafes direğine dayanmaktadır. Ana kirişlerin açıklığı 72,01 m, ikincil kirişlerin açıklığı 80,4 m ve 12 m'dir.

Pirinç. 2. Betonarme kirişler ve kafes kirişler

a - paralel kirişli betonarme tek adımlı kiriş

T bölümü;

b - I bölümünün betonarme üçgen kirişi;

c - paralel kirişli yatay betonarme kiriş

I bölümü;

g - paralel ve kompozit betonarme yatay kiriş

T kesitli kayışlar;

d - kutu bölümünün betonarme yatay kirişi

Pirinç. 2 (devam)

e - kompozit beşik betonarme kafes, aşağıdakilerden oluşan

öngerilmeli alt akorlu iki yarım kiriş;

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

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

Ülkemizdeki toplu inşaat uygulamasında, Şekil 2'de gösterilen kirişler yaygın olarak 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 çivilenmiş ve yapıştırılmış kirişlere bölünmüştür. Çivi kirişler (Şekil 3, a), 45° açıyla farklı yönlere eğimli iki levha levhadan çivilere dikilmiş bir duvara sahiptir. Üst ve alt kirişler, dikey duvarların her iki tarafına dikilen uzunlamasına ve enine kirişlerden oluşur. Çivi kirişlerin yüksekliği kiriş açıklığının 1/6-1/8'i kadardır. Tahta duvar yerine çok katmanlı kontrplaktan yapılmış bir duvar kullanabilirsiniz.

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

Bu kirişlerin yüksekliği açıklığın 1/10-1/12'si kadardır. Üst ve alt akorların ana hatlarına göre, lamine kirişler yatay kirişli, tek veya çift eğimli, kavisli 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, yardımcı programların geçişine veya tavan arasından serbest geçişe izin veren, içinden geçilebilen bir çatı katı yaratılır. Kafes kirişler kural olarak çelik profillerden yapılır ve mekansal üçgen kafes kirişler yapılır. Çelik borular.

Essen'deki Kongre ve Spor Salonu 80,4 m2'lik kaplama alanına sahiptir. × 72 m (Şek. 1, g). Örtü, dört daldan oluşan dört kafes sütuna dayanmaktadır. Raflardan biri temele sağlam bir şekilde sabitlenmiştir, iki raf makaralı rulmanlara sahiptir, dördüncü raf sallanır hale getirilmiş 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 desteklerde sırasıyla 2,40 ve 2,54 m yüksekliğe sahiptir. Ana kirişlerin kirişleri 600 mm'den daha geniş bir kutu kesitine sahiptir, destekler kompozit, I kesitlidir. 80,4 m açıklığa sahip çift konsollu, kaynaklı ikincil kafes kirişler, 12 m aralıklı ana kirişlere dayanır. Bu kirişlerin üst kirişi, alt kiriş şeklinde bir kesite sahiptir. geniş flanşlı bir I-kiriş formu. Çatının kenarlarından 11 m mesafede serbest dikey deformasyonları sağlamak için, hem kaplamanın kapalı yapısına hem de kafes kirişlere ve asma tavana menteşeler monte edilir. 11 m uzunluğundaki kirişlerin uçları, stantlarda bulunan hafif sallanan direklere dayanmaktadır. Çapraz rüzgar yatay bağları, ana ve en dıştaki ikincil kafes kirişler arasında ve ayrıca uzunlamasına duvarlar boyunca kaplamanın kenarından 3,5 m mesafede bulunur. Aşıklar ve kaplama I-kirişlerden yapılmıştır. Bina, üzerine fiberglas üzerine dört kat sıcak bitümden oluşan su yalıtım halısının döşendiği 48 mm kalınlığında sıkıştırılmış saman levhalarla kaplanmıştır.

Kafes kirişler hem üst hem de alt akorların farklı hatlarına sahip olabilir. En yaygın kafes kirişler üçgen ve çokgenlerin yanı sıra paralel kuşaklı yatay olanlardır (Şekil 1, d, e, g).

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

Alt bant genellikle yataydır, üst bant ise yatay, üçgen, parçalı veya çokgen bir tasarıma 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 eğimde yaklaşık 100 m'dir.

Betonarme kafes kirişlerin dezavantajı büyük yapısal yükseklikleridir. Kafeslerin ölü ağırlığını azaltmak için yüksek dayanımlı betonun kullanılması ve verimli malzemelerden yapılmış hafif kaplama levhalarının kullanılması gerekir.

Ahşap kafes kirişler - kütük veya levha asma kirişleri şeklinde sunulabilir. Ahşap kafes kirişler 18 m'den fazla açıklıklar için kullanılır ve önleyici yangın güvenliği önlemlerine tabidir. Ahşap kafes kirişlerin üst (sıkıştırılmış) kirişi ve destekleri, kenarı açıklığın 1 / 50-1 / 80'ine eşit olan kare veya dikdörtgen kirişlerden yapılır, alt (gerilmiş) kiriş ve askılar hem kirişlerden hem de çelik tellerden yapılır. rondelalı somunlar kullanarak gerdirmek için uçlarında vida dişleri bulunan.

Ahşap kafes kirişlerin stabilitesi, kafes kirişin kenarları boyunca ve ortasında düzlemlerine dik olarak monte edilen ahşap destekler ve bağlarla sağlanır. çatı kaplama levhaları, bir sabit sürücü kapağı oluşturur. Evsel inşaat uygulamasında, üst kirişi FR-12 yapıştırıcı kullanılarak 170 mm genişliğinde sürekli bir levha paketinden yapılmış olan 15, 18, 21 ve 24 m açıklıklı kafes kirişler kullanılmaktadır. Destekler aynı genişlikteki çubuklardan, alt kayış haddelenmiş köşelerden ve askı ise yuvarlak çelikten yapılmıştır (Şekil 3, c).

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

a) sıcak, kullanılabilir bir asma tavan ve soğuk çatı kaplama panelleri ile;

b) asma tavan ve sıcak çatı kaplama panelleri olmadan.

Çerçeveler düzlemsel aralayıcı yapılardır. İtkisiz kiriş-direk yapısından farklı olarak, çerçeve yapısındaki çapraz çubuk ve direk, yüklerin çerçeve çapraz çubuğu üzerindeki etkisi nedeniyle direkte bükülme momentlerinin ortaya çıkmasına neden olan sert bir bağlantıya sahiptir.

Temelin düzensiz yerleşme tehlikesi yoksa, çerçeve yapıları temele sağlam desteklerin yerleştirilmesiyle yapılır. Çerçeve ve kemerli yapıların düzensiz yerleşimlere karşı özel hassasiyeti, menteşeli çerçevelere (iki menteşeli ve üç menteşeli) ihtiyaç duyulmasına yol açmaktadır. Şekil 2'deki kemer şemaları. 4, a, b, c, d.

Çerçevelerin düzlemlerinde yeterli rijitliğe sahip olmadığı göz önüne alındığında, kaplamayı inşa ederken kaplama elemanlarını gömmek veya düzleme dik diyafram çerçeveleri veya takviye bağlantılarını monte etmek suretiyle tüm kaplamanın boyuna sağlamlığının sağlanması gerekir.

Çerçeveler metal, betonarme veya ahşaptan yapılabilir.

Metal çerçeveler katı veya kafes bölümlerden yapılabilir. Kafes bölümü, düşük ölü ağırlığı ve hem basınç hem de çekme kuvvetlerine eşit derecede iyi dayanabilmesi nedeniyle daha ekonomik olduğundan, geniş açıklıklı çerçeveler için tipiktir. Kafes çerçevelerin 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 kesitinin yüksekliğini azaltmak için, bazen özel adamlarla donatılmış boşaltma konsolları kullanılır (Şekil 4, d).

Çerçeveler: a - menteşesiz; b - çift menteşeli; c - üç menteşeli; g - çift menteşeli;

d - menteşesiz; e - iki menteşeli; g - üç menteşeli; ve - boşaltma konsollu çift menteşeli; k - itmeyi emen bir sıkma ile çift menteşeli; h - çerçeve yüksekliği; I - kemer kaldırma bomu; l - açıklık; r1 ve r2 - kemerin alt ve üst kenarlarının eğrilik yarıçapları; 0,01 ve 02 eğrilik merkezi; - menteşeler; s - sıkma; 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, çift menteşeli veya daha az sıklıkla üç menteşeli olabilir.

30-40 m'ye kadar olan çerçeve açıklıkları için, sertleştiricili sağlam bir I-kesitinden yapılırlar; büyük açıklıklar için kafesten yapılırlar. Katı kesitli bir çapraz çubuğun yüksekliği, çerçeve açıklığının yaklaşık 1/20-1/25'i, kafes bölümünün açıklığın 1/12-1/15'i kadardır. Çerçeveler tek açıklıklı veya çok açıklıklı, monolitik veya prefabrik olabilir. Prefabrik bir çözüm için bağlantı bireysel unsurlarÇerçevelerin bükülme momentlerinin minimum olduğu yerlerde yapılması tavsiye edilir. İncirde. Şekil 5, 2, i, j ve Şekil e 6, c, betonarme çerçeveler kullanılarak bina inşa etme uygulamasından örnekler sunmaktadır.

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. Kullanarak bina inşaatı örnekleri ahşap çerçevelerŞekil 5, l, m, şek. 7.

Pirinç. 7 Ahşap yapıştırılmış kontrplak çerçeveli bir depo binasının çerçevesi

Kemerler de çerçeveler gibi düzlemsel aralayıcı yapılardır. Düzensiz yağışlara çerçevelere göre daha duyarlıdırlar ve menteşesiz, çift menteşeli veya üç menteşeli olarak yapılırlar (Şekil 4, e, f, g, i, j). Kaplamanın stabilitesi rijit elemanlarla sağlanır. kaplamanın kapalı kısmında. 24-36 m'lik açıklıklar için, iki parçalı kirişlerden üç menteşeli kemerlerin kullanılması mümkündür (Şekil 8, a). Sarkmayı önlemek için askılar takılıdır.

a - çokgen kirişlerden yapılmış üç menteşeli ahşap kemer;

b - kafes ahşap kemer

Metal kemerler masif ve kafes bölümlerden yapılmıştır. Sağlam bir kemer bölümünün çapraz çubuğunun yüksekliği, 1/30-1/60 kafes açıklığının 1/50-1/80'i dahilinde kullanılır. Tüm kemerler için kaldırma bomunun açıklığa oranı parabolik eğri için 1/2-1/4 ve dairesel eğri için 1/4-1/8 aralığındadır. İncirde. 8, a, şek. 9, şek. 1, şek. 10, a, b, c'de inşaat uygulamalarından örnekler sunulmaktadır.

Metal kemerler gibi betonarme kemerler de çapraz çubuğun katı veya kafes kesitine sahip olabilir.

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

Büyük açıklıklı prefabrik kemerler, iki yarım kemerden kompozit formda 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 olanlar için - 1/20-1/25'tir (Şekil 8, a, b, Şekil 10, c, d).

a - sütunlarda sıkma olan kemer; b - kemerin çerçeveler üzerinde desteklenmesi; veya payandalar; c - kemerin temeller üzerinde desteklenmesi

4. Uzaysal uzun açıklıklı kaplama yapıları

Farklı çağlara ait uzun açıklıklı yapı sistemleri, onları inşaatta teknik ilerleme olarak değerlendirmeyi mümkün kılan bir dizi önemli özelliği paylaşmaktadır. İnşaatçıların ve mimarların hayali, alanı fethetmek, mümkün olan en geniş alanı kaplamak ile bağlantılıdır. Tarihi ve modern eğrisel yapıları birleştiren şey, uygun şekillerin araştırılması, ağırlıklarının en aza indirilmesi isteği, yeni malzemelerin ve potansiyel olanakların keşfedilmesine yol açan optimum yük dağıtım koşullarının araştırılmasıdır.

Uzaysal uzun açıklıklı kaplama yapıları arasında düz katlanmış kaplamalar, tonozlar, kabuklar, kubbeler, çapraz nervürlü kaplamalar, çubuk yapılar, pnömatik ve tente yapıları bulunur.

Düz katlanmış kaplamalar, kabuklar, çapraz nervürlü kaplamalar ve çubuk yapılar sert malzemelerden (betonarme, metal profiller, ahşap vb.) Yapıların ortak çalışması nedeniyle, mekansal sert kaplamalar küçük bir kütleye sahiptir, bu da hem kaplamanın yapımının hem de destek ve temellerin montaj maliyetlerini azaltır.

Askılı (kablo askılı), pnömatik ve tente kaplamaları sert olmayan malzemelerden (metal kablolar, metal pirinç membranlar, sentetik film ve kumaşlardan yapılmış membranlar) yapılır. Bunlar, mekansal rijit yapılardan çok daha büyük ölçüde, yapıların hacimsel kütlesinde bir azalma sağlar ve yapıların hızlı bir şekilde inşa edilmesine 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 her şeyin yüksek kalitesini gerektirir. inşaat işi.

Elbette her özel durum için belirli kaplama yapılarının kullanımına ilişkin tavsiyelerde bulunmak mümkün değildir. Karmaşık bir alt sistem oluşumu olarak kaplama, yapının yapısında, diğer tüm unsurlarıyla, dış ve iç çevresel etkilerle, oluşumunun ekonomik, teknik, sanatsal ve estetik tarzı koşullarıyla yakın ilişki içinde bulunur. Ancak mekansal yapıların kullanımına ilişkin bazı deneyimler ve bunun sağladığı sonuçlar, kamu binalarının belirli bir yapısal ve teknolojik organizasyonunun yerinin anlaşılmasına yardımcı olabilir. Dünya inşaat pratiğinde zaten bilinen mekansal tipteki yapısal sistemler, binaları ve yapıları neredeyse her plan konfigürasyonuyla kaplamayı mümkün kılmaktadır.

1 Katlama

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

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

Silindirik kabuk ve kubbelerde kullanılan kıvrımlı yapılar uygun bölümlerde tartışılmaktadır.

Kıvrımlar, konsol çıkıntıları oluşturacak şekilde dış desteklerin ötesine uzatılabilir. Düz katlama elemanının kalınlığı açıklığın yaklaşık 1/200'ü, elemanın yüksekliği en az 1/10 ve kenar genişliği açıklığın en az 1/5'i kadar alınır. 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;

Fabrika prefabrikasyonu için harika olanaklar;

oda yüksekliğinden tasarruf vb.

Testere dişi profilinin düz katlanmış yapısının kullanımının ilginç bir örneği, Detroit'teki (ABD) Beton Enstitüsü laboratuvarının 29.1 büyüklüğündeki kaplamasıdır. × 11,4 ( Şekil 11, e) Mimarlar Yamasaki ve Leinweber, mühendisler Amman ve Whitney'in projesi. Kaplama, bir orta koridor oluşturan iki uzunlamasına destek sırası üzerinde durmaktadır ve desteklerin her iki yanında 5,8 m uzunluğunda konsol uzantıları bulunmaktadır. Kaplama, zıt yönlere yönlendirilmiş kıvrımların birleşimidir. Kıvrımların kalınlığı 9,5 cm'dir.

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

Eğrisel kaplamanın en eski ve yaygın sistemi tonozlu kaplamadır. Tonoz, geçmişin (yirminci yüzyıla kadar) bir dizi mimari formunun oluşturulduğu ve farklı işlevsel amaçlara sahip çeşitli salonların kaplanması sorununu çözmeyi mümkün kılan yapısal bir sistemdir.

Silindirik ve kapalı tonoz tonozun en basit formlarıdır ancak bu kaplamaların oluşturduğu boşluk kapalıdır ve form plastisiteden yoksundur. Bu tonozların tepsilerinin tasarımlarına kalıp eklenerek görsel bir hafiflik hissi elde edilir. Tonozların iç yüzeyi, kural olarak, zengin bir dekorasyonla süslenmiş veya ahşap asma tavanın sahte yapısı ile taklit edilmiştir.

İki beşik tonozun kesişiminden kesilerek çapraz tonoz oluşturulur. Büyük hamam salonları ve bazilikalar tarafından engellendiler. Çapraz tonoz Gotik mimaride yaygın olarak kullanıldı.

Çapraz tonoz, Rus taş mimarisinde yaygın kaplama biçimlerinden biridir.

Yelkenli tonoz, kubbeli tonoz ve kanopi gibi tonoz çeşitleri yaygın olarak kullanılmıştır.

3 Kabuk

İnce duvarlı kabuklar mekansal yapı türlerinden biridir ve geniş alana sahip bina ve yapıların (hangarlar, stadyumlar, pazarlar vb.) yapımında kullanılır. İnce duvarlı kabuk, minimum kalınlığa ve buna bağlı olarak minimum kütle ve malzeme tüketimine sahip, çok yüksek bir yük taşıma kapasitesine sahip olan kavisli bir yüzeydir, çünkü kavisli şekli sayesinde mekansal bir yük taşıyıcı yapı görevi görür.

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

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

Çok karmaşık yapılar bile çok sayıda benzer öğeye bölünebilir. İnşaat parçaları fabrikalarında, bireysel yapı elemanlarının üretimi için ayrı teknolojik hatlar oluşturulmuştur. Geliştirilen kurulum yöntemleri, envanter destek kuleleri kullanarak veya yardımcı iskele olmadan kabukların ve kubbelerin inşa edilmesini mümkün kılar, bu da kaplamaların inşaat 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 kuvvetlerine iyi dayanabilen diğer malzemelerden yapılmıştır.

Daha önce tartıştığımız geleneksel yük taşıyıcı sistemlerde ortaya çıkan kuvvetlere karşı direnç, tüm kavisli yüzey boyunca sürekli olarak yoğunlaşmıştır; çünkü bu, mekansal yük taşıyan sistemlerin özelliğidir.

İlk betonarme kabuk kubbe 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'un kubbesinden 30 kat daha az olduğu ortaya çıktı. Petra. Bu, yeni tasarım ilkesinin ümit verici yeteneklerini gösteren ilk örnektir.

Gerilimle güçlendirilmiş betonun ortaya çıkışı, yeni hesaplama yöntemlerinin yaratılması, 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: taşıyıcı yapı ve çatı;

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

mimarlık tarihinde form çeşitliliği ve özgünlüğü açısından eşi benzeri yoktur;

son olarak, önceki tonozlu ve kubbeli yapılarla karşılaştırıldığında, kapsanan açıklıklar açısından onları birçok kez aştılar.

Betonarme kabukların yapısı oldukça yaygın bir şekilde gelişmişse, metal ve ahşapta bu yapılar hala sınırlı kullanıma sahiptir, çünkü metal ve ahşabın karakteristik özelliği olan kabukların yeterince basit yapısal formları henüz bulunamamıştır.

Metalden yapılmış kabuklar, kabuğun aynı anda bir, iki veya daha fazla katmanda yük taşıma ve kapatma yapısının işlevlerini yerine getirdiği tamamen metalden yapılabilir. Uygun geliştirme ile kabukların yapımı, büyük panellerin endüstriyel montajına indirgenebilir.

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

Kabuklar tek ve çift eğriliğe sahiptir.

Tek eğrilikli kabuklar, silindirik veya konik yüzeye sahip kabukları içerir (Şekil 12, a, b).

Pirinç. 12. Kabukların en yaygın biçimleri

a - silindir: 1 - daire, parabol, sinüzoid, elips (kılavuzlar); 2 - düz çizgi (üretken); b - koni: 1 - herhangi bir eğri; 2 - düz çizgi (üretken); d - transfer yüzeyi: 1 - parabol (kılavuz); 2 - elips, daire (üretken); c - dönme yüzeyi (kubbe): 1 dönüş; 2 - daire, elips, parabol (üretken); Dönme veya aktarma yüzeyi (küresel kabuk): 1, 2 - daire, parabol (jeneratörler veya kılavuzlar); 3 - daire, parabol (üretken); 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 şekle 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 uzun olanlara, burada açıklığın boyuna eksen bir buçuk dalga boyundan fazladır (Şekil 13, a , c, d).

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 emer 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 açıklık uzunluğuna oranı daha az değildir. 1/10'dan fazla.

Prefabrik uzun silindirik kabuklar genellikle silindirik bölümlere, yan elemanlara ve takviye diyaframına bölünür; bunların takviyesi montaj sırasında birbirine kaynaklanır ve monoliye edilir (Şekil 13, e).

Dikdörtgen planlı geniş 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, e). Uzun silindirik kabukların geliştirilmesi, küçük bir kaldırma bomu ile mümkün olan en düz arkın aranması çizgisini takip eder; bu da inşaat işleri için daha kolay koşullara, binanın hacminde bir azalmaya ve daha iyi çalışma koşullarına yol açar.

Yapısal çalışma açısından özellikle avantajlı olan, sıralı düz silindirik kabuk sırasının düzenlenmesidir, çünkü bu durumda yatay yönde etki eden bükme kuvvetleri bitişik kabuklar (dış olanlar hariç) tarafından emilir.

Uzun silindirik kabukların inşaatlarda kullanımına örnekler verelim.

Çok dalga boylu 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). Kaplama, 39,6 m uzunluğunda, 10,67 m genişliğinde ve 62,5 mm kalınlığında uzun silindirik kabuklardan oluşuyor. Kabuklar, hangar kapısının üzerinde bir lento olan 58 m uzunluğunda bir aşık üzerinde duruyor; g - Bilimler Akademisi'nde Havacılık Bakanlığı hangarı! dudak (1959). Hangarı kapatmak için hangar kapısı açıklığına paralel olarak yerleştirilmiş üç silindirik kabuk kullanıldı. Kabukların uzunluğu 55 m, hangarın derinliği 32,5 m'dir. İtme kuvvetini emen kirişler kutu şeklinde bir kesite sahiptir.

Madrid'deki spor salonunun kaplaması (1935), mimar Zuazo ve mühendis Torroja tarafından tasarlandı. Kaplama, uç duvarlara dayanan iki uzun silindirik kabuğun birleşimidir ve bu nedenle hafif malzemelerden yapılmış uzunlamasına duvarlarda destek gerektirmez. Kabuk uzunluğu 35 m, açıklık 32,6 m, kalınlık 8,5 cm (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. Kabuklar, hangarın üzerinde bir lento olan 58 m açıklıklı bir kiriş üzerinde durmaktadır. kapısı (Şek. 14 , V).

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

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

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

Böylece, St. Petersburg'daki Moskova tren istasyonunu kaplamak için pirinç alüminyumdan yapılmış silindirik bir kabuk kullanıldı. Sıcaklık bloğunun uzunluğu 48 m, genişliği 9 m'dir. Kaplama, raylar arasına monte edilen betonarme desteklere asılmıştır.

Kısa silindirik mermiler, uzun mermilerle karşılaştırıldığında daha büyük dalga boyutuna ve kaldırma bomuna sahiptir. Kısa silindirik kabukların eğriliği, kapalı odanın en büyük açıklığının yönüne karşılık gelir. Bu kabuklar kasa görevi görür.

Eğrinin şekli dairesel bir yay 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 şekilde sıkılması gerekir (Şekil 13, c, e).

24 sütunlu bir ızgaraya sahip binalar için kısa silindirik kabuklar yaygın olarak bilinmektedir. × 12 m ve 18 × 12 m. Diyafram kafesli, nervürlü panellerden oluşurlar. × 12 m ve yan elemanlar (Şek. 15, a-d).

Belirtilen açıklıklara ait yapılar standart olarak kabul edilmektedir.

Kısa silindirik kabukların kullanımı asma tavan kullanımını gerektirmez.

Konik kabuklar genellikle trapez binaların veya binaların çatısında kullanılır. Bu kabukların tasarım özellikleri uzun silindirik olanlarla 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 kaplamasıdır. yağmur suyunu kaplamanın yüzeyinden tahliye edin. Üç birbirine değen mantarın kenarlarının oluşturduğu üçgenler, plastik kubbe şeklinde çatı pencereleri için yuvarlak delikli betonarme levhalarla kaplandı.

Pirinç. 15 Betonarmeden yapılmış kısa silindirik kabukların kullanım örnekleri

Uzun açıklıklara sahip dalgalı ve katlanmış kabuklarda rüzgar, kar, sıcaklık değişimleri vb. kaynaklı geçici yükler nedeniyle önemli bükülme momentleri meydana gelir.

Bu tür kabukların gerekli takviyesi, kaburgaların inşa edilmesiyle sağlandı. Kabuğun kendisinin dalgalı ve katlanmış profillerine geçilerek çabada bir azalma sağlandı. Bu, kabukların sertliğini arttırmayı ve malzeme tüketimini azaltmayı mümkün kıldı.

Bu tür tasarımlar, taşıyıcı desteklerden bağımsız olabilen muhafaza duvarının düzlemi ile üzerine oturan kaplama arasındaki kontrastın vurgulanmasını mümkün kılar. Bu, desteklerin vs. montajı için bu yapılarda 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 ölçek, eğrilik ve şekil bulunduğunda oldukça etkileyici olabilir. Bu tip yapı, çok çeşitli nesneleri kapsayacak şekilde uygulanan 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 eğrilik işaretli kabuklardan çift eğrilik işaretli kabuklara geçiş yeni aşama Kabukların geliştirilmesinde, içlerindeki bükülme kuvvetlerinin etkisi en aza indirildiği için.

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

Bu tür kabukların çeşitliliği yuvarlak veya oval planlı bir kubbedir.

Çift eğrilikli kabuklar hem fırfırlı hem de düz konturlarla yapılabilir.

Dezavantajları arasında şunlar yer alır: kaplanan binanın şişirilmiş hacmi, geniş bir çatı yüzeyi, her zaman uygun değildir akustik özellikler. Kaplamada ağırlıklı olarak merkezde ışık fenerleri kullanmak mümkündür.

Bu tür kabuklar monolitik ve prefabrik betonarme olarak yapılabilir.

Bu binaların açıklıkları 24-30 m arasında değişmektedir. Kabuğun stabilitesi, 12 ağlı öngerilmeli takviye kirişleri sistemi ile sağlanmaktadır. × 12 m Kabuk konturu öngerilmeli bir kayışa dayanmaktadır.

Bazı durumlarda salonların betonarmeden yapılmış kesik piramit şeklinde çadır kabuklarıyla kaplanması tavsiye edilir. Kontur boyunca, iki tarafta veya köşelerde durabilirler.

İnşaat uygulamalarında en yaygın çift eğrilikli kabuk türleri Şekil 1'de gösterilmektedir. 12, f, g, h.

Kubbe bir dönme yüzeyidir. İçindeki kuvvetler meridyen ve enlem yönlerinde etki eder. Meridyen boyunca basınç gerilmeleri ortaya çıkar. Enlemler boyunca, üstten başlayarak, basınç kuvvetleri de ortaya çıkar ve yavaş yavaş çekme 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 bir çekme destek halkasına, sütunlara dayanabilir.

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 anlamsal içerik kazandı. Kubbenin şeklinin gelişimi, geometrisinin doğasındaki sürekli bir değişiklikle ilişkilidir. İnşaatçılar küresel ve küresel şekillerden karmaşık parabolik şekillere sahip sivri uçlu şekillere geçiyor.

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

Profesör P.L.'nin tasarımına göre inşa edilen Roma'daki Spor Sarayı'nı kaplayan (1960). Olimpiyat Oyunları için Nervi, karmaşık bir mekansal şekle sahip, 1,67 ila 0,34 m genişliğinde, prefabrik betonarme çimento elemanlarından yapılmış küresel bir kubbedir (Şekil 17, a). Kubbenin 114 bölümü 38 eğimli desteğe (1 destek başına 3 bölüm) dayanmaktadır. İnfazdan sonra monolitik yapılar ve prefabrik parçaların bir araya getirilmesiyle kubbe yapısı tek bir bütün olarak çalışmaya başladı. Bina 2,5 ayda inşa edildi.

1954 yılında mimar Kenzo Tange ve mühendis Zibon tarafından tasarlanan Matsuyama'daki (Japonya) konser salonunun kubbe çatısı, 50 m çapında ve 6,7 m kaldırma bomu olan bir topun parçasıdır (Şekil 17, b) . Salonun üstten aydınlatması için kaplamada 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'dir. Kabuğun kalınlığı 8 cm'dir (açıklığın 1/685'i). 50 kesitli bir halka üzerinde durmaktadır. × 80 cm (Şekil 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 betonarme kirişin halka şeklinde, içi boş, trapez kesiti üzerinde üç sıra halka şeklinde kabuk tarafından desteklenen, I kesitli 80 prefabrik betonarme yarı kemerin bulunduğu (Şekil 17, d).

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

Kaplama, üçgen çerçevelere dayanan 32 adet meridyen konumlu kiriş ve 8 adet betonarme halkadan yapılmıştır. Kubbenin üçgen çerçevelerdeki destek alanındaki çapı 72 m, kubbenin yüksekliği 15 m'dir. Kubbe kabuğu, betonarme çerçeve üzerine mantar dolgulu betondan yapılmıştır.

Kubbenin üst kısmında bir ışık feneri bulunmaktadır (Res. 17, d).

İncirde. Şekil 18, metalden yapılmış kubbe kabuklarının örneklerini göstermektedir. Bu tür binaların inşa edilmesindeki deneyim, bunların dezavantajlarının olmadığını göstermiştir. Dolayısıyla asıl olan, binaların büyük inşaat hacmi ve aşırı büyük bina yapılarının kütlesidir.

İÇİNDE son yıllar Geri çekilebilir çatılı ilk kubbeli binalar ortaya çıktı.

Örneğin Pittsburgh'daki stadyum için (Şekil 18), kubbenin yüzeyi boyunca radyal olarak kayan alüminyum alaşımlarından yapılmış sektör kabuk elemanları kullanıldı.

Ahşap kubbelerde (Şekil 19, a, b, c), taşıyıcı yapılar kesilmiş veya yapıştırılmış ahşap elemanlardır. Modern düz kubbelerde ana çerçeve elemanları sıkıştırmalı 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 ayakta kalmıştır. Genellikle ana kubbenin üzerinde 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 yüksekliğindeki kubbe 1834 yılında inşa edilmiş ve günümüze kadar varlığını sürdürmektedir. O zamanın ahşap kubbeleri arasında bu kubbe dünyanın en büyüğüydü. Birkaç halka kiriş kirişiyle birbirine bağlanan 32 meridyen kirişten oluşan tipik bir ahşap yapıya sahiptir.

Pirinç. 18 Metalden yapılmış kubbe kabuk örnekleri

1920-30'da Ülkemizde önemli büyüklükte birkaç ahşap kubbe dikildi. Bereznikovsky ve Bobrikovsky kimya tesislerinde 32 m çapındaki gaz tankları ahşap ince duvarlı kubbelerle kaplıydı. Saratov, Ivanovo ve Bakü'de sırasıyla 46, 50 ve 67 m çapındaki sirkler ahşap kubbelerle örtülmüştü. Bu kubbeler, kaburgaların kafes kemer olduğu nervürlü bir tasarıma sahipti (Şek. 19, b).

Ahşabı dayanıklı, su geçirmez sentetik yapıştırıcılarla yapıştırmak için modern teknoloji ve lamine ahşap üretimindeki geniş deneyim ve inşaatta kullanımı, ahşabın uzun açıklıklı yapılara yeni bir yüksek kaliteli malzeme olarak dahil edilmesini mümkün kılmıştır. Ahşap yapılar sağlam, dayanıklı, yangına dayanıklı ve ekonomiktir.

Şekil 19. Ahşap kubbe kabuklarının kullanım örnekleri

Lamine ahşaptan yapılmış kubbeler, sergi ve konser salonlarını, sirkleri, stadyumları, planetaryumları ve diğer kamu binalarını kaplamak için kullanılır. Lamine ahşap kubbelerin mimari ve yapısal türleri çok çeşitlidir. En sık kullanılan kubbeler, Profesör M.S. tarafından geliştirilen nervürlü kubbeler, üçgen ağlı kubbeler ve kristal kafesli ağ kubbelerdir. Tupolev.

ABD ve İngiltere'de çok sayıda lamine ahşap kubbe inşa edildi.

Montana eyaletinde (ABD), 1956 yılında 15 bin seyirci kapasiteli bir spor merkezi binasının üzerine 91,5 m çapında ve 15,29 m kaldırma bomuna sahip ahşap bir kubbe dikildi (Şekil 19, c). Kubbenin destek çerçevesi 17,5 kesitli 36 meridyen kaburgadan oluşur. × 50 cm.'lik kaburgalar, haddelenmiş profillerden yapılmış bir alt destek halkasına ve sıkıştırılmış bir üst metal halkaya dayanmaktadır. Kubbe, 12 m yüksekliğindeki betonarme sütunlar üzerine kuruludur. Her hücrede, kirişler ve kirişlerden oluşan çelik bağlar çapraz olarak gerilir. Kubbe, aşıklar ve bağlarla birlikte eşleştirilmiş yarım kemerler kullanılarak kuruldu. 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).

Dalga şeklindeki kubbeler 50 m'den fazla açıklıklar için kullanılır. Kubbenin yüzeyine daha fazla sağlamlık ve stabilite sağlamak için dalga benzeri bir şekil verilir (Şekil 20, a, b).

1955 yılında mimar Simon ve Moriseo, mühendis Sarget'in tasarımına göre inşa edilen Royen'deki (Fransa) kapalı pazarın kaplaması, radyal olarak düzenlenmiş 13 sinüs şeklindeki paraboloitten oluşan dalgalı küresel bir kabuktur (Şekil 20, a). Kubbe çapı 50 m, yüksekliği 10,15 m, dalga genişliği 6 m, kalınlığı 10,5 cm'dir. Alt kenarlar dalgalar doğrudan temele dayanır.

Bükreş Projesi Enstitüsü tarafından tasarlanan Bükreş'teki sirkin (1960) kaplaması, 16 parabolik dalga bölümünden oluşan, 60,6 m çapında dalga şeklinde bir kubbedir (Şekil 20, b). Kabuğun kalınlığı üstte 7 cm, desteklerde 12 cm'dir. Kubbe, kubbedeki itme kuvvetlerini absorbe eden poligonal öngerilmeli betonarme kuşakla birbirine bağlanan 16 sütun üzerinde durmaktadır.

Transfer yüzeyine sahip kabuklar, dikdörtgen veya çokgen binaları kaplamak için 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, d) kemerler gibi enine ve boyuna yönde çalışır.

Uzunlamasına kirişlerin altında asılı olan güçlü bağlar, uçuş yönündeki itme kuvvetini emer. Enine yönde, dış açıklıklardaki kabuktan gelen itme kuvveti, takviye diyaframları ve yan elemanlar tarafından emilir ve orta açıklıklarda, itme kuvveti komşu kabuklar tarafından emilir. Destek bölgeleri hariç, kemerin tüm uzunluğu boyunca transfer kabuklarının enine kesitlerinin genellikle dairesel olduğu varsayılır (Şekil 16, b).

Transfer yüzeyine sahip bir kabuk örneği, 1947'de inşa edilen Brynmawr'da (Güney Galler, İngiltere) bir kauçuk fabrikasının kapağıdır (Şekil 21, b). Kaplama, 19 ölçülerinde 9 dikdörtgen eliptik kabuktan oluşur. ×26 m Kabukların kalınlığı 7,5 cm'dir. Kabukların sağlamlığı yan diyaframlarla sağlanır.

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

Bu sistem kullanılarak Leningrad'da her biri 12 m genişliğinde 12 tonozdan oluşan 96 m açıklığa sahip bir araba garajının üzeri kapatılmıştır.

Küresel yelken kabukları, küresel yüzey bir karenin kenarlarına inşa edilen dikey düzlemlerle sınırlandığında 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 boyuttaki levhalar kullanılır: orta kısımda 3 kare × 3 m ve çevreye - kare boyutuna yakın eşkenar dörtgen kabuklar. Bu levhalar diyagonal çalışma nervürlerine ve kontur boyunca küçük kalınlaşmalara sahiptir.

Çapraz nervürlerin takviyesinin uçları açığa çıkar. Kurulum sırasında üst çubuklar kullanılarak kaynak yapılır. Üzerine yerleştirilen spiral takviyeli çubuklar, köşe birleşim bölgesindeki döşemeler arasındaki birleşim yerlerine yerleştirilir. Bundan sonra dikişler kapatılır.

Novosibirsk alışveriş merkezi binasının küresel kaplaması 102 plan boyutundadır. × 102 m, kontur kemerlerinin yüksekliği açıklığın 1/10'una eşittir. Kabuğun generatrix eğrisi aynı yükselişe sahiptir.

Kabuğun toplam yüksekliği 20,4 m'dir. Kabuğun yüzeyi transfer modeli dikkate alınarak kesilir. Köşe alanlarında, boyuna (çapraz) birleşim yerlerinde gerilimli donatı yerleştirmek amacıyla kaplama plakaları çapraz olarak yerleştirilir.

Kaplamanın en fazla strese maruz kalan köşe bölümlerinin destekleyici kısımları monolitik betonarme betondan yapılmıştır.

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

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

Desteklerdeki kabuğun bu kadar büyük kalınlığı, başarısız bir tasarım çözümünü gösteren büyük kesikler nedeniyle kabukta ortaya çıkan önemli bükülme momentleriyle açıklanmaktadır.

Canoe'deki (Hawaii Adaları, ABD) alışveriş merkezinin kaplaması 39.01 ölçülerinde pürüzsüz yüzeye sahip küresel kabuk şeklinde yapılmıştır. × 39.01 m. Kabuğun rijit bir diyaframı yoktur ve 4 dayanak üzerinde köşeleri 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, kabuğun itiş gücünü emen 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 eşeyli devrim hiperboloitleri ve hiperbolik paraboloidler bulunur (Şekil 12, f, g, h).

Bir konoid oluştuğunda, generatrix bir eğri ve düz bir 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. Konoid eğrinin yönü bir parabol veya dairesel bir eğri olabilir. Gölge kaplamasındaki konoidal kabuk, tesisin doğal olarak aydınlatılmasına ve havalandırılmasına olanak tanır (Şekil 16, d, e).

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

Bu tür kabukların açıklığı 18 ila 60 m arasında değişir. Konoid kabukta ortaya çıkan çekme gerilmeleri rijit diyaframlara aktarılır. Konoid kabuğun yükü, genellikle kabuğun dört köşe noktasında bulunan dört destek tarafından taşınır.

Buna bir örnek, mühendis Prat'in tasarımına 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 parabolik betonarme kemerli makaslardan oluşan bir yapı ile kaplıdır, kemerler arası mesafe 7 m'dir. Binanın yanları, kemerlere oturan kablolarla tutulan, 7 m uzunluğunda konsol şeklindeki silindirik kabuklarla kaplıdır (Şek. 22, a).

Tek cinsiyetli bir hiperboloit devriminin generatrisi, kesiştiği eksenin etrafını eğimli bir konumda sarar (Şekil 12, h). Bu çizgi hareket ettiğinde, kabuğun yüzeyinde kesişen iki generatris sistemi ortaya çıkar.

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

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

Pirinç. 22 Konoidal kabukların ve devrim hiperboloitlerinin kullanım örnekleri

Düzgün dağıtılmış bir yükte, hipar yüzeyindeki tüm noktalardaki gerilimler sabit bir değere sahiptir. Bu durum çekme ve basma kuvvetlerinin her nokta için aynı olmasıyla açıklanmaktadır. Bu nedenle hiparalar şişkinliğe karşı daha fazla dirence sahiptir. Kabuk yük altında bükülme eğilimi gösterdiğinde, bu basınca normal yöndeki çekme gerilimi otomatik olarak artar. Bu, genellikle kenarları olmayan, düşük kalınlıkta kabukların üretilmesini mümkün kılar.

Hiparlarla ilgili ilk statik çalışmalar 1935'te Fransız Lafaille tarafından yayınlandı, ancak pratik uygulamaya ancak İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra ulaştılar. İtalya'da Boroni, Çekoslovakya'da Ruban, Meksika'da Candela, ABD'de Salvadori, Fransa'da Sarge. Hiparların operasyonel ve ekonomik avantajları ve sınırsız estetik olanakları, kullanımları için muazzam bir alan yaratmaktadır.

İncirde. Şekil 16, f, g, h ve düz hiparların yüzeylerinin olası kombinasyonlarını göstermektedir.

Pirinç. 23 İnşaatta hipar kullanımına örnekler

Shizuska'daki (Japonya) şehir tiyatro salonunun kaplaması mimar Kenzo Tange, mühendis Shoshikatsu Pauobi (Şekil 23, a). Salonda seyirciler için 2.500 koltuk bulunmaktadır. Binanın planı kare olup, kenarı 54 m'ye eşittir. Kabuk, her 2.4 m'de bir karenin kenarlarına paralel olarak yerleştirilmiş takviye kirişleri ile güçlendirilmiş bir hiparum şeklindedir. kaplama, salon tabanının altında betonarme kirişlerle birbirine bağlanan iki betonarme desteğe aktarılır. Kabuk kirişleri için ek destekler, bina cepheleri boyunca ince sallanan direklerdir. Rand kirişinin genişliği 2,4 m, kalınlığı 60 cm, kabuk kalınlığı 7,5 cm'dir.

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

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

Dünya inşaat uygulamaları, inşaattaki çeşitli hiperar biçimlerinin örnekleri açısından zengindir.

6 Çapraz kiriş ve çapraz çubuk kaplamaları

Çapraz nervürlü çatı kaplama, iki ve bazen üç yönde kesişen paralel kirişlere sahip kirişler veya kafes kirişlerden oluşan bir sistemdir. Bu kaplamalar performans açısından katı bir levhanın performansına benzer. 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 1/5-1/4 açıklığa kadar erişime sahip konsolların kullanılması oldukça avantajlıdır. Çapraz kaplamaların rasyonel desteği, çalışmalarının mekansal doğasını kullanarak, kullanımlarını optimize etmenize ve fabrika üretiminin aynı tip prefabrik elemanlarından çeşitli boyutlarda kaplamalar ve destekler oluşturmanıza olanak tanır.

Çapraz nervürlü kaplamalarda nervürler arası mesafe 1,5 m ila 6 m arasındadır. Çapraz nervürlü kaplamalar çelik, betonarme veya ahşap olabilir.

Keson şeklindeki betonarme çapraz nervürlü kaplamalar, 36 m'ye kadar açıklıklarda rasyonel olarak kullanılabilir. Büyük açıklıklar için çelik veya betonarme makasların kullanımına geçilmelidir.

24 boyuta kadar ahşap çapraz kaplamalar × 24 m kontrplak ve tutkal ve çivili çubuklardan yapılmıştır.

Çapraz kirişlerin kullanımına bir örnek, 1954 yılında mimar Van Der Rohe (ABD) tarafından tamamlanan Chicago'daki Kongre Salonu projesi olabilir. Salon kaplama 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, çapraz kafes yüksekliği 9,1 m olan paralel kirişli çelik kirişlerden yapılmıştır. Tüm yapı 24 destek üzerinde durmaktadır (her iki tarafta 6 destek). kare).

1960 yılında Mosproekt projesine göre inşa edilen Sokolniki'deki (Moskova) sergi pavyonunda, 46 metrelik bir çapraz kaplama sistemi × 46 8 sütunla desteklenen m alüminyum kafesler. Kafeslerin aralığı 6 m, yüksekliği 2,4 m'dir. Çatı 6 m uzunluğunda alüminyum panellerden yapılmıştır (Şekil 24, b).

VNIIZhelezobeton Enstitüsü, TsNIIEPzhilishchi ile birlikte geliştirildi orijinal dizaynçapraz çapraz kaplama boyutu 64 ×64 m, prefabrik betonarme elemanlardan yapılmıştır. Örtü, 48 karelik bir alanın kenarlarında yer alan 24 sütuna dayanmaktadır. × 48 m olup, açıklık ve 8 m çıkıntılı konsol kısmından oluşmaktadır. Kolon aralıkları 8 m'dir.

Bu tasarım, uygulamasını Moskova'daki Lomonosovsky Prospekt'teki Mobilya Evi'nin inşaatında buldu (yazarlar A. Obraztsov, M. Kontridze, V. Antonov, vb.). Kaplamanın tamamı 112 prefabrik masif betonarme elemandan yapılmıştır. -11,32 m uzunluğunda bölüm ve 5,66 m uzunluğunda 32 benzer eleman (Şekil 25). Kaplamanın kapatma elemanı, üzerine çok katmanlı bir su yalıtım halısının döşendiği hafif, prefabrik yalıtımlı bir kalkandır.

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

Çubuk mekansal yapılar dünyanın birçok ülkesinde yaygınlaşmıştır. bu, imalatlarının basitliği, kurulum kolaylığı ve en önemlisi endüstriyel üretim olasılığı ile açıklanmaktadır. Çekirdek mekansal yapının şekli ne olursa olsun, içinde her zaman üç tip eleman ayırt edilebilir: düğümler, bağlantı çubukları ve bölgeler. Belli bir düzen içerisinde birbirine bağlanan bu unsurlar düz mekansal sistemler oluşturur.

Çubuk yapılarının uzaysal sistemleri şunları içerir:

Çekirdek yapısal döşemeler (Şekil 26);

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

Çekirdek mekansal yapılar tek bölgeli, çift bölgeli veya çok bölgeli olabilir. örneğin, yapısal döşemeler iki kirişten yapılır ve normal açıklıklar için örgü kubbeler ve silindirik kabuklar tek kirişten yapılır.

Düğümler ve bağlantı çubukları aralarında kapalı alanı (bölge) oluşturur. bölgeler tetrahedron, hexahedron (küp), oktahedron, dodecahedron vb. şeklinde olabilir. Bölgenin şekli çubuk sistemine sertlik 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 ? yüz dereceden önemli ölçüde daha az olabilir. Tıklamanın kendisi tüm ağ yapısının çökmesine yol açmaz; bu durumda yapı farklı 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 kullanılmalıdır ve genel olarak çoklu kayış sistemlerinde olduğu gibi yapısal döşemelerde, Çubukların düğümlerdeki sağlam bağlantısı gerekli değildir. düğüm bağlantısının tasarımı çubukların mekansal düzenine ve üreticinin yeteneklerine bağlıdır.

Dünya pratiğinde kullanılan en yaygın çubuk bağlantı sistemleri şunlardır:

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

Üst akor düzleminde birbirine cıvatalarla bağlanan ve alt akor düzleminde desteklerle bağlanan piramidal, prefabrik elemanlardan oluşan bir “uzay güvertesi” sistemi (Şekil 28, a);

Halka veya küresel şekilli parçalar kullanılarak kaynak yapılarak çubukların bağlanması (Şekil 28, b);

Cıvatalar vb. üzerinde bükülmüş köşebentler kullanan bağlantı çubukları (Şekil 28, d); çekirdek (yapısal) döşemeler aşağıdaki temel geometrik desenlere sahiptir:

İki kayış çubuğu ailesinden oluşan çift kayış yapısı;

Üç kayış çubuğu ailesi içeren çift kayış yapısı;

Dört kayış çubuğu ailesinden oluşan çift kayış yapısı.

Birinci yapı günümüzde en basit ve en sık kullanılan yapıdır. Düğüm bağlantılarının basitliği ile karakterize edilir (bir düğümde dokuzdan fazla çubuk buluşmaz) ve dikdörtgen planlı odaları kaplamak için uygundur. Yapısal döşemenin yapısal yüksekliğinin açıklığın 1/20 ... 1/25'i olduğu varsayılmaktadır. 24 m'ye kadar normal açıklıklarda döşemenin yüksekliği 0,96 ... 1,2 m'dir. Yapı aynı uzunlukta çubuklardan yapılmışsa, bu uzunluk 1,35 ... 1,7 m'dir. bu boyutlar, ilave aşıklar veya kaplamalar olmadan geleneksel çatı kaplama elemanları (soğuk veya yalıtımlı) ile kaplanabilir. Levhanın önemli açıklıkları ile çatının altına aşıkların monte edilmesi gerekir, çünkü 48 m'lik bir açıklıkla levhanın yüksekliği yaklaşık 1,9 m olacak ve çubukların uzunluğu yaklaşık 2,7 m olacaktır. İnşaatta yapısal döşemelerin kullanımı Şekil 1'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 eşkenar dörtgen ağ şekliyle silindirik ağ kabuğu kolaylıkla 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 kubbeler genellikle çeşitli uzunluklarda çubuklardan yapılır. şekilleri çok çeşitlidir (Şekil 27, a). Yaratıcısı mühendis Futtler (ABD) olan 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 daha düşüktürler. Avantajları, çatı kaplama elemanlarının kesilmesini kolaylaştıran geri çekilebilir bir yüzeydir. Örgü konik kabukların geometrik yapısı, koninin tepesinde buluşan üç, dört veya beş eşkenar üçgenden oluşan düzenli çokgenlerin şekilleri üzerine inşa edilebilir. Sistemin tüm çubukları aynı uzunluğa sahiptir ancak kabuğun bitişik yatay kirişlerindeki açılar değişir. Kafes kabukların diğer biçimleri Şekil f 27, b, c, e'de gösterilmektedir. Yapısal döşemeler gibi uzaysal çubuk yapılarındaki çatı kaplamaları, genellikle çelik yapılar için kullanılanlardan çok az farklıdır. Tek ve çift eğrilikli ağ kabuklarının kaplamaları farklı şekilde çözülür. Akciğerleri kullanırken ısı yalıtım malzemeleri Bu kaplamalar kural olarak termal gereksinimleri (kışın soğuk, yazın sıcak) karşılamamaktadır. Isı yalıtımı olarak en uygun malzeme olan polistiren köpüğü önerebiliriz.

Monolitik (dökme çatı kaplama yöntemi) veya prefabrik olabilir; doğrudan betonarme prefabrik çatı kaplama elemanlarının vb. yapıldığı kalıplara yerleştirilebilir. bu malzeme hafiftir (yoğunluk 200 kg/m 3), yakılması zordur ve gerektirmez çimento şapı. Diğer yarı sert ve yumuşak sentetik yalıtım malzemeleri de kullanılmaktadır.

Şu anda en umut verici olanı, mastik renkli çatıların kullanımı olarak düşünülmelidir, çünkü aynı zamanda su yalıtımı ve özellikle çift eğrilik kaplamaları için önemli olan yapıların görünümü sorununu da çözerler. Ülkemizde mastik “çatı kaplama”. çatının farklı renk tonlarını elde etmeyi mümkün kılan kullanılır (geliştirilen polimer çatı kaplama araştırma projesi). Çatı yüzeyinin görünmediği yapılarda çatı kaplama keçe halısı veya sentetik film ve kumaşlar kullanılabilir. içine sert sentetik yalıtım damgalanmış oluklu alüminyum levhalardan yapılmış çatı kaplama paketleri kullanılarak iyi sonuçlar elde edilir.

Çatının metalik pirinç malzemelerle kaplanması ekonomik açıdan 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 olarak asma köprülerin taşıyıcı yapıları olarak kullanılmış, daha sonra uzun açıklıklı asma kaplamalarda yaygınlaşmıştır.

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

1 Asılı kapaklar

Asma kaplamalar hemen hemen her konfigürasyondaki binalarda kullanılır. Asma çatılı yapıların 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 askıya alınmış sistemleri ve yapıları hesaplamak için bir teori yarattı.

Şu anda yaklaşık 500 m açıklığa sahip kaplamalar bulunmaktadır. Asma kaplamalarda taşıyıcı elemanlar (kablolar) üzerinde 1 m'de yaklaşık 5-6 kg çelik tüketilmektedir. 2kapalı alan. Kablo destekli yapılar yüksek derecede hazırlığa sahiptir ve kurulumları basittir.

Asılı kaplamaların stabilitesi, esnek kabloların (kabloların) stabilizasyonu (öngerilme) ile sağlanır. Kabloların stabilizasyonu, tek bantlı sistemlerde yükleme yaparak, çift bantlı sistemler oluşturarak (kablo kafesleri) ve çapraz sistemlerde kabloların kendiliğinden gerilmesiyle (kablo ağı) sağlanabilir. Bireysel kabloların stabilizasyon yöntemine bağlı olarak, çeşitli asma yapı levhaları oluşturulabilir (Şekil 30, 1).

Tek eğrilikli askılı kaplamalar, tek kablolu ve çift kayışlı kablolu askılı sistemlerden oluşan sistemlerdir. Tek kablo sistemi (Şekil 30, 1, a) yük taşıyan yapı içbükey bir yüzey oluşturan paralel elemanlardan (kablolar) oluşan kaplama.

Bu sistemin kablolarını stabilize etmek için prefabrik betonarme döşemeler kullanılır. Kabloların kaplama yapısına gömülmesi durumunda asılı bir kabuk elde edilir. Kablolardaki çekme kuvvetlerinin büyüklüğü, açıklığın ortasındaki sarkmalara bağlıdır. optimum sarkma değeri açıklığın 1/15-1/20'sidir. Dikdörtgen binalarda paralel tek kablolu kablolu askılı kaplamalar kullanılmaktadır. Kabloların askı noktalarının destek konturuna farklı seviyelerde yerleştirilmesi veya farklı sarkmalar verilmesiyle, kaplamadan dış drenaja olanak sağlayacak, uzunlamasına yönde kavisli bir kaplama oluşturmak mümkündür. İki kayışlı kablo askılı sistem veya kablo kafesi, kavisli, destekleyici ve dengeleyici bir kablodan oluşur farklı işaret. Üzerlerindeki kaplamalar küçük bir kütleye (40-60 kg/m) sahip olabilir. 2). Destekleyici ve stabilizasyon kabloları birbirine yuvarlak çubuklar veya kablo destekleri ile bağlanır. Çapraz bağlı iki kayışlı kablolu askılı sistemlerin avantajı, dinamik etkiler altında çok güvenilir olmaları ve deformasyonun düşük olmasıdır. Üst kiriş için kablo kafes kirişlerinin optimum sarkma (kaldırma) miktarı 1/17-1/20, alt bant için ise 1/20-1/25 açıklıktır (Şekil 30, Şekil 1, c). İncirde. Şekil 31, tek eğrilikli kablolu askılı çatı kaplamalarının örneklerini göstermektedir. Çift eğrilikli kablo askılı kaplamalar, tek kablo ve çift bantlı sistemlerden oluşan bir sistemin yanı sıra çapraz sistemler (kablo ağı) ile temsil edilebilir. Tek kablo sistemlerini kullanan kaplamalar çoğunlukla dairesel planlı ve kabloların radyal yerleşimi olan odalarda gerçekleştirilir. Kabloların bir ucu sıkıştırılmış destek halkasına, diğer ucu ise gerilmiş orta halkaya bağlanır (Şekil 30, Şekil 1, b). Desteğin merkezine kurulum seçeneği mümkündür. Çift bantlı sistemler tek eğrilikli zeminlere benzer şekilde kabul edilir.

Pirinç. 31 Tek eğrilikli kablolu askılı kaplama örnekleri

Dairesel planlı kaplamalarda, destekleyici ve stabilizasyon kablolarının göreceli konumu için aşağıdaki seçenekler mümkündür: kablolar merkezi halkadan destekleyici halkaya doğru uzaklaşır veya birleşir, kablolar birbirleriyle kesişir, merkezde ve merkezde birbirinden ayrılır kaplamanın çevresi (Şekil 30). Bir çapraz sistem (kablo ağları), kesişen iki paralel kablo ailesinden (taşıma ve stabilizasyon) oluşur. Bu durumda kaplamanın yüzeyi bir eyer şekline sahiptir (Şekil 30, Şekil 1, d). Stabilizasyon kablolarındaki öngerilme kuvveti, kesişme noktalarında uygulanan konsantre kuvvetler şeklinde destek kablolarına iletilir. Çapraz sistemlerin kullanımı çeşitli şekillerde kablolu kaplamaların elde edilmesini mümkün kılar. çapraz kablolu sistemler için, stabilizasyon kablolarının kaldırma bomu için optimum değer açıklığın 1/12-1/15'i ve destek kablolarının sarkması açıklığın 1/25-1/75'i kadardır. Bu tür kaplamaların yapımı emek yoğundur. İlk kez 1950'de (Kuzey Carolina) Matthew Nowitzky tarafından kullanıldı. Çapraz sistem, hafif beton veya betonarme prefabrik levhalar şeklinde hafif çatı kaplamalarının kullanılmasına izin verir.

İncirde. Şekil 31 ve 32'de tek ve çift eğrilikli kablolu askılı çatı kaplama örnekleri gösterilmektedir. Kablo destekli kaplamanın şekli ve kaplanacak yapının planının ana hatları, kaplamanın destekleyici 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, raflar, payandalar, kablo destekleri ve temellerdir. destek yapıları kabloların (kabloların) ankraj bağlantılarının yerleştirilmesini, kablolardaki kuvvetlerden gelen reaksiyonların yapının tabanına aktarılmasını ve kablo sisteminin deformasyonlarını sınırlamak için kaplamanın sert bir destekleyici konturunun oluşturulmasını sağlamalıdır.

Dikdörtgen veya kare planlı kaplamalarda kablolar (kablo makasları) genellikle birbirine paralel olarak yerleştirilir. İtki aktarımı birkaç yolla gerçekleştirilebilir:

Uç diyaframlarda (katı duvarlar veya payandalar) düz bir kaplamaya yerleştirilmiş sert kirişler sayesinde; ara direkler kablolardaki kuvvetlerin dikey bileşenlerinin yalnızca bir kısmını algılar (Şekil 33, c);

İtme kuvvetlerinin doğrudan gerilmiş veya sıkıştırılmış çubuklardan (raflar, payandalar) oluşan rijit çerçevelere veya payandalara iletilmesiyle, itme kuvvetinin kablo düzleminde bulunan çerçevelere aktarılması. Çerçeve payandalarının desteklerinde ortaya çıkan büyük çekme kuvvetleri, masif temeller veya konik (içi boş veya katı) betonarme ankrajlar şeklinde zemindeki özel ankraj cihazları kullanılarak algılanır (Şekil 33, b);

İtme kuvvetini gergi halatları aracılığıyla iletmek, itme kuvvetini absorbe etmenin en ekonomik yoludur; Adamlar bağımsız direklere ve ankraj temellerine bağlanabilir veya direk başına birkaç adamla veya bir ankraj cihazıyla birleştirilebilir (Şekil 33, a).

Dairesel kaplamalarda kablolar veya kablo makasları radyal olarak düzenlenir. Kaplamaya eşit olarak dağıtılmış bir yük etki ettiğinde, tüm kablolardaki kuvvetler eşit olur ve dış destek halkası eşit şekilde sıkıştırılır. Bu durumda ankraj temellerinin kurulmasına gerek yoktur. Yük eşit olmadığında destek halkasında bükülme momentleri oluşabilir, bu dikkate alınmalı ve aşırı momentlerden kaçınılmalıdır.

Dairesel kaplamalar için destekleyici yapılara yönelik üç ana seçenek kullanılır:

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

Kablolardaki kuvvetlerin eğimli dış halkaya iletilmesiyle (Şekil 33, d);

İtme kuvvetinin eğimli kontur kemerlerine aktarılmasıyla

kaplamadan gelen dikey kuvvetleri emen bir dizi rafa monte edilir (Şekil 33, f, g).

Kemerlerdeki kuvvetleri absorbe etmek için topukları masif temellere dayanır veya bağlarla bağlanır. Kablo kirişlerini hesaplama teorisi artık oldukça geliştirildi; çalışma formülleri ve bilgisayar programları var.

2 Askıya alınmış kablolu yapılar

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

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

Kablolar, uzunlamasına ve enine yönlerde desteklenmiş raflara sabitlenir.

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

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

Askıya alınmış kablolu yapıları kurarken, adamlar yerine, kablolardaki gerilimi dengeleyen konsol kaplama uzantılarını kullanabilirsiniz.

Pratik inşaattan birkaç örnek.

Şeffaf plastik çatılı asma çatı ilk kez 1949'da Milano'daki (İtalya) bir otobüs terminalinin üzerine inşa edildi. Eğimli kaplama, eğimli destek direklerinden bir kablo sistemi ile asılır. Denge, kaplamanın kenarlarına takılan özel adamlarla sağlanır.

Squawley'deki (ABD) Olimpiyat Stadı'nın üzerini asma kaplama. Stadyum 8.000 seyirci kapasitelidir. Plandaki boyutları 94,82 × 70,80 m. asma kaplama, kablolarla desteklenen, değişken kesitli sekiz çift eğimli kutu kirişinden oluşur. Kablolar, 10,11 m aralıklarla monte edilen 2 sıra raf ile desteklenir, kirişler boyunca aşıklar döşenir ve bunların yanında 3,8 m uzunluğunda kutu kesitli levhalar bulunur. Destek kabloları - kabloların çapı 57 mm'dir. Asma yapılar tasarlanırken, askıların açık havada korozyondan korunması ve askıların çatıdan geçişi için düğüm noktalarının çözülmesi önemli 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 kablo ve membranlı kaplamalar

Sert bir kablo, profil metalden yapılmış, birbirine menteşeli bir şekilde bağlanan ve uç noktalar desteklere sabitlendiğinde serbestçe sarkan bir diş oluşturan bir dizi çubuk elemanıdır. Sert kabloların birbirine ve destekleyici yapılara bağlanması, karmaşık ankraj cihazlarının ve yüksek nitelikli işgücünün kullanılmasını gerektirmez.

Bu kaplamanın ana avantajı, özel rüzgar bağlantıları ve öngerilme gerektirmeden rüzgar emme ve dalgalanmaya (bükülme-burulma titreşimleri) karşı yüksek direncidir. Bu, sert kabloların kullanılması ve kaplama üzerindeki sabit yükün arttırılması yoluyla sağlandı.

Çeşitli pirinç malzemelerinden (çelik, alüminyum alaşımları, sentetik kumaşlar vb.) yapılan askı kabuklarına genellikle membran denir. Membranlar fabrikada üretilip şantiyeye rulo halinde teslim edilebilmektedir. Bir yapısal eleman, yük taşıma ve kapatma fonksiyonlarını birleştirir.

Membran kaplamaların etkinliği, ağır çatılar ve özel ağırlıklar yerine, sağlamlıklarını arttırmak için öngerme kullanılması durumunda artar. Membran kaplamaların sarkması açıklığın 1/15-1/25'i kadar kabul edilir.

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

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

4 Kombine sistemler

Uzun açıklıklı yapıları tasarlarken, basit bir yapı elemanının (örneğin kirişler, kemerler, levhalar) gerilmiş bir kabloyla bir kombinasyonunun kullanılması tavsiye edilen binalar vardır. Bazı levhalar kombine tasarımlar uzun zamandır bilinmektedir. Bunlar, bant kirişinin sıkıştırma altında çalıştığı ve metal çubuğun veya kablonun çekme kuvvetlerini algıladığı kafes yapılardır. Daha karmaşık yapılarda, yapısal tasarımın basitleştirilmesi ve böylece geleneksel uzun açıklıklı yapılara göre ekonomik bir etki elde edilmesi mümkün hale geldi. Leningrad'daki Zenit Spor Oyunları Sarayı'nın yapımında kemerli bir kablo kafesi kullanıldı. Binanın planı dikdörtgen olup boyutları 72'dir. × 126 m.Bu salonun destek çerçevesi, 12 m aralıklı on enine çerçeve ve iki yarı ahşap uç duvar şeklinde tasarlanmıştır. çerçevelerin her biri, iki adet eğimli v şeklinde sütun-payanda, dört sütun desteği ve iki adet kemerli kablo kafesinden oluşan bir blok şeklinde yapılmıştır. Her bloğun genişliği 6 m'dir. Betonarme sütunlar-payandalar tabana sıkıştırılmıştır ve kemerli kablo kafesine menteşeli olarak bitişiktir. Üst ve alt kısımdaki adam sütunları menteşelidir. İtme kuvvetlerinin dengelenmesi esas olarak kaplamanın kendisinde gerçekleşir. Bu bu sistem Dikdörtgen bir planda adamların, payandaların veya diğer özel cihazların kurulumunu gerektiren tamamen kablolu yapılarla olumlu şekilde karşılaştırılır. Kabloların öngerilmesi, belirli yük türleri altında ortaya çıkan kemerdeki momentlerin önemli ölçüde azalmasını sağlayacaktır.

Çelik kemerin kesiti 900 mm yüksekliğinde I-kiriştir. Kefenler halatlardan yapılmıştır kapalı tip dolgu ankrajları ile.

Plan boyutları 12 olan dokuz bölümü kaplamak için kafes kirişlerle güçlendirilmiş betonarme döşeme kullanıldı. × 12 Kiev'deki m mağazası. Sistemin her hücresinin üst kirişi dokuz boyuttaki levhalardan oluşur. 4×4 m.Alt akor çapraz takviye çubuklarından yapılmıştır. Bu çubuklar, köşe döşemelerinin çapraz kirişlerine menteşelenerek sistem kuvvetlerinin içeride kilitlenmesine olanak tanır ve yalnızca dikey yükü kolona aktarır.

5 Kablo destekli kaplamaların yapısal elemanları ve detayları

Tel halatlar (halatlar). temel inşaat malzemesi Kablo destekli kaplamalar - 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 spiral olarak sarıldığı merkezi bir telden oluşan spiral kablolar (Şekil 35, 1, a);

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

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

Dikdörtgen veya çokgen bir kesite sahip olan ve belirli mesafelerle birbirine bağlanan veya ortak bir kılıf içine alınmış paralel tellerden (Şekil 35, Şekil 1, e) oluşan kablolar (demetler);

Sağ veya sol bükümlü bir dizi bükülmüş kablodan (genellikle dört telli) oluşan, tel veya ince tel şeritlerle tek veya çift dikişle birbirine bağlanan düz şerit kablolar (Şekil 35, Şekil 1, e), güvenilir koruma korozyondan. aşağıdaki yöntemler mümkündür korozyon önleyici koruma kablolar: galvanizleme, boya kaplamaları veya yağlayıcılar, plastik kılıfla kaplama, pirinç çeliğinden bir kılıfla, kılıfın içine bitüm veya çimento harcı enjekte edilerek kaplama, beton kaplama.

Kabloların uçları, uç mukavemetinin kablo mukavemetinden az olmamasını ve kuvvetlerin kablodan diğer yapı elemanlarına aktarılmasını sağlayacak şekilde yapılmalıdır. Kabloların geleneksel uç sabitleme türü, kablonun ucu kabloya dokunan tellere ayrıldığında örgülü bir ilmektir (Şekil 35, Şekil 2, a). Bağlantıda eşit kuvvet aktarımını sağlamak için halkaya bir yüksük yerleştirilir. Uzunluk boyunca kablolar kapalı bağlantılar haricinde örgü ile de birleştirilir. Kabloları sabitlemek ve birleştirmek için örgü yerine kelepçe bağlantıları sıklıkla kullanılır:

Döngü bağlantısı sırasında kablonun her iki kolunun oval bir kavramaya bastırılması hafif metal iç boyutları kablonun çapına karşılık gelen (Şekil 35, Şekil 2, b);

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

Zamanla zayıfladıkları için gerilmiş kablo kabloları için tavsiye edilmeyen kelepçelerle sabitleme (Şekil 35, Şekil 2, e, j);

Kablonun ucu çözüldüğünde, temizlendiğinde, yağdan arındırıldığında ve özel bir bağlantı ucunun konik iç boşluğuna yerleştirildiğinde kabloların metal dolgulu sabitlenmesi (Şekil 35, Şekil 2, f, g) ve ardından bağlantı erimiş kurşun veya kurşun-çinko alaşımı ile doldurulur (beton dolgusu mümkündür);

İnşaatta nadiren kullanılan kabloların kama tespitleri;

Gerdirmeler (Şek. 35, Şek. 2, d), kurulum sırasında kabloların uzunluğunu ayarlamak ve ön gerdirmek için kullanılır. Ankraj üniteleri kablolardaki kuvvetleri absorbe etmeye ve bunları destekleyici yapılara aktarmaya yarar. öngerilmeli kablo askılı kaplamalarda ayrıca kabloların öngerilmesi için de kullanılırlar. Şek.e 35'te, Şek. Şekil 2, sıkıştırılmış bir destek halkasına dairesel kablo destekli kaplamanın radyal kablosunun sabitlenmesini göstermektedir. Eğim açısı değiştiğinde kablonun serbest hareketini sağlamak için destek halkasına ve bitişik kaplama kabuğuna bitümle doldurulmuş konik manşonlar yerleştirilir. sert destek halkası ve esnek kabuk bir genleşme derzi ile ayrılır.

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

Ağır kaplamalar betonarmedir. ağırlıkları 170-200 kg/m'ye ulaşır 2Prefabrik kaplamalar için dikdörtgen veya trapez şekilli düz veya nervürlü levhalar kullanılır. Prekast levhalar genellikle kablolar arasına asılır ve levhalar arasındaki dikişler harçla doldurulur.

40-60 kg/m ağırlığındaki hafif kaplamalar 2genellikle büyük boyutlu çelik veya alüminyum profilli levhalardan yapılır; bunlar, ısı yalıtımı yoksa veya alttan takılırsa aynı anda çit ve çatının taşıyıcı elemanları olarak görev yapar. Panellerin üzerine ısı yalıtımı yerleştirirken ilave bir çatı kaplaması yapılması gerekmektedir. Panellerin içine yalıtım yerleştirilmiş hafif metal panellerden hafif kaplamalar yapılması tavsiye edilir.

6. Dönüştürülebilir ve pnömatik kaplamalar

1 Dönüştürülebilir kaplama

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 çok çeşitlidir. Bunlar şunları içerir: yapıların işlevlerinin hızla eskimesi, yeni hafif ve dayanıklı yapıların ortaya çıkışı Yapı malzemeleriİnsanları çevreye yakınlaştırma eğilimi, yapıların peyzaja ustaca dahil edilmesi ve son olarak geçici amaçlarla veya insanların ara sıra burada kalması için artan sayıda bina.

Hafif prefabrik yapılar oluşturmak için öncelikle betonarme, betonarme, betonarme, çelik, ahşaptan yapılmış kapalı yapılardan vazgeçmek ve binayı hava koşullarından (yağmur, kar) koruyan hafif kumaş ve film kaplamalara geçmek gerekiyordu. , güneş ve rüzgar) ancak psikolojik sorunları neredeyse rahat çözemiyor: kötü hava koşullarından korunma güvenilirliği, dayanıklılık, ısı yalıtım işlevi vb. dönüştürülebilir yapıların yük taşıma işlevleri yerine getiriliyor çeşitli teknikler. Buna göre üç ana gruba ayrılabilirler: termal kaplamalar, pnömatik yapılar ve dönüştürülebilir rijit sistemler.

2 Çadır ve pnömatik yapılar

Çadır pnömatik yapıları esasen membran kaplamalardır, ancak kapatma işlevleri kumaş ve film malzemeleriyle gerçekleştirilir, yük taşıma işlevleri kablo ve direk sistemleri veya sert çerçeve yapıları ile desteklenir. Pnömatik yapılarda yük taşıma işlevi hava veya diğer hafif gazlarla gerçekleştirilir. pnömatik ve tente yapıları yumuşak kabuk sınıfına aittir ve herhangi bir şekil verilebilir. Onların özelliği yalnızca çekme kuvvetlerini algılama yeteneğidir. Yumuşak kabukları güçlendirmek için, korozyona dayanıklı çelikten 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 kauçuktan, yönlendirilmemiş lifli malzemelerden);

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

Tasarımlarına göre yumuşak kabuklar aşağıdaki çeşitlere sahiptir:

Pnömatik yapılar, aşırı hava basıncıyla stabilize edilen yumuşak kapalı kabuklardır (sırasıyla pnömatik çerçeveye, pnömatik panele ve hava destekli yapılara ayrılırlar);

Uygun yüzey eğimi seçimiyle şekil stabilitesinin sağlandığı tente kaplamaları (destekleyici kablolar yoktur);

Kablo askılı çadırlar, çadır kabuğuyla birlikte çalışan bir kablo sistemi (kablo kabloları) ile tüm yüzey boyunca ve kenarlar boyunca güçlendirilmiş, tek ve çift kavisli yumuşak kabuklar şeklinde sunulur;

Kablo askılı kaplamalar, yalnızca yerel kuvvetleri emen ve öncelikle bir çitin işlevlerini yerine getiren, kablo ağ hücreleri için pirinç, kumaş veya film dolgulu bir kablo (kablo) sistemi şeklinde bir ana destek yapısına sahiptir.

Pnömatik yapılar 1946'da ortaya çıktı. Pnömatik yapılar, içlerine pompalanan hava nedeniyle ön gerilimi elde edilen yumuşak kabuklardır. Yapıldıkları malzemeler hava geçirmez kumaşlar ve güçlendirilmiş filmlerdir. Çekme mukavemetleri yüksektir ancak her türlü strese karşı koyamazlar. Malzemenin yapısal özelliklerinin tam olarak kullanılması çeşitli formların oluşmasına yol açar, ancak formlardan herhangi birinin belirli yasalara tabi olması gerekir. Yanlış tasarlanmış pnömatik yapılar, şekli bozan çatlaklar ve kıvrımların oluşmasıyla veya stabilite kaybıyla mimarın hatasını ortaya çıkaracaktır.

Bu nedenle, pnömatik yapı formları oluştururken, iç hava basıncıyla gerilen yumuşak kabukların doğasının izin vermediği belirli sınırlar içinde kalmak çok önemlidir.

İÇİNDE Farklı ülkelerÜlkemizde de dahil olmak üzere çeşitli amaçlara yönelik onlarca pnömatik yapı inşa edilmiştir. Endüstride çeşitli depo yapıları için kullanılırlar, tarımda hayvancılık çiftlikleri inşa edilir, inşaat mühendisliğinde geçici tesisler için kullanılırlar: sergi salonları, alışveriş ve eğlence tesisleri, 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 basınç pratikte insanlar tarafından hissedilmez ve düşük basınçlı fanlar veya üfleyiciler kullanılarak korunur. Hava destekli bir bina aşağıdaki yapısal elemanlardan oluşur: esnek bir kumaş veya plastik kabuk, hava sağlamak ve sabit bir basınç farkını korumak için sabitleme cihazları. Yapının sızdırmazlığı, kabuk malzemesinin hava sızdırmazlığı ve tabanla sıkı bağlantısı ile sağlanır. Giriş hava kilidinde, merminin çalışması sırasında hava tüketimini azaltan, dönüşümlü olarak açılan iki kapı bulunur. Hava destek yapısının tabanı, doğrudan düzleştirilmiş alanda bulunan, su veya kumla doldurulmuş, yumuşak malzemeden yapılmış bir kontur borusudur. Daha kalıcı yapılarda kabuğun güçlendirildiği sağlam bir beton taban yapılır. Kabuğu tabana takma seçenekleri çeşitlidir.

Hava destekli yapıların en basit şekli, iç hava basıncından gelen stresin her noktada aynı olduğu küresel bir kubbedir. Küresel uçlu silindirik kabuklar ve toroidal kabuklar yaygınlaştı. Hava destekli mermilerin şekilleri planlarına göre belirlenir. Hava destekli yapıların boyutları malzemelerin mukavemeti ile sınırlıdır.

Bunları güçlendirmek için, boşaltma halatları veya ağlarının yanı sıra dahili gergi telleri sistemi kullanılır. Hava taşıyan yapılar, pnömatik çerçevelerin yük taşıyan elemanlarının sızdırmaz boşluklarında aşırı hava basıncının oluşturulduğu pnömatik yapıları içerir. Pnömatik çerçeveler kemer şeklinde veya kavisli veya doğrusal elemanlardan oluşan çerçeveler şeklinde sunulabilir.

Çerçevesi kemerli veya çerçeveli yapılar bir tente ile kaplanmıştır veya tente ek parçalarıyla bağlanmıştır. Gerekirse yapı kablolar veya halatlar kullanılarak stabilize edilir. Pnömatik çerçevenin düşük yük taşıma kapasitesi bazen pnömatik kemerlerin birbirine yakın yerleştirilmesi ihtiyacına yol açar. aynı zamanda yapı, özel bir tür hava taşıyan yapılar - pnömatik panel yapıları olarak değerlendirilebilecek yeni bir kalite kazanıyor. Avantajları, yük taşıma ve kapatma işlevlerinin, yüksek termal performansın ve artırılmış stabilitenin birleşimidir. Diğer bir tür ise iki kabuktan oluşan pnömatik mercek kaplamasıdır ve aralarındaki boşluğa basınç altında hava verilir. Pnömatik kabuklar kullanılarak dikilen betonarme kabuklardan bahsetmek imkansızdır. Bunu yapmak için taze beton karışımı, pnömatik kabuk filmi boyunca zeminde bulunan donatı kafesine yerleştirilir. Beton bir film tabakası ile kaplanır ve yere serilen pnömatik kabuğa hava verilir ve betonla birlikte betonun dayanım kazandığı tasarım konumuna yükselir. Bu sayede kubbeli binalar, düz konturlu sığ kabuklar ve diğer kaplama biçimleri oluşturulabilmektedir.

Dönüştürülebilir rijit sistemler. Kamu binalarını tasarlarken bazen kaplamanın uzatılmasını ve kötü hava koşullarında kapatılmasını sağlamak gerekli olabilir. Bu tür ilk yapı Pittsburgh'daki (ABD) stadyumun üzerindeki çatı kubbesiydi. Kılavuzlar boyunca kayan kubbe kanatları, elektrik motorları kullanılarak iki kanat tarafından hareket ettirildi, betonarme bir halkaya sağlam bir şekilde sabitlendi ve özel bir üçgen şekil kullanılarak stadyumun üzerine desteklendi. Moskova Mimarlık Enstitüsü, dönüştürülebilir kaplamalar için çeşitli seçenekler geliştirdi; özellikle plan boyutu 12 olan katlanır çapraz kaplama × 12 m ve 0,6 m yüksekliğinde dikdörtgen çelik borulardan yapılmıştır. Katlanır çapraz yapı, karşılıklı olarak dik düz kafes kirişlerden oluşur. Bir yöndeki kafes kirişler uçtan uca rijit tiptedir, diğer yöndeki kafes kirişler ise rijit kafes kirişler arasındaki boşlukta yer alan bağlantılardan oluşur.

Enstitüde kayar kafes mekansal kaplama yapıları da geliştirilmektedir. Kapak boyutu 15 × 15 m yüksekliğinde 2 m köşelere oturan iki levha şeklinde tasarlanmıştır. Kayar kafes, köşebentlerin uçlarını menteşeli bir şekilde birleştiren, düğüm parçalarının kesişme noktalarında menteşeli olarak bağlanan, kesişen köşe profil çubuk çiftlerinden oluşan bir destek sistemi formunda yapılır. Taşıma için katlandığında yapı 1,4 boyutundadır. × 1,4 × 2,9 m ve 2,0 tonluk bir kütleye sahip olup, hacmi tasarımdan 80 kat daha azdır.

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

Kabuklar çeşitli şekillerde olabilir. Bireysel kabuk şeritleri dikilir veya yapıştırılır. çıkarılabilir bağlantıların olması gerekiyorsa fermuar, bağcık vb. kullanın. 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 döşemeler) veya yapının sabit yapıları. Kabuk, kelepçe parçaları veya ankraj halkaları veya balast torbaları ve kablolar kullanılarak yapının tabanına sabitlenir. sert montaj daha güvenilirdir, ancak daha az ekonomiktir.

Hava destekli pnömatik yapıların kullanılması uygulaması. Odaları kaplamak için “hava silindirleri” kullanma fikri 1917'de W. Lanchester tarafından ortaya atıldı. Pnömatik yapılar ilk kez 1945 yılında Bearder şirketi (ABD) tarafından çok çeşitli yapıları (sergi salonları, 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, panelleri kesme kolaylığına göre belirlenen şekillerle ayırt edildi. İlk pnömatik kubbenin kurulumundan bu yana geçen sürede, gelişen polimer kimya endüstrisi ile birlikte pnömatik yapılar hızla ve yaygın olarak dünyanın tüm ülkelerine yayılmıştır.

Ancak pnömatik yapılara yönelen mimarların yaratıcı hayal gücü yeni formlar aradı. 1960 yılında, pnömatik bir kabuğun altında yer alan gezici bir sergi, bir dizi Güney Amerika başkentini gezdi. Formu yalnızca yapının işleviyle değil aynı zamanda genel mimari konseptle de uyumlu hale getirmeye çalıştığı için hala pnömatik mimarinin öncüsü olarak kabul edilmesi gereken mimar Victor Landi tarafından tasarlandı. Ve gerçekten de binanın ilginç, 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 ilginçtir çünkü kaplama iki kumaş kabuktan oluşmaktadır. 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 yerel bir yırtılması durumunda kabuğun yük taşıma kapasitesini sağlamak amacıyla sekiz bölmeye bölünmüştür. Kabuklar arasındaki hava boşluğu, güneş enerjisinin aşırı ısınmasına karşı iyi bir yalıtım sağlıyor ve bu da soğutma ünitelerinin terk edilmesini mümkün kılıyor. Kabuğun uçlarına, ziyaretçilerin girebilmesi için döner kapıların yerleştirildiği sert çerçeveler yerleştirilmiştir. Diyaframların bitişiğinde güçlü hava taşıyan tonoz şeklindeki giriş kanopileri bulunur. Bu tonozlar, büyük sergiler ve ekipmanlar pavyona getirildiğinde bir hava kilidi oluşturan iki geçici esnek diyaframın kurulmasına hizmet ediyor.

Yapının şekli ve kumaş kabukların kullanımı, iç sınıflarda iyi akustik koşullar sağlar. Tüm metal parçalar (kapılar, fanlar, bağlantı elemanları vb.) dahil olmak üzere yapının toplam ağırlığı 28 tondur. taşıma sırasında bina 875 m2'lik bir hacim kaplar 3ve birine sığar demiryolu taşımacılığı. Yapının inşaatı 12 işçi ile 3-4 iş günü sürmektedir. Tüm kurulum, vinç ekipmanı kullanılmadan zeminde gerçekleştirilmektedir. Kabuk 30 dakikada havayla doluyor ve 113 km/saate kadar rüzgar yüklerine dayanacak şekilde tasarlandı. Pavyon projesinin yazarı mimar V. Landi'dir.

Raisting'deki (Almanya) uzay radyo iletişim istasyonu, mühendis W. 1964 yılında Baird (ABD), Hypalon ile kaplanmış iki katmanlı Dacron kumaştan yapılmış, 48 m çapında yumuşak bir kabuğa sahiptir. Katmanlar halindeki kumaş paneller birbirine 45 derecelik bir açıyla yerleştirilmiştir,

Bu, kabuğa bir miktar kayma sertliği kazandırır. Kabuktaki iç basınç 37-150 mm su sütunu aralığında olabilir (Şekil 36). Osaka Dünya Sergisi'ndeki (1970) Fuji sergi 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 72 m uzunluğunda, 4 m çapında 16 adet hava hortumu-kemerinden oluşmakta olup, bunların dış yüzeyi neopren kauçuk ile kaplanmıştır. Kavisli manşonlardaki aşırı basınç 0,08-0,25 atm'dir. Tüm yapıyı stabilize etmek için her iki kemerin arasına iki adet gerilmiş çelik kablo döşenir (Şekil 37).

Mimar V. 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 filmlerden yapılmış kabuklar olağanüstü zarif bir görünüme sahipti.

Mühendis W. Brand tarafından 1959 yılında Boston'da (ABD) yapılan yaz tiyatrosunun kaplaması, 43,5 m çapında ve ortasından 6 m yüksekliğinde dairesel disk şeklinde bir kabuktur. Çelik profillerden yapılmış destek halkasına belirli noktalarda tutturulan kabuğun kenarı. kabuktaki aşırı iç hava basıncı, sürekli çalışan iki üfleyici tarafından korunur ve 25 mm su sütunudur. kabuk yapısı ağırlığı 1,22 kg/m 2. Kış için kaplama kaldırılır.

Lozan'daki (İsviçre) tarım fuarındaki pavyon. Projenin yazarı "Stromeyer" (Almanya) şirketi F. Otto'dur (Stuttgart). Hiperbolik parabolik şekilli "yelkenler" şeklindeki kaplama, 16,5 m yüksekliğindeki ankrajlara ve çelik direklere tutturulmuş, kesişen öngerilmeli kablolar sistemi ile güçlendirilmiş, güçlendirilmiş polivinil klorür filmden yapılmış bir kabuktur. (Şekil 38, a). Markkleeberg'deki (GDR) tarım fuarında açık izleyici kitlesi. Yazarlar: "Devag" derneği, Bauer (Leipzig), Rühle (Dresden). Aralarına kılıf gerilmiş, 8, 10 ve 15 mm çapında öngerilmeli tel halatlardan oluşan bir sistem şeklinde katlanmış kaplama. Kaplama 16 esnek çelik direğe asılır ve gergi telleriyle 16 ankraj cıvatasına sabitlenir. Kaplama rüzgar basıncına ve 60 kg/m eğime uygun kablolu askılı yapı olarak tasarlanmıştır. 2(Şekil 38) Dünya inşaat 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, binaların çeşitli işlevsel organizasyonları için geniş fırsatlar yaratacak yapılar yaratmayı, tasarım çözümlerini yalnızca mühendislik açısından değil, aynı zamanda mimari ve mimari iyileştirme açısından da geliştirmeyi amaçlamalıdır. sanatsal nitelikler. Yeni malzemelerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesinden başlayarak iç kompozisyon sorunlarına kadar tüm sorunun kapsamlı bir şekilde çözülmesi gerekiyor. Bu, mimarların ve mühendislerin ana görevin çözümüne yaklaşmalarına olanak tanıyacak - modern çağa yakışır, çeşitli amaçlara yönelik işlevsel ve yapısal olarak gerekçelendirilmiş, ekonomik ve mimari açıdan etkileyici kamu binaları ve yapılarının toplu inşası.

İkinci El Kitaplar

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

.Kamu ve endüstriyel binalar için uzun açıklıklı çatı yapıları - 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 incelemek için yardıma mı ihtiyacınız var?

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