Benzersiz uzun açıklıklı bina yapıları. Uzun açıklıklı binalar. Binalar ve yapılar
Düzlemsel yapılar
A
DERS 7. ENDÜSTRİYEL BİNALARIN YAPISAL SİSTEMLERİ VE YAPISAL ELEMANLARI
Endüstriyel binaların çerçeveleri
Tek katlı binaların çelik çerçevesi
Tek katlı binaların çelik çerçevesi betonarme ile aynı elemanlardan oluşur (Şek.)
Pirinç. Çelik çerçeve binası
Çelik kolonlarda iki ana parça vardır: çubuk (dal) ve taban (pabuç) (Şek. 73).
Pirinç. 73. Çelik sütunlar.
A– konsollu sabit kesit; B– ayrı tip.
1 – kolonun vinç kısmı; 2 – sütun üstü, 3 – sütun üstü ek yükseklik; 4 – çadır dalı; 5 – vinç dalı; 6 – ayakkabı; 7 – vinç kirişi; 8 – vinç rayı; 9 – kafes kafesi kapsayan.
Ayakkabılar yükü kolondan temele aktarmaya yarar. Korozyonu önlemek amacıyla kolonların zemine temas eden pabuçları ve alt kısımları betonlanır. Duvarları desteklemek için dış kolonların temelleri arasına prefabrik betonarme temel kirişleri yerleştirilmiştir.
Çelik vinç kirişleri katı veya kafes olabilir. En yaygın olarak kullanılanlar, I-bölümüne sahip katı vinç kirişleridir: asimetrik, 6 metrelik sütun aralığıyla kullanılır veya 12 metrelik sütun aralığıyla simetriktir.
Binalarda kaplamaların ana taşıyıcı yapıları Çelik çerçeveçatı makaslarıdır (Şek. 74).
Pirinç. 74. Çelik kafes kirişler:
A– paralel kayışlarla; B- Aynı; V- üçgensel; G– çokgen;
d – çokgen kafes tasarımı.
Ana hatlarıyla paralel kayışlarla, üçgen, çokgen olabilirler.
Paralel kuşaklı kafes kirişler düz çatılı binalarda ve kiriş olarak kullanılır.
Üçgen kafes kirişler, örneğin asbestli çimento levhalardan yapılmış, büyük eğimler gerektiren çatılı binalarda kullanılır.
Çelik çerçevenin sağlamlığı ve rüzgar yüklerini ve vinçlerden gelen atalet etkilerini algılaması, bağlantıların düzenlenmesiyle sağlanır. Boyuna sıralardaki sütunlar arasına dikey bağlantılar yerleştirilir - çapraz veya portal. Yatay enine bağlar, üst ve alt akorların düzlemlerine ve dikey olanlar - destek direklerinin eksenleri boyunca ve açıklığın ortasındaki bir veya daha fazla düzleme yerleştirilir.
Genleşme derzleri
İÇİNDE çerçeve binalar genleşme derzleri bina çerçevesini ve ona dayanan tüm yapıları ayrı bölümlere ayırır. Enine ve boyuna dikişler vardır.
Enine genleşme derzleri, derz tarafından kesilen binanın bitişik bölümlerinin yapılarını destekleyen eşleştirilmiş sütunlara monte edilir. Dikiş aynı zamanda tortul ise, eşleştirilmiş sütunların temellerine de monte edilir.
Tek katlı binalarda enine genleşme derzinin ekseni, sıranın enine hizalama ekseni ile birleştirilir. Çok katlı binaların zeminlerindeki genleşme derzleri de çözülmektedir.
Betonarme çerçeveli binalarda boyuna genleşme derzleri iki uzunlamasına sütun sırası üzerinde ve çelik çerçeveli binalarda bir sıra sütun üzerinde yapılır.
Endüstriyel binaların duvarları
Çerçevesiz veya çerçevesi eksik olan binalarda dış duvarlar taşıyıcı olup tuğla, büyük blok veya diğer taşlardan yapılır. Tam çerçeveli binalarda, duvarlar aynı malzemelerden yapılmış olup, temel kirişleri veya panel üzerinde kendinden destekli veya kendinden destekli veya menteşelidir. Dış duvarlar kolonların dış tarafında yer almaktadır. iç duvarlar binalar temel kirişleri veya şerit temeller üzerinde desteklenir.
Duvarların önemli bir uzunluğu ve yüksekliği olan çerçeve yapılarında, ana çerçevenin elemanları arasında stabilite sağlamak için, bazen enine çubuklar adı verilen yardımcı bir çerçeve oluşturan ek raflar yerleştirilir. yarı ahşap.
Kaplamalardan dış drenaj için endüstriyel binaların boylamasına duvarları kornişlerle, uç duvarları ise parapet duvarlarıyla yapılır. İç drenaj ile binanın tüm çevresi boyunca parapetler dikilir.
Büyük panellerden yapılmış duvarlar
Betonarme nervürlü paneller, ısıtılmayan binalar ve büyük endüstriyel ısı salınımlarına sahip binalar için tasarlanmıştır. Duvar kalınlığı 30 milimetre.
Isıtmalı binalara yönelik paneller yalıtımlı betonarme veya hafif hücresel betondan yapılmıştır. Betonarme yalıtımlı panellerin kalınlığı 280 ve 300 milimetredir.
Paneller sıradan (boş duvarlar için), lento panelleri (pencere açıklıklarının üstüne ve altına montaj için) ve parapet panellerine ayrılmıştır.
İncirde. Şekil 79, şerit camlı çerçeve panelli bir binanın duvarının bir parçasını göstermektedir.
Pirinç. 79. Büyük panellerden yapılmış bir duvar parçası
Panel binalarda pencere açıklıklarının doldurulması esas olarak şerit cam şeklinde yapılmaktadır. Açıklıkların yüksekliği 1,2 metrenin katları olarak alınır, genişlik ise duvar sütunlarının aralığına eşittir.
Daha küçük genişlikteki bireysel pencere açıklıkları için standart çerçevelerin boyutlarına uygun olarak 0,75, 1,5, 3,0 metre boyutlarında duvar panelleri kullanılır.
Pencereler, kapılar, kapılar, fenerler
Fenerler
Pencerelerden uzakta bulunan işyerlerine aydınlatma sağlamak ve binaların havalandırılması (havalandırılması) için endüstriyel binalara fenerler yerleştirilmiştir.
Fenerler ışıklı, havalandırmalı ve karışık tiplerde gelir:
Yalnızca odaları aydınlatmaya yarayan, sağlam cam çerçeveli ışıklar;
Odaların aydınlatılması ve havalandırılması için kullanılan, açılır camlı kapılarla ışık havalandırması;
Camsız havalandırma, yalnızca havalandırma amacıyla kullanılır.
Fenerler dikey, eğimli veya yatay camlı çeşitli profillerde olabilir.
Fenerlerin profili dikey camlı dikdörtgen, eğimli camlı trapez ve üçgen, tek taraflı dikey camlı pürüzlüdür. Endüstriyel inşaatlarda genellikle dikdörtgen fenerler kullanılır. (Şek. 83).
Pirinç. 83. Işık ve ışık havalandırmalı fenerlerin temel şemaları:
A– dikdörtgen; B– yamuk; V– dişli; G- üçgensel.
Binanın eksenine göre konumlarına göre fenerler boyuna ve enine olarak ayrılır. Boyuna ışıklar en yaygın olanıdır.
Fenerlerden su drenajı harici veya dahili olabilir. Dış mekan 6 metre genişliğindeki fenerler için veya binada iç drenaj sisteminin bulunmadığı durumlarda kullanılır.
Fenerlerin tasarımı çerçevelidir ve kirişlerin veya çatı kirişlerinin üst kirişlerine dayanan bir dizi enine çerçeveden ve bir uzunlamasına destek sisteminden oluşur. Lambaların tasarım şemaları ve parametreleri birleştirilmiştir. 12, 15 ve 18 metre açıklıklar için 6 metre genişliğinde, 24, 30 ve 36 metre açıklıklar için ise 12 metre genişliğinde fenerler kullanılmaktadır. Fener çiti bir kaplama, yan ve uç duvarlardan oluşur.
Fener kapakları 6000 milimetre uzunluğunda, 1250, 1500 ve 1750 milimetre yüksekliğinde çelikten imal edilmektedir. Bağlamalar güçlendirilmiş veya pencere camı ile sırlanmıştır.
Havalandırmaya doğal, kontrollü ve düzenlenmiş hava değişimi denir.
Havalandırma eylemi aşağıdakilere dayanmaktadır:
İç ve dış hava arasındaki sıcaklık farkından dolayı oluşan termal basınçta;
Yükseklik farkında (egzoz ve besleme açıklıklarının merkezleri arasındaki fark);
Binanın çevresinden esen rüzgarın etkisi nedeniyle rüzgar altı tarafında havanın seyrekleşmesine neden olur (Şek. 84).
Pirinç. 84. Bina havalandırma şemaları:
A– rüzgar olmadığında havalandırmanın etkisi; B- rüzgarın hareketi için de aynı şey geçerli.
Hafif havalandırmalı fenerlerin dezavantajı, rüzgar kirli havayı çalışma alanına geri üfleyebileceğinden, rüzgar tarafındaki kapakların kapatılması gereğidir.
Kapılar ve kapılar
Endüstriyel binaların kapıları tasarım açısından sivil binaların panel kapılarından farklı değildir.
Kapılar, araçların binaya girmesine ve geniş insan kitlelerinin geçmesine izin verecek şekilde tasarlanmıştır.
Kapının boyutları, taşınacak ekipmanın boyutlarına göre belirlenir. Yüklenen demiryolu taşıtlarının boyutlarını genişlik olarak 0,5-1,0 metre, yükseklik olarak ise 0,2-0,5 metre aşmalıdırlar.
Açılma şekline göre kapılar salıncaklı, sürgülü, kaldırmalı, perdeli vb. olabilir.
Çarpma kapılar, kapı çerçevesindeki menteşeler vasıtasıyla asılan iki panelden oluşur (Şek. 81). Çerçeve ahşap, çelik veya betonarme olabilir.
Pirinç. 81. Salıncak kapıları:
1 - açıklığı çerçeveleyen betonarme çerçevenin sütunları; 2 – çapraz çubuk.
Kapıların açılacağı yer yoksa kapılar sürgülü yapılır. Sürgülü kapılar tek kanatlı ve çift kanatlı tiplerde mevcuttur. Kapı kanatları, döner kapılara benzer bir tasarıma sahiptir, ancak üst kısımda, kapıyı açarken ve kapatırken betonarme çerçevenin enine çubuğuna bağlı bir ray boyunca hareket eden çelik makaralarla donatılmıştır.
Kaldırılabilir kapı kanatları tamamen metaldir, kablolara asılır ve dikey kılavuzlar boyunca hareket eder.
Perde kapı paneli, kaldırıldığında açıklığın üst kısmının üzerinde yatay olarak bulunan döner bir tambur üzerine vidalanan çelik bir perde oluşturan yatay elemanlardan oluşur.
Kaplamalar
Tek katlı endüstriyel binalarda kaplamalar, kaplamanın ana taşıyıcı elemanlarından ve çitlerden oluşan çatı katı olmadan yapılır.
Isıtılmamış binalarda ve aşırı endüstriyel ısı üretimi olan binalarda, kaplamaların kapalı yapıları yalıtılmamış, ısıtılmış binalarda yalıtımlı hale getirilir.
Soğuk çatı yapısı bir taban (döşeme) ve bir çatıdan oluşur. Yalıtımlı kaplama bir buhar bariyeri ve yalıtım içerir.
Döşeme elemanları küçük boyutlu (1,5 - 3,0 metre uzunluğunda) ve büyük boyutlu (6 ve 12 metre uzunluğunda) olarak ayrılmıştır.
Küçük boyutlu elemanlardan yapılmış çitlerde, bina boyunca kirişler veya kaplama kirişleri boyunca yerleştirilen aşıkların kullanılması gerekli hale gelir.
Ana taşıyıcı elemanlar boyunca büyük boyutlu döşemeler döşenir ve bu durumda kaplamalara kaymaz denir.
Döşemeler
Çalışmıyor betonarme tabliyeler, 1,5 ve 3,0 metre genişliğinde ve kirişlerin veya kafes kirişlerin eğimine eşit uzunlukta betonarme öngerilmeli nervürlü levhalardan yapılmıştır.
Yalıtımsız kaplamalarda, levhaların üzerine haddelenmiş çatının yapıştırıldığı bir çimento şapı yerleştirilir.
Yalıtımlı kaplamalarda izolasyon olarak ısı iletkenliği düşük malzemeler kullanılır ve ilave buhar bariyeri takılır. Buhar bariyeri özellikle odaların üstündeki kaplamalarda gereklidir. yüksek nem hava.
Küçük boyutlu döşemeler betonarme, betonarme veya güçlendirilmiş hafif ve hücresel betondan yapılabilir.
Rulo çatılar çatı kaplama malzemesinden yapılmıştır. Rulo çatı kaplamanın üst katmanına, bitümlü mastik içine gömülü koruyucu bir çakıl tabakası yerleştirilir.
Zemin kaplaması yapraklı malzemeler.
Bu döşemelerden biri aşıklar üzerine (makas aralığı 6 metre) veya kafes aşıklar boyunca (12 metre aralıklı) döşenen galvanizli çelik profilli döşemedir.
Eğimli soğuk kaplamalar genellikle 8 milimetre kalınlığında güçlendirilmiş profile sahip oluklu asbestli çimento levhalardan yapılır.
Ayrıca oluklu cam elyafı levhalar ve diğer sentetik malzemeler kullanılmaktadır.
Kaplamalardan drenaj
Drenaj bir binanın ömrünü uzatır, onu erken yaşlanmaya ve yıkıma karşı korur.
Endüstriyel binaların kaplamalarından drenaj harici ve dahili olabilir.
Tek katlı binalarda, dış drenaj düzensiz olarak ve çok katlı binalarda drenaj boruları kullanılarak düzenlenir.
İç drenaj sistemi, su giriş hunilerinden ve binanın içinde bulunan ve suyu yağmur drenajına yönlendiren bir boru ağından oluşur (Şek. 82).
Pirinç. 82. İç drenaj:
A– su giriş hunisi; B– dökme demir tava;
1 – huni gövdesi; 2 – kapak; 3 – boru; 4 – boru yakası; 5 – dökme demir tava; 6 – boru için delik; 7 – bitümle emprenye edilmiş çuval bezi; 8 – rulo çatı; 9 - erimiş bitümle doldurma; 10 – betonarme kaplama levhası.
İç drenaj düzenlenmiştir:
Çok eğimli çatılara sahip çok açıklıklı binalarda;
Yükseklikleri büyük olan veya bireysel açıklıkların yükseklikleri arasında önemli farklılıklar olan binalarda;
Büyük endüstriyel ısı salınımlarının olduğu binalarda, yüzeyde karların erimesine neden olur.
Zeminler
Endüstriyel binalardaki zeminler, üzerlerindeki üretim etkilerinin niteliği ve bunlara yönelik operasyonel gereklilikler dikkate alınarak seçilir.
Bu gereksinimler şunlar olabilir: ısı direnci, kimyasal direnç, su ve gaz geçirimsizliği, dielektriklik, darbe anında kıvılcım çıkarmama, artırılmış mekanik dayanıklılık ve diğerleri.
Gerekli tüm gereksinimleri karşılayan zeminleri seçmek bazen imkansızdır. Bu gibi durumlarda aynı oda içerisinde farklı tipte zeminlerin kullanılması gerekmektedir.
Zemin yapısı bir kaplama (giysi) ve bir alttaki katmandan (hazırlık) oluşur. Ek olarak zemin yapısı ara katmanları da içerebilir. çeşitli amaçlar için. Alttaki katman, kaplama aracılığıyla zeminlere iletilen yükü emer ve tabana dağıtır.
Alttaki katmanlar sert (beton, betonarme, asfalt betonu) ve sert değildir (kum, çakıl, kırma taş).
Katlar arası zeminlere zemin döşerken, zemin döşemeleri taban görevi görür ve alttaki katman ya tamamen yoktur ya da rolü ısı ve ses yalıtım katmanları tarafından oynanır.
Zemin katlar Düşen ağır nesneler nedeniyle şoka maruz kalabilecekleri veya sıcak parçalarla temas edebilecekleri depolarda ve sıcak atölyelerde kullanılır.
Taş zeminlerÖnemli şok yüklerinin mümkün olduğu depolarda veya paletli araçların kapsadığı alanlarda kullanılır. Bu zeminler dayanıklıdır ancak soğuk ve serttir. Bu tür zeminler genellikle kaldırım taşlarıyla kaplıdır (Şek. 85).
Pirinç. 85. Taş zeminler:
A– parke taşları; B– büyük kaldırım taşlarından; V– küçük kaldırım taşlarından;
1 – parke taşı; 2 – kum; 3 – kaldırım taşları; 4 – bitümlü mastik; 5 – beton.
Beton ve çimento zeminler zeminin sürekli neme veya mineral yağlara maruz kalabileceği odalarda kullanılır (Şek. 86).
Pirinç. 86. Beton ve çimento zeminler:
1 – beton veya çimento giysiler; 2 – beton alt tabaka.
Asfalt ve asfalt beton zeminler yeterli güce, suya karşı dayanıklılığa, suya karşı dayanıklılığa, esnekliğe sahiptir ve onarımı kolaydır (Şek. 87). Asfalt zeminlerin dezavantajları arasında sıcaklık yükseldiğinde yumuşama özelliği olması ve bunun sonucunda sıcak atölyeler için uygun olmaması yer alır. Uzun süreli konsantre yüklerin etkisi altında içlerinde oyuklar oluşur.
Pirinç. 87. Asfalt ve asfalt beton zeminler:
1 – asfalt veya asfalt betonu kıyafetleri; 2 – beton alt tabaka.
İLE seramik zeminler klinker, tuğla ve fayans zeminleri içerir (Şek. 88). Bu tür zeminler yüksek sıcaklıklara karşı oldukça dayanıklı olup asitlere, alkalilere ve mineral yağlara karşı dayanıklıdır. Şok yüklerin olmadığı durumlarda, büyük temizlik gerektiren odalarda kullanılırlar.
Pirinç. 88. Seramik karo zeminler:
1 – seramik karo; 2 – çimento harcı; 3 – beton.
Metal zeminler yalnızca zeminlere sıcak nesnelerin temas ettiği ve aynı zamanda düz, sert bir yüzeye ihtiyaç duyulan belirli alanlarda ve güçlü şok yüklerinin olduğu atölyelerde kullanılır (Şek. 89).
Pirinç. 89. Metal zeminler:
1 – dökme demir fayanslar; 2 – kum; 3 – toprak tabanı.
Zeminler endüstriyel binalarda da kullanılabilir tahtalar ve itibaren sentetik materyaller. Bu tür zeminler laboratuvarlarda, mühendislik binalarında ve idari binalarda kullanılmaktadır.
Sert bir alt katmana sahip zeminlerde, çatlakları önlemek için genleşme derzleri monte edilir. Binanın genleşme derzleri boyunca ve farklı kat tiplerinin buluştuğu yerlere yerleştirilirler.
Elektrik hatlarını döşemek için zeminlere kanallar yerleştirilir.
Döşemelerin duvarlara, kolonlara ve makine temellerine birleşimleri serbest yerleşimi sağlayacak şekilde boşluklarla yapılır.
Islak hacimlerde sıvıların tahliyesi için zeminlere merdiven adı verilen dökme demir veya beton su girişlerine doğru eğimli bir kabartma verilir. Kanalizasyonlar kanalizasyon sistemine bağlıdır. Duvarlar ve sütunlar boyunca süpürgeliklerin ve filetoların yerleştirilmesi gerekmektedir.
Merdiven
Endüstriyel binaların merdivenleri aşağıdaki tiplere ayrılır:
- temel, kullanılan çok katlı binalar katlar arasında sürekli iletişim ve tahliye için;
- resmi,çalışma alanlarına ve asma katlara giden yol;
- itfaiyeciler 10 metreden yüksek bina yükseklikleri için zorunludur ve itfaiye personelinin çatıya tırmanması amaçlanır (Şekil 90).
Pirinç. 90. Yangın merdiveni
- acil harici Ana merdiven sayısının yetersiz olduğu durumlarda insanların tahliyesi için düzenlenmiş (Şek. 91);
Pirinç. 91. Acil durum merdiveni
Yangın bariyerleri
Binaların ve tesislerin patlama ve yangın güvenliğine göre sınıflandırılması ve yangın tehlikesi Yangın olasılığını önlemeyi ve yangın durumunda insanların ve mülklerin yangından korunmasını sağlamayı amaçlayan yangın güvenliği gerekliliklerini oluşturmak için kullanılır. Patlama ve yangın tehlikesine göre tesisler A, B, B1-B4, D ve D kategorilerine, binalar ise A, B, C, D ve D kategorilerine ayrılmıştır.
Bina ve bina kategorileri, tesiste bulunan yanıcı madde ve malzemelerin türüne, bunların miktarına ve yangın tehlikesi özelliklerine, ayrıca tesisin alan planlama çözümlerine ve gerçekleştirilen teknolojik süreçlerin özelliklerine göre belirlenir. onların içinde.
Yangın durumunda yangının bina geneline yayılmasını önlemek için yangın bariyerleri monte edilir. Yangına dayanıklı zeminler çok katlı binalarda yatay bariyer görevi görmektedir. Dikey bariyerler yangın duvarlarıdır (güvenlik duvarları).
Güvenlik duvarı Yangının bir oda veya binadan bitişik oda veya binaya yayılmasını önlemek için tasarlanmıştır. Güvenlik duvarları yanmaz malzemelerden (taş, beton veya betonarme) yapılır ve en az dört saatlik yangına dayanıklılık derecesine sahip olmalıdır. Güvenlik duvarları temellere dayanmalıdır. Güvenlik duvarları, yanıcı ve yanıcı olmayan kaplamaları, tavanları, fenerleri ve diğer yapıları ayırarak binanın tüm yüksekliğini kaplayacak şekilde yapılmıştır ve yanıcı çatıların üzerinde en az 60 santimetre, yanmaz çatıların üzerinde ise 30 santimetre kadar yükselmelidir. Güvenlik duvarlarındaki kapılar, büyük kapılar, pencereler, rögar kapakları ve açıklıkların diğer dolguları en az 1,5 saat yangına dayanıklılık derecesine sahip yanmaz olmalıdır. Güvenlik duvarları, bir yangın sırasında zeminlerin, kaplamaların ve diğer yapıların tek taraflı çökmesi durumunda stabilite sağlayacak şekilde tasarlanmıştır (Şek. 92).
Pirinç. 92. Güvenlik duvarları:
A– yanmaz dış duvarları olan bir binada; B– yanıcı veya yanıcı olmayan dış duvarları olan bir binada; 1 – güvenlik duvarı sırtı; 2 – son güvenlik duvarı.
Kontrol soruları
1. Endüstriyel binaların tasarım diyagramlarını adlandırın.
2. Endüstriyel binalar için ana çerçeve türlerini adlandırın.
3. Endüstriyel yapılarda ne tür duvarlar vardır?
DERS 8. TARIMSAL BİNA VE YAPILARIN YAPISAL SİSTEMLERİ VE YAPISAL ELEMANLARI
Seralar ve seralar
Seralar ve seralar, erkenci sebze, fide ve çiçek yetiştirilmesine olanak sağlamak için gerekli iklim ve toprak koşullarının yapay olarak oluşturulduğu camlı yapılardır.
Sera binaları öncelikle prefabrik betonarme camlı panellerden inşa edilir ve gömülü parçalar kaynaklanarak birbirine bağlanır.
Sera yapısı, seranın uzunluğu boyunca zemine monte edilen prefabrik betonarme çerçevelerden ve çerçeve konsolları üzerine döşenen prefabrik betonarme çerçevelerden (seranın boyuna yatağı) oluşur. Çıkarılabilir camlı sera çerçeveleri ahşaptan yapılmıştır (Şek. 94).
Pirinç. 94. Prefabrik betonarme elemanlardan yapılmış sera:
1 – betonarme çerçeveler; 2 – betonarme kuzey kütüğü; 3 – aynı, güney;
4 – kum; 5 – toprağın besin tabakası; 6 - kum tabakasındaki ısıtma boruları;
7 – camlı ahşap çerçeve.
KULLANILAN REFERANSLARIN LİSTESİ
1. Maklakova T.G., Nanasova S.M. Sivil bina inşaatları: Ders kitabı. – M.: ASV Yayınevi, 2010. – 296 s.
2. Budasov B.V., Georgievsky O.V., Kaminsky V.P.İnşaat çizimi. Ders Kitabı üniversiteler için / Genel altında. ed. O. V. Georgievsky. – M.: Stroyizdat, 2002. – 456 s.
3. Lomakin V. A. İnşaatın temelleri. – M.: Yüksekokul, 1976. – 285 s.
4. Krasensky V.E., Fedorovsky L.E. Sivil, endüstriyel ve tarımsal binalar. – M.: Stroyizdat, 1972, – 367 s.
5. Koroev Yu.Iİnşaatçılar için çizim: Ders kitabı. prof. Ders Kitabı kuruluşlar. – 6. baskı, silindi. – M.: Daha yüksek. okul, ed. Merkez "Akademi", 2000 – 256 s.
6. Chicherin I. I.İnşaat işleri: yeni başlayanlar için bir ders kitabı. prof. Eğitim. – 6. baskı, silindi. – M.: Yayın Merkezi “Akademi”, 2008. – 416 s.
DERS 6. UZUN AÇIKLIKLI MEKANSAL KAPLAMALI BİNA YAPILARI
Yapısal tasarıma ve statik çalışmaya bağlı olarak kaplamaların yük taşıyan yapıları düzlemsel (aynı düzlemde çalışan) ve uzaysal olarak ayrılabilir.
Düzlemsel yapılar
Bu gruba yük taşıyan yapılar kirişler, kafes kirişler, çerçeveler ve kemerler içerir. Prefabrik ve monolitik betonarme, metal veya ahşaptan yapılabilirler.
Kirişler ve kafes kirişler sütunlarla birlikte enine çerçevelerden oluşan bir sistem oluşturur; aralarındaki uzunlamasına bağlantı döşeme levhaları ve rüzgar destekleri ile gerçekleştirilir.
Prefabrik çerçevelerin yanı sıra, artan yüklere ve geniş açıklıklara sahip bir dizi benzersiz binada monolitik betonarme veya metal çerçeveler kullanılmaktadır (Şekil 48).
Pirinç. 48. Uzun açıklıklı yapılar:
A- monolitik betonarme çerçeve, çift menteşeli.
40 metrenin üzerindeki açıklıkları kapatmak için kemerli yapıların kullanılması tavsiye edilir. Kemerler yapısal olarak iki menteşeli (desteklerde menteşelerle), üç menteşeli (desteklerde ve açıklığın ortasında menteşelerle) ve menteşesiz olarak ayrılabilir.
Kemer esas olarak sıkıştırmayla çalışır ve desteklere yalnızca dikey yükü değil aynı zamanda yatay basıncı (itme) de aktarır.
Kirişler, makaslar ve çerçevelerle karşılaştırıldığında kemerler daha az ağırlığa sahiptir ve malzeme tüketimi açısından daha ekonomiktir. Kemerler yapılarda tonoz ve kabuklarla birlikte kullanılır.
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 çatı yapılarıdır.
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.
18. yüzyılın sonunda. Uzun açıklıklı binalar için yeni bir malzeme ortaya çıktı - betonarme. 20. yüzyılda betonarme yapıların iyileştirilmesi. ince duvarlı mekansal yapıların ortaya çıkmasına yol açtı: 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 düz sistemleri genellikle tüm yük taşıyan elemanların ortak çalışması dikkate alınmadan tasarlanır, çünkü bireysel düz diskler birbirine önemli ölçüde dağıtılamayan nispeten zayıf bağlantılarla bağlanır. yükler. Bu durum doğal olarak yapıların kütlesinin artmasına yol açmaktadır.
Yükleri yeniden dağıtmak ve mekansal yapıların kütlesini azaltmak için bağlantılar gereklidir.
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 mantarlar ve böceklerin ahşaba verdiği zarar nedeniyle çok hızlı bir şekilde bozulabilir. Ahşap yapıların korunmasının temel kuralı, bunların havalandırılması veya havalandırılması için koşullar yaratmaktır. Ahşabın inşaatta kullanılmadan önce kurutulmasını sağlamak da önemlidir. Şu anda ahşap endüstrisi verimli kurutma sağlayabilmektedir. modern yöntemler Yüksek frekanslı akımlar vb. dahil.
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.
Ancak temel kurallara uymak yangın Güvenliği yapıların denetimi ve denetiminin 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 yangına karşı direncin düşük olmasıdır (yüksek sıcaklıklarda yük taşıma kapasitesinin kaybı). 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 koşulları altında malzemeyi tercih etmek gerekir. en iyi yol görevi karşılıyor.
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 işleyişi dahili kullanımına dayanmaktadır. fiziksel ve mekanik özellikler Yapının gövdesindeki malzeme ve kuvvetlerin doğrudan desteklere aktarılması. İnşaatta düzlemsel kaplama türü iyi çalışılmış ve üretimde uzmanlaşılmıştır. Açıklıkları 36 m'ye kadar olan birçoğu prefabrik standart yapılar olarak tasarlanmıştır. Bunları iyileştirmek, ağırlığı ve malzeme tüketimini azaltmak için sürekli çalışmalar yapılıyor.
Kamu binalarının iç 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, değişken kesitli on adet entegre kaynaklı katı çelik kirişten yapılmıştır Kirişin bir ucunda bir adam bulunan bir konsol monte edilerek, kesitin 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 kiriş 5,45 m yüksekliğe sahiptir, kirişin kesiti dikdörtgendir;
z - Springfield'daki (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 kat 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 kafesler, aksine metal kirişler Kafes yapısından dolayı daha az metale ihtiyaç duyarlar. Asma tavan ile, yardımcı programların geçişine veya tavan arasından serbest geçişe izin veren, içinden geçilebilen bir çatı katı oluşturulur. Kafes kirişler genellikle çelik profillerden yapılır ve mekansal üçgen kafes kirişler çelik borulardan yapılır.
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 kafes kirişlere dayanır.Bu kafes kirişlerin üst akoru, alt kısmı - T-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 ahşap asma kirişler 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 ortasına, düzlemlerine dik olarak monte edilen ahşap destekler ve bağların yanı sıra kaplamanın sabit diskini oluşturan çatı döşemeleri ile sağlanır. 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 bant 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, büyük açıklıklar için ise kafesten yapılmıştır. 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 çözümde, bireysel çerçeve elemanlarının bükülme momentlerinin minimum olduğu yerlere bağlanması 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 sert 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 çapraz çubuğunun 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 temellerde 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 biçim arayışı, ağırlıklarını en aza indirme isteği, arayıştır. optimal koşullar yüklerin dağılımı, bu da yeni malzemelerin ve potansiyel olasılıkların keşfedilmesine yol açar.
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.) yapılmıştır. Yapıların ortak çalışması nedeniyle mekansal sert kaplamalar küçük bir kütleye sahiptir ve bu da maliyeti azaltır hem kaplama inşaatı hem de destek ve temellerin montajı için.
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 tüm inşaat işlerinin yüksek kalitesini gerektirir.
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 ilgili bölümlerde ele alınmıştır.
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 bir kombinasyonudur. 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 amaçlarla 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 yapımı 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 nervürlerin 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 ayrılırlar; 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 geçmez 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 monolize 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 durmaktadır; 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, itme 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).
1944 yılında inşa edilen Karaçi'deki havaalanı hangarı, uzunluğu 29,6 m, genişliği 10,67 m ve kalınlığı 6,25 cm olan mermilerle temsil edilmektedir. Kabuklar, hangar kapısının üzerinde bir lento olan 58 m açıklıklı bir kirişin üzerinde durmaktadır ( Şekil 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 açıklığa göre üretilirler. Fabrikada bitmiş elemanın üzerine bir su yalıtım tabakası uygulanır.
Uzun silindirik kabuklar betonarme, güçlendirilmiş çimento, çelik ve alüminyum alaşımları.
Böylece, St. Petersburg'daki Moskova tren istasyonunu kapatmak 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 oluşur 3 × 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 kabuklarla aynıdır (Şekil 12, a). Bu formun ilginç bir kullanımına bir örnek, Georgia'da (ABD) göl kenarındaki bir restoranın, 9.14 m çapında bir dizi betonarme mantar şekilli koni şeklinde yapılmış kaplamasıdır.İçi boş mantar sapları, 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 artırmayı 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 şunları içerir: kaplanan binanın şişirilmiş hacmi, geniş bir çatı yüzeyi ve her zaman uygun olmayan akustik özellikler. Kaplamada ağırlıklı olarak merkezde ışık fenerleri kullanmak mümkündür.
Bu tür kabuklar monolitik ve prefabrik monolitik betonarme olarak yapılabilir.
Bu binaların açıklıkları 24-30 m arasında değişmektedir.Kabuk stabilitesi, 12 ağlı öngerilmeli takviye kirişleri sistemi ile sağlanmaktadır. × 12 m Kabuk konturu öngerilmeli bir kayış üzerinde durmaktadır.
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, 1,67 ila 0,34 m genişliğinde, karmaşık bir mekansal şekle sahip, prefabrik takviyeli çimento elemanlarından yapılmış küresel bir kubbedir (Şekil 17, a). Kubbenin 114 bölümü 38 eğimli desteğe (1 destek başına 3 bölüm) dayanmaktadır. Monolitik yapıların tamamlanması ve prefabrik parçaların gömülmesinin ardından 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 çerçeveler üzerindeki destek alanındaki çapı 72 m, kubbenin yüksekliği 15 m'dir.Kubbe kabuğu, betonarme çerçeve üzerine mantar dolgulu betondan yapılmıştır.
Kubbenin tepesinde bir ışık feneri bulunmaktadır (Res. 17, e).
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.
Son yıllarda açılır 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 kaburgadan 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 nervürlü bir tasarıma sahipti, nervürlerin kafes kemerleri olduğu (Şekil 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. Kaburgalar, haddelenmiş profillerden yapılmış bir alt destek halkasına ve sıkıştırılmış bir üst metal halkaya dayanmaktadır. Kubbe, 12 m yüksekliğindeki betonarme sütunlar üzerine kuruludur.Kaburgalar ve kirişlerden oluşan her hücrede çelik bağlar çapraz olarak 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 metreden daha uzun açıklıklar için kullanılır.Daha fazla sertlik ve stabilite sağlamak için kubbenin yüzeyine 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). Kubbenin çapı 50 m, yüksekliği 10,15 m, dalga genişliği 6 m, kalınlığı 10,5 cm olup, dalgaların alt kenarları doğrudan temele dayanmaktadır.
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 kabuğu 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, e).
Transfer kabukları (Şekil 12, d) kemerler gibi enine ve boyuna yönde çalışır.
Boyuna 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 sertliği yan diyaframlar ile 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 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 deseni dikkate alınarak kesilir. Köşe bölgelerde, boyuna (çapraz) birleşim yerlerinde gerilimli donatı yerleştirmek amacıyla kaplama levhaları çapraz olarak yerleştirilir.
Kaplamanın en büyük strese maruz kalan köşe bölümlerinin destekleyici kısımları monolitik betonarme betondan yapılmıştır.
Boston'daki (ABD) Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nün 1.200 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 Kabuk, rijit bir diyaframa sahip değildir ve 4 dayanak üzerinde köşeleri tarafından 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 itme kuvvetini 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, devrimin tek cinsiyetli 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 değişmektedir, konoid kabukta ortaya çıkan çekme gerilmeleri sert diyaframlara aktarılmaktadır. 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, kemerler arası mesafe 7 m olan parabolik betonarme kemerli makaslardan oluşan bir yapı ile kaplıdır. 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 paraboloitin her noktası, yüzeyi oluşturan iki cinsin kesişme noktasıdır.
Pirinç. 22 Konoidal kabukların ve devrim hiperboloitlerinin kullanım örnekleri
Düzgün dağıtılmış bir yük ile hipar yüzeyindeki tüm noktalardaki gerilimler sabit değer. 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. Bina kare planlı olup, kenarı 54 m'ye eşittir.Kabuk, yüzeyi her 2.4 m'de bir karenin kenarlarına paralel olarak yerleştirilmiş takviye kaburgaları 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 formundaki betonarme çapraz nervürlü kaplamalar, 36 m'ye kadar açıklıklarda rasyonel olarak kullanılabilir, büyük açıklıklar için çelik veya betonarme kafes kirişlerin 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, 9.1 m çapraz kafes yüksekliğine sahip paralel kirişli çelik kafeslerden 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 çapraz kaplama sistemi × 46 8 sütunla desteklenen m alüminyum kafes kirişler, kafes kirişlerin eğimi 6 m, yüksekliği 2,4 m, çatı 6 m uzunluğunda alüminyum panellerden yapılmıştır (Şekil 24, b)
VNIIZhelezobeton Enstitüsü, TsNIIEPzhilishchi ile birlikte 64 m'lik çapraz çapraz kaplamanın özgün bir tasarımını geliştirdi. ×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 Yapısal döşemenin hücreleri 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 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 formları 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. Hafif ısı yalıtım malzemeleri kullanıldığında, bu kaplamalar kural olarak termal gereksinimleri (kışın soğuk, yazın sıcak) karşılamaz. Isı yalıtımı olarak en uygun malzeme olan polistiren köpüğü önerebiliriz.
Monolitik (dökme çatı kaplama yöntemi) veya prefabrik olabilir; betonarme prefabrik çatı kaplama elemanlarının vb. yapıldığı kalıplara doğrudan yerleştirilebilir. bu malzeme hafiftir (yoğunluk 200 kg/m 3), yangına dayanıklıdır ve çimento şapı gerektirmez. Diğer yarı sert ve yumuşak sentetik yalıtım malzemeleri de kullanılmaktadır.
Şu anda en umut verici olanı, aynı anda su yalıtımı sorunlarını çözdüğü için mastik renkli çatıların kullanılması olarak düşünülmelidir. dış görünüşÖzellikle çift eğrilikli kaplamalar için önemli olan yapılar için ülkemizde çatının farklı renk tonlarını elde etmeyi mümkün kılan mastik “çatı kaplama” kullanılmaktadır (Polimer Çatı Kaplama Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilmiştir). 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.
Halihazırda 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), içbükey bir yüzey oluşturan paralel elemanlardan (kablolar) oluşan, yük taşıyan bir kaplama yapısıdır.
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 değer bomun sarkması 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 kayış sistemlerinden 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. Kablolar bir ucunda sıkıştırılmış destek halkasına, diğer ucunda ise gerilmiş merkezi 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
Yuvarlak planlı kaplamalarda aşağıdaki seçenekler mümkündür: göreceli konum kabloları desteklemek ve dengelemek: kablolar merkezi halkadan destekleyici halkaya doğru uzaklaşır veya birleşir, kablolar kaplamanın merkezinde ve çevresinde birbirinden ayrılarak birbirleriyle kesişir (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. Destekleyici yapılar, 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. İtişin 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 kuvvetinin kablo destekleri aracılığıyla iletilmesi en çok ekonomik yol itme algısı; 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 makaslarını 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 edilmiş 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 geometrik plan şekli için kullanılır. Dikdörtgen plandaki membranlar için, yuvarlak bir planda - küresel veya konik (açıklık 60 m ile sınırlıdır) silindirik bir kaplama yüzeyi kullanılır.
4 Kombine sistemler
Uzun açıklıklı yapıları tasarlarken, basit bir yapı elemanının (örneğin kirişler, kemerler, levhalar) gerilmiş bir kabloyla bir kombinasyonunun kullanılması tavsiye edilen binalar vardır. Kombine tasarımların bazı levhaları 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 sistem, dikdörtgen bir planda adamların, payandaların veya diğer özel cihazların kurulumunu gerektiren tamamen kablolu yapılarla olumlu bir 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). Kablo askılı kaplamaların ana yapı malzemesi, çekme mukavemeti 220 kg/mm'ye kadar olan, 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);
Alternatif 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 gerektirir korozyona karşı koruma. olası aşağıdaki yöntemler kabloların korozyona karşı korunması: galvanizleme, boya kaplamaları veya yağlayıcılar, plastik kılıfla kaplama, kılıf içine bitüm veya çimento harcı enjeksiyonu ile pirinç çeliği kılıfla kaplama, beton kaplama.
Kabloların uçları, ucun mukavemetinin kablonun 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 tipine 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. Prefabrik 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 eksikse 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 arasında yapıların işlevlerinin hızla eskimesi, yeni hafif ve dayanıklı yapı malzemelerinin ortaya çıkması, insanların çevreye daha yakın olma eğilimi, yapıların peyzaja ustaca dahil edilmesi ve son olarak bina sayısının artması yer alıyor. geçici amaçlarla veya insanların buralarda düzensiz kalması için.
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 rahatlıkla çözemez: kötü hava koşullarından korunmanın güvenilirliği, dayanıklılık, ısı yalıtım işlevi vb. Dönüştürülebilir yapıların yük taşıma işlevleri çeşitli teknikler kullanılarak gerçekleştirilir. 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 eğriliği 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.
Ülkemiz dahil farklı ülkelerde çeşitli amaçlara yönelik onlarca pnömatik yapı inşa edilmiştir. Endüstride çeşitli depo yapıları için kullanılırlar: tarım Hayvancılık çiftlikleri kuruyorlar ve inşaat mühendisliğinde bunları geçici tesisler olarak kullanıyorlar: sergi salonları, alışveriş ve eğlence tesisleri ve 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 iç 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 düz 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 genişletilmesi ve kötü hava koşullarında kapatılmasının sağlanması gerekli olabilir. Bu tür ilk yapı Pittsburgh'daki (ABD) stadyumun üzerindeki çatı kubbesiydi. kılavuzlar boyunca kayan kubbe kanatları, elektrik motorları kullanılarak, sabit bir şekilde sabitlenmiş iki kanat tarafından hareket ettirildi. betonarme halka ve özel bir üçgen şekli kullanılarak stadyumun üzerine desteklenmiştir. 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 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, düğüm parçalarının kesişme noktalarında menteşeli olarak bağlanan, desteklerin uçlarını menteşeli bir şekilde birleştiren, 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 ton 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 kalıcı 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 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. hava boşluğu Kabuklar arasında güneş enerjisinin aşırı ısınmasına karşı iyi bir yalıtım vardır ve bu da soğutma ünitelerinin terk edilmesini mümkün kılmıştır. 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 yapılmaktadır. Kabuk 30 dakikada havayla doluyor ve 113 km/saate kadar rüzgar yüklerine dayanacak şekilde tasarlandı. Pavilyon 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 tasarlanmıştır ve ilerici teknoloji kullanan bir bina çözümünün bir örneğidir. teknik çözümler. Pavyonun kaplaması, birbirine 5,0 m ile bağlanan, her biri 4 m çapında ve 72 m uzunluğunda 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 ortasında 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.Açıklık 25 m'dir. (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.
Uzun açıklıklı binaların metal kaplamaları için yapısal çözümler kiriş, kemerli, mekansal, asma bayt, membran vb. Olabilir. Bu tür yapılarda ana yükün kendi ağırlığı olduğu göz önüne alındığında, onu azaltmaya çalışmak gerekir ki bu da kullanılarak elde edilir. yüksek mukavemetli çelikler ve alüminyum alaşımları.
Kiriş sistemleri (genellikle kafes kirişler), işin statik tasarımını geliştiren enine çerçevelere dahil edilir. 60-80 m'den fazla açıklıklar için kemerli kaplamaların kullanılması tavsiye edilir (Şekil 1). Büyük açıklıklar için bu tür kaplamaların öngerilmeli olarak tasarlanması tavsiye edilir. Şekil 2'de gösterilen kemerli kaplamada. Şekil 2'de üst kiriş sert bir şekilde sağlanmıştır ve alt kiriş ve kemer ızgarası kablolardan yapılmıştır. Kemerin kurulumundan sonra, destek birimleri dışa doğru kaymaya zorlanır, bu da alt akorda ve kemer desteklerinde ön gerilime neden olur.
Resim 1. 1 - kemer; 2 - sıkma; 3 - sabit menteşe desteği; 4 - hareketli menteşe desteği
Şekil 2.1 - kablo; 2 - sert kemer
Uzaysal kafes kaplama yapıları düz iki katmanlı (çift örgülü) ve kavisli tek katmanlı (tek örgülü) veya iki katmanlı olabilir. Çift örgülü yapılarda iki paralel ağ yüzeyi birbirine kafes bağlantılarla bağlanır.
Düzenli yapıya sahip ağ sistemleri yapısal olarak adlandırılır ve kural olarak düz kaplamalar şeklinde kullanılır. Çeşitli çapraz kafes sistemlerini temsil ederler (Şekil 3). Yapısal düz zeminler, yüksek uzaysal sağlamlıklarından dolayı küçük bir yüksekliğe sahiptir (açıklığın 1/16-1/20'si), büyük açıklıkları kapsayabilirler. Destek hattının arkasına konsol çıkıntıları monte edilerek bükülme momentlerinde ve kaplamanın ağırlığında azalma elde edilir.
Figür 3. 1,2 - üst ve alt bel ağı; 3 - diş telleri; 4 - tetrahedron; 5 - oktahedron; 6 - destekleyici sermaye
Eğrisel mekansal kaplamalar genellikle silindirik veya kubbeli bir yüzeye sahiptir.
Silindirik kaplamalar tek gözlü veya çift gözlü (eğrisel yapılar) olabilir. Enine yönde, itme kuvveti duvarlar veya bağlar tarafından algılanan bir tonoz görevi görürler.
Kubbe kaplamaları nervürlü (veya nervürlü halka) tasarıma (Şekil 4a) veya ağ tasarımına (Şekil 4b) sahip olabilir. Nervürlü kubbelerde radyal olarak yerleştirilmiş nervürler halka kirişlerle birbirine bağlanır. İkincisi, kaburgalarla tek bir katı mekansal sistem oluşturursa, halka şeklindeki kirişler yalnızca yerel bükülme için çalışmakla kalmaz, aynı zamanda kubbe sisteminin bir parçası olarak halka şeklindeki sıkıştırma veya çekme kuvvetlerini de algılarlar. Kafes kubbelerde yapı, kirişlere ve halka elemanlarına ek olarak çubukların yalnızca eksenel kuvvetlerle çalıştığı koşulları yaratan destekler içerir.
Şekil 4. a - nervürlü; b - ağ
Asma kaplamalar, destekleyici bir konturdan ve kablolar veya gerilimle çalışan ince çelik saclar formundaki ana yük taşıyıcı elemanlardan oluşur. Kaplamanın ana elemanları gerilim altında çalıştığından, yük taşıma kapasiteleri, yüksek mukavemetli halatların veya çelik sacların etkili bir şekilde kullanılmasına olanak tanıyan (stabiliteden ziyade) mukavemete göre belirlenir. Bu tür kaplamalar çok ekonomiktir ancak artan deforme olabilirlik, endüstriyel binaların kaplamalarında kullanımlarını sınırlamaktadır. Ayrıca bu tür sistemlerin geniş açılımları göz önüne alındığında, plan formunun yuvarlak, oval veya çokgen alınması tavsiye edilir, bu da genişlemenin algılanmasını kolaylaştırır. Bu bakımdan ağırlıklı olarak spor binaları, kapalı pazar yerleri, sergi salonları, depolar, garajlar ve diğer geniş açıklıklı yapıların kaplanmasında kullanılmaktadır.
Kablo askılı asma kaplamaların bileşimi, radyal yönde (Şekil 5a), ortogonal yönlerde (Şekil 5b) veya aynı yönde birbirine paralel (Şekil 5) yerleştirilmiş esnek kabloları (çelik halatlar veya takviye çubukları) içerir. 6). Eğrisel kapalı destek konturları öncelikle sıkıştırmada çalışır ve merkezi halka gerilimde çalışır. Bu durumlarda kaplamayı destekleyen yapılara (duvarlar, kolonlar, çerçeveler) yalnızca düşey kuvvetler iletilir. Buna karşılık, açık konturlarda, itme kuvveti binanın yük taşıyan yapılarına aktarılır; bu, dışarı çekmeye çalışan ankraj temellerinin veya payandalı duvarların vs. kurulmasını gerektirir. Hafif betonarme veya metalden yapılmış levhalar Kablo sistemi üzerine polimer yalıtım, üç katmanlı vb. döşenir.
Şekil 5. a - kabloların radyal düzeni; b - dik; 1 - kefenler; 2 - destek konturu; 3 - merkezi halka
Şekil 6. 1,2 - sırasıyla ortada ve sonunda kefenler; 3 - destek konturu; 4 - betonarme döşemeler; 5 - çapa temeli
Asma kablo çatı sistemleri çok çeşitlidir. Merkezi halkanın bir sütuna dayandığı ve destekleyici konturdan daha yüksek bir seviyeye yükseldiği bir çadır kablolu askı sistemi sıklıkla kullanılır.
Böyle bir sistemin bir örneği, Kiev'deki 161 m çapındaki bir otobüs deposunun kaplanmasıdır. Yukarıda açıklanan sistemler tek kayışlıdır. Bunlara ek olarak, kaplamanın stabilizasyonunun ters eğrilik konturu kullanılarak gerçekleştirildiği iki bantlı sistemler de (özellikle yüksek rüzgar yükleri altında) kullanılır. Bu tür sistemlerde, destek kabloları aşağı doğru, dengeleyici kablolar ise yukarı doğru kıvrılır. Üzerine bir güverte monte edilmiş stabilizasyon kabloları, desteklerin sıkışmasına neden olan yük taşıyan kabloların üzerine yerleştirilebilir (Şekil 7a). Yük taşıyan kabloların altına stabilizasyon kabloları yerleştirildiğinde aralarındaki bağlantılar gerilecektir (Şekil 7b). Destekleyici ve stabilizasyon kablolarının kesiştiği ve rafların kaplamanın orta kısmında sıkıştırıldığı ve dış kısımlarda gerildiği üçüncü bir seçenek de mümkündür (Şekil 7b).
Şekil 7. 1 - stabilize edici örtüler; 2 - raflar; 3 - yük taşıyan kablolar
İnce levha sistemlerin asılması - membran kaplamalar - yabancı ve yerli uygulamalarda da yaygınlaşmıştır.
Bunlar, birkaç milimetre kalınlığında ince bir metal levhadan (çelik veya alüminyum alaşımları) yapılmış, çevre etrafına destekleyici bir konturla sabitlenmiş mekansal bir yapıdır. Avantajları, yük taşıma ve kapatma işlevlerinin yanı sıra artan endüstriyel üretimin birleşimidir. Bazı durumlarda kaplama, sürekli bir membran yerine birbirine bağlı olmayan ayrı ince çelik şeritlerden oluşur. Karşılıklı olarak iki dik yönde bulunan bantlar iç içe geçebilir, bu da delaminasyonlarını önler.
Moskova'daki Mira Caddesi üzerinde boyutları 183x224 m'ye ulaşan evrensel bir stadyum için sürekli membran kaplama başarıyla kullanıldı (Şekil 8).
Şekil 8. Moskova'daki Mira Bulvarı'ndaki evrensel stadyumun kaplamasının yapısal diyagramı (5 mm kalınlığında çelik membran): bir plan; b - boyuna kesit; iç - enine
Bişkek'te inşa edilen spor kompleksinde, kaplaması öngerilmeli membran-kiriş asma sistemi şeklinde tasarlanmış 3 bin seyirci kapasiteli bir salon bulunmaktadır (Şek. 9). Binanın çerçevesi, 42,5 x 65,15 m plan boyutlarına sahip, çevre boyunca yerleştirilmiş çapraz kirişler şeklinde monolitik betonarme bir binadan yapılmıştır.Kaplama, 2 mm kalınlığında bir membranın kendisinden, uzunlamasına kirişlerden ve enine kirişlerden - dikmelerden oluşur. . Mineral yünlü paspaslar şeklindeki yalıtım, membrandan alttan asılır, tavan damgalı alüminyum elemanlardan yapılır.
Membran kaplamalar aynı zamanda diğer birçok uzun açıklıklı binalarda da kullanılmaktadır. Böylece St. Petersburg'da 160 m çapındaki evrensel bir spor salonu 6 mm kalınlığında membran kabuk ile kaplanmıştır. Benzer kabuklar aynı zamanda Izmailovo'da (Moskova) 5 bin seyirci için 66x72 m plan boyutlarına sahip evrensel bir spor salonunu, Kharkov'da 30x63 m plan boyutlarına sahip Pioneer yüzme havuzu binasını vb. kapsamaktadır.
Katlanmış çatı tonozları, metalden (çelik, alüminyum alaşımları), betonarme ve plastikten yapılabilen mekansal bir yapıdır.
Alüminyum alaşımlarından yapılan bu tür kaplamalar özellikle etkilidir. İkincisindeki ana yapısal eleman, daha büyük bir köşegen boyunca bükülmüş elmas şeklindeki bir levha (Şekil 10) olabilir. Elmas şeklindeki elemanlar, silindirik menteşeler veya sert flanş bağlantıları kullanılarak birbirine bağlanabilir. Kaplamanın mekansal sertliğini arttırmak için (özellikle menteşe bağlantılarında),
katlanmış kemerin çıkıntılı düğümleri boyunca uzunlamasına bağların kurulumunu sağlayın.
Şekil 9. 1 - bina çerçevesi; 2 - membran kirişli asma sistemi
Şekil 10.
Uzun açıklıklı yapılar dünya mimarisinde önemli bir rol oynamaktadır. Ve bu, mimari tasarımın bu özel yönünün gerçekte ortaya çıktığı eski zamanlarda ortaya konmuştu.
Uzun vadeli projelerin fikri ve uygulanması, yalnızca inşaatçının ve mimarın değil, bir bütün olarak tüm insanlığın ana arzusuyla, yani alanı fethetme arzusuyla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Bu nedenle MS 125'ten itibaren. Örneğin, tarihte bilinen ilk uzun açıklıklı yapı olan Roma Panteonu (taban çapı - 43 m) ortaya çıktığında ve modern mimarların yaratımlarıyla sona eren uzun açıklıklı yapılar özellikle popülerdir.
Uzun açıklıklı yapıların tarihi
Yukarıda da bahsettiğimiz gibi ilki MS 125 yılında Roma'da inşa edilen Pantheon'du. e. Daha sonra geniş açıklıklı kubbeli unsurlara sahip diğer görkemli binalar ortaya çıktı. Çarpıcı bir örnek, MS 537'de Konstantinopolis'te inşa edilen Ayasofya Kilisesi'dir. e. Kubbenin çapı 32 metre olup, kendisi tüm yapıya sadece heybet değil, aynı zamanda bugüne kadar hem turistlerin hem de mimarların hayranlık duyduğu muhteşem güzelliği de vermektedir.
O yıllarda ve daha sonraki zamanlarda taştan hafif yapılar inşa etmek imkansızdı. Bu nedenle kubbeli yapılar büyük bir kütleye sahipti ve inşaatları yüz yıla kadar veya daha fazla ciddi zaman harcaması gerektiriyordu.
Daha sonra geniş açıklıkların zeminlerini inşa etmek için ahşap yapılar kullanılmaya başlandı. Buradaki çarpıcı bir örnek, ev mimarisinin başarısıdır - Moskova'daki eski Manege 1812'de inşa edilmiştir ve tasarımında 30 m uzunluğunda ahşap açıklıklara sahiptir.
18. ve 19. yüzyıllar, inşaat için yeni ve daha dayanıklı malzemeler (çelik ve dökme demir) sağlayan demir metalurjisinin gelişmesiyle karakterize edildi. Bu, 19. yüzyılın ikinci yarısında Rus ve dünya mimarisinde yaygın olarak kullanılan uzun açıklıklı çelik yapıların ortaya çıkışına işaret ediyordu.
Mimarların yeteneklerini önemli ölçüde artıran bir sonraki yapı malzemesi betonarme yapılardı. Betonarme yapıların ortaya çıkışı ve gelişmesi sayesinde 20. yüzyılın dünya mimarisi ince duvarlı mekansal yapılarla dolduruldu. Aynı zamanda yirminci yüzyılın ikinci yarısında asma kaplamalar, çubuk ve pnömatik sistemler de yaygın olarak kullanılmaya başlandı.
Yirminci yüzyılın ikinci yarısında lamine ahşap da ortaya çıktı. Bu teknolojinin gelişimi, uzun açıklıklı ahşap yapıları "hayata döndürmeyi", özel hafiflik ve ağırlıksızlık göstergelerine ulaşmayı, güç ve güvenilirlikten ödün vermeden alanı fethetmeyi mümkün kılmıştır.
Modern dünyada uzun açıklıklı yapılar
Tarihin gösterdiği gibi, uzun açıklıklı yapısal sistemlerin geliştirilmesinin mantığı, yapının mimari değerinin yanı sıra inşaatın kalitesini ve güvenilirliğini de artırmayı amaçlıyordu. Bu tür bir yapının kullanılması, malzemenin yük taşıma özelliklerinin tüm potansiyelinden en iyi şekilde yararlanılmasını mümkün kıldı ve böylece hafif, güvenilir ve ekonomik zeminler yaratıldı. Bütün bunlar modern bir mimar için özellikle önemlidir. modern inşaat Yapıların ve yapıların kütlesinin azaltılması teşvik edildi.
Peki uzun açıklıklı yapılar nelerdir? Burada uzman görüşleri farklılık gösteriyor. Tek bir tanımı yoktur. Bir versiyona göre bu, açıklık uzunluğu 36 m'den fazla olan herhangi bir yapıdır, diğerine göre ise zaten benzersiz olarak sınıflandırılmış olmasına rağmen 60 m'den uzun desteksiz kaplamaya sahip yapılardır. İkincisi ayrıca yüz metreden fazla açıklığa sahip binaları da içerir.
Ancak her durumda, tanımı ne olursa olsun, modern mimarinin uzun açıklıklı binaların karmaşık nesneler olduğu açıktır. Ve bu şu anlama geliyor yüksek seviye mimarın sorumluluğu, her aşamada - mimari tasarım, inşaat, işletme - ek güvenlik önlemleri alma ihtiyacı.
Önemli bir nokta, yapı malzemesi seçimidir - ahşap, betonarme beton veya çelik. Bu geleneksel malzemelerin yanı sıra özel kumaşlar, kablolar ve karbon fiber de kullanılıyor. Malzeme seçimi mimarın karşı karşıya olduğu görevlere ve inşaatın özelliklerine bağlıdır. Modern uzun açıklıklı inşaatta kullanılan ana malzemeleri ele alalım.
Uzun açıklıklı inşaat beklentileri
Dünya mimarlık tarihini ve insanın mekanı fethetme ve mükemmel mimari formlar yaratma konusundaki kaçınılmaz arzusunu hesaba katarsak, uzun açıklıklı yapılara olan ilginin istikrarlı bir şekilde artacağını rahatlıkla tahmin edebiliriz. Malzemelere gelince, modern yüksek teknoloji çözümlerinin yanı sıra, geleneksel malzeme ile modern yüksek teknolojinin benzersiz bir sentezi olan FCC'ye de giderek daha fazla önem verilecek.
Rusya'ya gelince, ekonomik kalkınmanın hızı ve ticaret ve spor altyapısı da dahil olmak üzere çeşitli amaçlara yönelik tesislerin karşılanmayan ihtiyacı göz önüne alındığında, uzun açıklıklı bina ve yapıların inşaat hacmi sürekli artacaktır. Ve burada benzersiz tasarım çözümleri, malzeme kalitesi ve yenilikçi teknolojilerin kullanımı giderek daha önemli bir rol oynayacak.
Ancak ekonomik bileşeni unutmayalım. Ön planda duran ve duracak olan budur ve belirli bir malzemenin, teknolojinin ve tasarım çözümünün etkinliği bu sayede dikkate alınacaktır. Ve bu bağlamda lamine ahşap yapıları bir kez daha hatırlamak istiyorum. Pek çok uzmana göre uzun açıklıklı inşaatın geleceğini elinde tutuyorlar.
İşlevsel amaca göre Uzun açıklıklı binalar aşağıdakilere ayrılabilir:
1) kamu binaları (tiyatrolar, sergi pavyonları, sinemalar, konser ve spor salonları, kapalı stadyumlar, marketler, tren istasyonları);
2) özel amaçlı binalar (hangarlar, garajlar);
3) endüstriyel binalar (havacılık, gemi yapımı ve makine yapımı tesisleri, çeşitli endüstrilerin laboratuvar binaları).
Tasarım şemasına göre yük taşıyan yapılar ikiye ayrılır:
Engellemek,
Kemerli,
Yapısal,
kubbe,
Asılı,
Örgü kabukları.
Bir binanın taşıyıcı yapılarının bir veya daha fazla şemasının seçimi bir dizi faktöre bağlıdır: binanın açıklığı, mimari ve planlama çözümü ve binanın şekli, asma taşımacılığın varlığı ve türü, kaplamanın sertliği, çatı tipi, havalandırma ve aydınlatma, temel tabanı vb.
Geniş açıklıklı yapılar nesnelerdir bireysel inşaat, mimari ve tasarım çözümleri oldukça bireyseldir ve bu da tasarımlarını yazma ve birleştirme olanaklarını sınırlar.
Bu tür binaların yapıları esas olarak yapının kendi ağırlığından ve atmosferik etkilerden kaynaklanan yükler altında çalışır.
1.1 Kiriş yapıları
Kirişli uzun açıklıklı çatı kaplama yapıları, düz veya mekansal kafes kirişler (40 ila 100 m arası kafes kiriş açıklığı) formundaki ana yük taşıyan enine yapılardan ve bağlar, aşıklar ve çatı kaplama şeklinde ara yapılardan oluşur.
Çiftliğin taslağına göre: paralel kayışlarla, trapezoidal, çokgen, üçgen, parçalı (Şekil 1'deki diyagramlara bakınız).
Kafes yüksekliği hf=1/8 ÷ 1/14L; eğim i=1/ 2 ÷ 1/15.
Üçgen kafes kirişler hf= 1/12 ÷ 1/20L; kayışların eğimi i=1/5 ÷ 1/7.
Şekil 1 - İnşaat makaslarının şemaları
Kafes kesitleri:
L > 36m olduğunda kirişin desteklerinden biri hareketli olarak monte edilir.
Kapsama düzeni- Kaplama boyunca dikey ve yatay bağlantılar, çatı makaslı endüstriyel binalara benzer şekilde çözülür.
A) normal düzen
duvar
b) karmaşık düzen - kirişli kirişlerle:
PF
Kiriş kaplama şemaları kullanılır:
Her türlü destekleyici yapı için - tuğla veya beton duvarlar, sütunlar (metal veya betonarme);
Destekleyici yapılar itme kuvvetlerini absorbe edemediğinde;
Çökme veya karstik topraklarda ve baltalanmış alanlarda binalar inşa ederken.
Kirişli çatı kaplama şemalarının çerçeve ve kemerli olanlardan daha ağır olduğu, ancak üretimi ve kurulumunun kolay olduğu unutulmamalıdır.
Kafes kirişlerin hesaplanması, yapısal mekanik yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilir (endüstriyel binaların kafes kirişlerinin hesaplanmasına benzer).
1.2 Çerçeve yapıları
Bina çatıları için çerçeve yapıları açıklıklar için kullanılır
L=40 - 150m, L > 150m açıklıkta ekonomik olmazlar.
Çerçeve yapılarının avantajları Kirişlerle karşılaştırıldığında bu, daha az ağırlık, daha fazla sağlamlık ve çapraz çubukların daha düşük yüksekliği anlamına gelir.
Kusurlar- sütunların geniş genişliği, desteklerin eşit olmayan yerleşimlerine ve To'daki değişikliklere karşı hassasiyet.
Çerçeve yapıları, kolonların doğrusal sertliği çapraz çubukların doğrusal sertliğine yakın olduğunda etkilidir; bu, kuvvetlerin dikey yüklerden yeniden dağıtılmasını ve çapraz çubukların önemli ölçüde hafifletilmesini mümkün kılar.
Büyük açıklıkları kaplarken, kural olarak, çok çeşitli şekillerde çift menteşeli ve menteşesiz çerçeveler kullanılır (bkz. Şekil 2).
Pirinç. 2 - Geçiş çerçevelerinin şemaları
Menteşesiz çerçeveler malzeme tüketimi açısından daha rijit ve ekonomiktir ancak güçlü temellerin inşasını gerektirir ve sıcaklık değişimlerine karşı hassastır.
Büyük açıklıklar ve yükler için çerçeve çapraz çubukları ağır kafes kirişler olarak tasarlanmıştır; nispeten küçük açıklıklar (40-50 m) için ise hafif kafes kirişlerle aynı kesitlere ve bileşenlere sahiptirler.
Çerçevelerin kesitleri kiriş makaslarına benzer.
Çerçeve ve kapak düzeniçerçeve yapılarından endüstriyel binaların çerçevelerinin ve kiriş kaplamalarının çözümüne benzer.
Çerçeve yapıların statik hesapları, yapı mekaniği yöntemleri ve özel geliştirilmiş bilgisayar programları kullanılarak yapılır.
Ağır geçişli çerçeveler, tüm kafes çubuklarının deformasyonu dikkate alınarak kafes sistemi olarak tasarlanmıştır.
1.3 Kemerli yapılar
Uzun açıklıklı binalar için kemerli çatı yapılarının, malzeme tüketimi açısından kiriş ve çerçeve sistemlerine göre daha uygun maliyetli olduğu ortaya çıkmıştır. Ancak içlerinde önemli bir itme kuvveti oluşur ve bu itme temeller aracılığıyla zemine iletilir veya bunu absorbe edecek bir sıkıştırma düzenlenir (yani sistem içindeki itme kuvvetini söndürür).
Kemerlerin desenleri ve ana hatları çok çeşitlidir: çift menteşeli, üç menteşeli, menteşesiz (bkz. Şekil 3).
Kemerlerin en uygun yüksekliği: f=1/4 ÷ 1/6 açıklık L.
Kemer bölümü yüksekliği:
Masif duvar 1/50 ÷ 1/80 L,
Kafes 1/30 ÷ 1/60 L.
|
Şekil 4- Kemerlerin ve çerçevelerin destek menteşelerinin şemaları (a - kiremitli,
b - beşinci tekerlek, c - dengeleyici:
1 - plaka, 2 - aks, 3 - dengeleyici).
Pirinç. 5- Anahtar menteşeleri ve kemerler
(a - kiremit; b - dengeli; c - levha; d - cıvatalı)
M, N, Q belirlendikten sonra kemer çubuklarının bölümleri, anız kirişlerinin bölümleriyle aynı şekilde seçilir:
1.4 Uzun açıklıklı binaların kaplamalarının mekansal yapıları
Bireysel yük taşıyıcı elemanlardan oluşan kiriş, çerçeve ve kemerli çatı sistemlerinde yük, taşıyıcı eleman boyunca yalnızca bir yönde iletilir. Bu kaplama sistemlerinde, yük taşıma elemanları, yük taşıma elemanları arasında yeniden dağıtılması amaçlanmayan, yalnızca bunların mekansal stabilitesini sağlayan hafif bağlantılarla birbirine bağlanır; onların yardımıyla sabit disk kapsamı sağlanır.
Mekansal sistemlerde bağlantılar güçlendirilir ve yüklerin dağıtımına ve desteklere aktarılmasına dahil edilir. Mekansal yapıya uygulanan yük iki yönde iletilmektedir. Bu tasarım genellikle düz olandan daha hafiftir.
Mekansal yapılar düz (döşemeler) ve kavisli (kabuklar) olabilir.
Gerekli sertliği sağlamak için, düz mekansal sistemler (asılı olanlar hariç) çift kuşaklı olmalıdır - yüzey boyunca bir ağ sistemi oluşturulmalıdır. Çift kayışlı yapılar birbirine sert bağlantılarla bağlanan iki paralel ağ yüzeyine sahiptir.
Kavisli yüzey sistemine sahip tek katmanlı yapılara tek ağ adı verilir.
Bu tür tasarımlarda malzeme yoğunlaşması ilkesinin yerini çoklu bağlantılı sistemler ilkesi alır. Bu tür yapıların imalatı ve montajı oldukça emek yoğun olup, özel imalat ve montaj teknikleri gerektirmektedir, bu da sınırlı kullanımlarının nedenlerinden biridir.
1.5 Düz kaplamaların mekansal ızgara sistemleri
İnşaatta, düzenli yapıdaki ağ sistemleri, sözde yapısal tasarımlar ya da sadece yapılar Uzun açıklıklı kamu ve endüstriyel yapıların düz kaplaması olarak kullanılır.
Düz yapılar, çeşitli çapraz kafes sistemlerinden oluşan yapılardır (bkz. Şekil 6):
1) Üç yönde uzanan çapraz kirişlerden oluşan yapılar. Bu nedenle en katı olanlardır ancak üretimi daha zordur. Bunlar çeşitkenar üçgenlerden oluşan kemer ağlarına sahip yapılardır.
2) İki yönde uzanan kafes kirişlerden oluşan yapılar. Bunlar kare hücrelerden oluşan kuşak ağlı yapılardır.
3) Kafeslerden oluşan, yine iki yönde ilerleyen ancak köşe alanlarında çaprazlarla güçlendirilmiş yapılar. Bu yüzden daha sertler.
Yapıların avantajları:
Yüksek uzaysal sağlamlık: üst üste bindirilebilir büyük açıklıklar farklı destek konturları veya sütun ızgaraları ile; Yapının yüksekliğinde etkileyici mimari çözümler elde edin.
Hyapılar=1/12 - 1/20 L
Çubukların tekrarlanabilirliği - standart ve aynı tip çubuklardan farklı açıklıklara ve plan konfigürasyonlarına (dikdörtgen, kare, üçgen ve kavisli) kaplamalar monte etmek mümkündür.
Askıya alınmış taşımayı takmanıza ve gerekirse hareket yönünü değiştirmenize olanak sağlar.
Yapısal çatı kaplama sistemleri, hem duvarlar hem de kolonlar tarafından desteklenen tek açıklıklı veya çok açıklıklı olabilir.
Destek hattının arkasına konsol çıkıntılarının takılması, hesaplanan açıklık bükülme momentini azaltır ve kaplamanın yapımını önemli ölçüde kolaylaştırır.
Pirinç. 6- Yapısal kaplama ızgaralarının diyagramları (a - eşkenar üçgen hücrelerden yapılmış kuşak ağları ile; b - kare hücrelerden yapılmış kuşak ağları ile; c - aynı, koşullu bölgelerde köşegenlerle güçlendirilmiş: 1 - üst akorlar,
2 - alt akorlar, 3 - eğimli destekler, 4 - üst köşegenler, 5 - alt köşegenler, 6 - destek konturu).
Yapıların dezavantajları- imalat ve kurulumun artan karmaşıklığı. Çubukların uzaysal bağlantıları (bkz. Şekil 7) yapılardaki en karmaşık elemanlardır:
Bilye girişi (a);
Vidalarda (b);
Bir cıvata ve rondelalarla (c, d) sıkılmış, yuvalara sahip silindirik bir çekirdek;
Çubukların (e) düzleştirilmiş uçlarının kaynaklı montajı.
Pirinç. 7 - Yapı çubukları için arayüz düğümleri
Yapısal yapılar tekrar tekrar statik olarak belirsiz sistemlerdir. Kesin hesaplamaları karmaşıktır ve bilgisayarda gerçekleştirilir.
Basitleştirilmiş bir yaklaşımla yapılar, torklar dikkate alınmadan izotropik döşemeler veya çapraz kafes sistemleri gibi yapısal mekanik yöntemler kullanılarak hesaplanır.
Momentlerin ve kesme kuvvetlerinin büyüklükleri döşemelerin hesaplanmasına yönelik tablolar kullanılarak belirlenir: M döşemeler; Qplates - ardından çubukların hesaplanmasına geçin.
1.6 Kabuk kaplamaları
Bina kaplamaları için tek gözlü, çift gözlü silindirik kabuklar ve çift eğrilikli kabuklar kullanılır.
Silindirik kabuklar (bkz. Şekil 8) destekli kemerler şeklinde yapılır:
a) konturun doğrusal generatrisi
b) uç diyaframlarda
c) ara destekli uç diyaframlarda
Şekil 8- Silindirik kabukları destekleme şemaları (1 - kabuk;
2 - uç diyafram; 3 - bağlantılar; 4 - sütunlar).
Tek gözlü kabuklar, 30 m'yi aşmayan B açıklıkları için kullanılır.
Çift ağ – büyük açıklıklar için B>30m.
Silindirik yüzeyde çeşitli sistemlerin ağlarını oluşturan çubuklar vardır (bkz. Şekil 9):
Elmas ağ (a);
Uzunlamasına kaburgalara sahip eşkenar dörtgen ağ (b);
Enine kaburgalara sahip eşkenar dörtgen ağ (c);
Enine ve boyuna nervürlü eşkenar dörtgen ağ (d).
Haddelenmiş profillerin hafif standart çubuklarından (∟, ○, □) elde edilen eşkenar dörtgen desenin en basit ağı. Ancak bu şema, yükü uzunlamasına duvarlara aktarırken uzunlamasına yönde gerekli sertliği sağlamaz.
Pirinç. 9 - Tek örgülü kabuklardan oluşan örgü sistemi
Yapının sertliği, uzunlamasına çubukların (diyagram “b”) varlığında önemli ölçüde artar - yapı, L açıklığına sahip bir kabuk olarak çalışabilir. Bu durumda destek, uç duvarlar veya uç diyaframlı dört sütun olabilir.
En sert ve avantajlı olanı, hem uzunlamasına hem de enine kaburgalara (çubuklara) sahip olan ağlardır (“c” deseni) ve ağ kafesi 45 derecelik bir açıyla yönlendirilmiştir.
Kabukların hesaplanması, esneklik teorisi yöntemleri ve kabuk teorisi yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilir. Enine kaburga içermeyen kabuklar momentsiz kıvrımlar olarak hesaplanır (Ellers yöntemi). Enine kaburgalar varsa, Vlasov’un moment teorisine göre (sekiz terimli denklemlerin çözülmesiyle ilgilidir) konturun sertliğinin sağlanması.
Ağ kabukları üzerinden hesaplama yapılırken, kesme, eksenel gerilim ve basınç altında çalışırken yapıların açık yüzleri, eşdeğer kalınlıktaki katı plakalarla değiştirilir.
Örgü kabuklarının daha doğru hesaplamaları, özel olarak geliştirilmiş programlar kullanılarak bir bilgisayarda gerçekleştirilir.
Çift örgülü kabuklar Genişliği B>30 m'den fazla olan açıklıkların kapatılmasında kullanılır.
Yapısal diyagramları iki gözlü düz levha yapılarına benzer. Yapılarda olduğu gibi, üst ve alt akorlar boyunca özel bağlantılarla (bir kafes) bağlanan çapraz kafes sistemleri tarafından oluşturulurlar. Ancak aynı zamanda kabuklarda, kuvvetlerin algılanmasında ana rol kavisli ağ düzlemlerine aittir; bunları birbirine bağlayan kafes, kuvvetlerin aktarımında daha az rol oynar, ancak yapıya daha fazla sertlik kazandırır.
Tek örgülü kabuklarla karşılaştırıldığında çift örgülü kabuklar daha fazla sağlamlığa ve yük taşıma kapasitesine sahiptir. 30 ila 700 m arasındaki bina açıklıklarını kapsayabilirler.
Boyuna duvarlar veya metal kolonlarla desteklenen silindirik bir yüzey şeklinde tasarlanmıştır. Kabuğun uçlarında sert diyaframlara (duvarlar, kafes kirişler, bağlantılı kemerler vb.) Dayanırlar.
Kabuktaki kuvvetlerin en iyi dağılımı B=L'dedir.
Örgü yüzeyleri arasındaki mesafe f/B=1/6÷1/10'da h=1/20÷1/100R'dir.
Yapılarda olduğu gibi en karmaşık olanı çubukların birleşimidir.
İki gözlü kabukların hesaplanması, özel olarak tasarlanmış programlar kullanılarak bir bilgisayarda gerçekleştirilir.
Kabuğun yaklaşık bir hesaplaması için, çubuk sistemini eşdeğer bir katı kabuğa indirgemek ve bağlantı kafesine sertlik açısından eşdeğer olan orta katmanın kayma modülünü oluşturmak gerekir.
1.7 Kubbe kaplamaları
Dört tip kubbe yapısı vardır (bkz. Şekil 6): nervürlü (a), nervürlü halka (b), ağ (c), radyal kiriş (d).
Pirinç. 10- Kubbe şemaları
Nervürlü kubbeler
Nervürlü kubbelerin yapıları, radyal yönde yerleştirilmiş ve kirişlerle birbirine bağlanan kirişler, kafes kirişler veya yarı kemerler şeklinde ayrı düz veya mekansal kaburgalardan oluşur.
Kaburgaların üst kuşakları kubbenin yüzeyini oluşturur (genellikle küreseldir). Çatı aşıklar boyunca döşenir.
Tepe noktasında, kaburgaları yeniden bağlamak için sıkıştırma amacıyla çalışan sert bir halka yerleştirilmiştir. Çubuklar, merkezi halkaya menteşelenebilir veya sağlam bir şekilde tutturulabilir. Aynı çapsal düzlemde yer alan ve merkezi bir halka ile kesintiye uğrayan bir çift kubbe nervürü, örneğin kemerli (iki menteşeli, üç menteşeli veya menteşesiz) tek bir yapı olarak kabul edilir.
Nervürlü kubbeler ara parça sistemleridir. Genişleme, duvarlar veya köşelerde sert veya menteşeli bağlantılara sahip daire veya çokyüzlü şeklindeki özel bir ara halka tarafından algılanır.
Kaburgaların arasına, çatı kaplamasının dayandığı belli bir eğimde halka aşıklar döşenir. Omuz askıları, asıl amaçlarına ek olarak, kaburgaların üst kemerinin düzlem dışında genel stabilitesini sağlayarak tasarım uzunluklarını azaltır.
Aşıkların düzleminde kubbenin genel sağlamlığını sağlamak için, kaburgalar arasındaki eğimli bağlantılar belirli bir adımda düzenlenir ve ayrıca kemerin iç kemerini ayırmak için dikey bağlantılar - dikey bağlantılar arasında ara parçalar düzenlenir.
Tasarım yükleri- yapının kendi ağırlığı, ekipmanın ağırlığı ve atmosferik etkiler.
Kubbe kapağının tasarım öğeleri şunlardır: kirişler, destek ve merkezi halkalar, aşıklar, eğimli ve dikey bağlantılar.
Kubbenin genişlemesi bir ara halka tarafından algılanıyorsa, o zaman kemer hesaplanırken halka, her bir yarım kemer çiftinin düzleminde (düz bir kemer oluşturan) bulunan koşullu bir sıkma ile değiştirilebilir.
Destek halkasını hesaplarken - kubbenin kemerlerinin (kaburgalarının) sık sık düzenlenmesiyle, itme kuvvetlerinin hareketi eşdeğer, eşit dağıtılmış bir yük ile değiştirilebilir:
Nervürlü halkalı kubbeler
İçlerinde kaburgalı omuz askıları tek bir katı mekansal sistem oluşturur. Bu durumda, halka şeklindeki kirişler sadece kaplama üzerindeki yükten dolayı bükülmede değil, aynı zamanda ara kaburgaların reaksiyonlarından da etkilenerek, çok açıklıklı yarı-açıklığın destek noktasındaki itme kuvvetlerinden kaynaklanan çekme veya basma dairesel kuvvetlerini algılar. kemerler.
Böyle bir kubbedeki kaburgaların (kemerlerin) ağırlığı, halka kirişlerinin ara destek halkaları olarak dahil edilmesinden dolayı azalır. Böyle bir kubbedeki halka şeklindeki nervürler, nervürlü kubbedeki destek halkasıyla aynı şekilde çalışır ve kemerler hesaplanırken bunlar koşullu sıkma ile değiştirilebilir.
Simetrik bir yük ile kubbenin hesaplanması, halka şeklindeki kaburgalar (aşıklar) seviyesindeki bağlarla düz kemerlere bölünerek gerçekleştirilebilir.
Örgü kubbeler
Sistemin bağlantısını nervürlü veya nervürlü halkalı bir kubbede arttırırsanız, düğümlerdeki çubukların menteşeli bağlantılarıyla ağ kubbeler elde edebilirsiniz.
Kafes kubbelerde, kaburgalar (kemerler) ve halkalar (halka aşıkları) arasında, kuvvetlerin kubbenin yüzeyine dağıtılmasını sağlayan destekler vardır. Bu durumda, çubuklar esas olarak yalnızca eksenel kuvvetler üzerinde çalışır, bu da kaburgaların (kemerlerin) ve halkaların ağırlığını azaltır.
Mesh kubbelerin çubukları kapalı profillerden (yuvarlak, kare veya dikdörtgen kesitli) yapılmıştır. Yapılarda veya ağ kabuklarında olduğu gibi çubukların birleşim yerleri.
Mesh kubbeler özel geliştirilmiş programlar kullanılarak bilgisayarda hesaplanır.
Bunlar, ilgili teorik referans kitaplarındaki formüller kullanılarak sürekli eksenel simetrik bir kabuk olarak, kabukların momentsiz teorisine göre yaklaşık olarak hesaplanır.
Radyal ışın kubbeleri
Radyal olarak düzenlenmiş parçalı yarı kafes kirişlerden oluşan nervürlü kubbelerdir. Merkezde, segmental yarı kafes kirişler sert bir halkaya (kafes veya sertleştirici diyaframlı katı duvar) bağlanır.
1.8 Asma kaplamalar
Asılı kaplamalar, ana yük taşıyan elemanların gerilim altında çalıştığı kaplamalardır.
Bu elemanlar, yük taşıma kapasiteleri stabiliteden ziyade mukavemete göre belirlendiğinden, yüksek mukavemetli çeliklerden tam olarak yararlanılır.
Yük taşıyan gerilmiş çubuklar - kablolar - esnek veya sert yapılabilir.
Zor- kavisli I-kirişlerden yapılmıştır.
Esnek- R = 120 kN/cm2 ÷ 240 kN/cm2 ile yüksek mukavemetli telden bükülmüş çelik halatlardan (kablolardan) yapılmıştır.
Asma çatı yapıları en umut verici olanlardan biridir yapısal formlar yüksek mukavemetli malzemelerin kullanımı için. Asma çatıların yapısal elemanlarının taşınması kolaydır ve kurulumu nispeten kolaydır. Bununla birlikte, asma kaplamaların yapımı, başarılı mühendislik çözümü kaplamanın bir bütün olarak etkinliğini belirleyen bir takım zorluklara sahiptir:
İlk dezavantaj- Asılı kaplamalar genleşme sistemleridir ve itme kuvvetini absorbe etmek için maliyeti tüm kaplamanın maliyetinin önemli bir kısmını oluşturabilen bir destekleyici yapı gereklidir. Destekleyici yapıların maliyetinin azaltılması, işlerinin verimliliğinin arttırılmasıyla sağlanabilir - yuvarlak, oval ve diğer doğrusal olmayan plan şekillerinin kaplamaları oluşturularak;
ikinci dezavantaj- asılı sistemlerin artan deforme edilebilirliği. Bunun nedeni, bükülmüş kabloların esneklik modülünün haddelenmiş çeliğinkinden daha az olmasıdır (Etrosa = 1,5 ÷ 1,8 × 10 5 MPa; haddelenmiş çubukların E = 2,06 × 10 5 MPa) ve elastik çalışma alanının yüksek mukavemetli çelik sıradan çeliğe göre çok daha büyüktür. Dolayısıyla işin elastik aşamasında kablonun bağıl deformasyonu (ε = G/E), sıradan çelikten yapılmış elemanlara göre birkaç kat daha fazladır.
Asma kaplama sistemlerinin çoğu anında sertleşen sistemlerdir; yalnızca denge yükleri altında elastik olarak çalışan sistemler ve içlerindeki eşit olmayan yüklerin etkisi altında, elastik deformasyonların yanı sıra sistemin kinematik yer değiştirmeleri de ortaya çıkar ve bu da geometrik kaplama sisteminin bütünlüğünde bir değişikliğe yol açar.
Kinematik hareketleri azaltmak için asılı kaplama sistemleri genellikle özel stabilizasyon cihazlarıyla donatılır ve ön gerilime tabi tutulur.
Asma Şeması Çeşitleri
1. Esnek kablolu tek kayış sistemleri
Bu tür kaplama sistemleri plan olarak dikdörtgen veya kavisli, örneğin yuvarlak olarak tasarlanmıştır (bkz. Şekil 11).
Gerilim altında çalışan öngerilmeli betonarme kabuklardır. İçlerindeki gerilimli takviye, montaj sırasında üzerine prefabrik betonarme levhaların döşendiği esnek bir kablo sistemidir. Bu sırada, tüm betonarme döşemelerin döşenmesinden ve dikişlerin kapatılmasından sonra çıkarılan kabloların üzerine ilave bir ağırlık yerleştirilir. Kablolar, betonarme döşemeleri sıkıştırır ve ortaya çıkan betonarme kabuk, dış yüklerden kaynaklanan çekme gerilimini absorbe etmesine ve yapının genel stabilitesini sağlamasına olanak tanıyan bir ön basınç gerilimi alır. Kaplamanın yük taşıma kapasitesi kabloların gerginliği ile sağlanır.
Dikdörtgen çatılarda, kabloların itme kuvveti, zemine sabitlenmiş adamlardan ve ankrajlardan oluşan destekleyici bir yapı tarafından emilir.
Pirinç. on bir- Esnek kablolara sahip tek kayış kaplamaları
(a - planda dikdörtgen; b - planda yuvarlak)
Yuvarlak (oval) planlı kaplamalarda, itme kuvveti, sütunların üzerinde bulunan sıkıştırılmış dış halkaya ve iç (gerilmiş) metal halkaya iletilir.
Bu tür kaplamaların kablolarının sarkması genellikle f=1/10÷1/20 L'dir. Bu tür kabuklar düzdür.
Çatı kablolarının kesiti montaj yüküne göre belirlenir. Bu durumda, kablolar ayrı dişler olarak çalışır ve içlerindeki genleşme, deformasyonları H=M/f dikkate alınmadan belirlenebilir; burada M, tasarım yükünden kiriş momentidir, f, dişin sarkmasıdır.
 |
Kablodaki en büyük kuvvet destek üzerinde olacaktır
burada V ışın reaksiyonudur.
2. Sert kablolu tek kayış sistemleri
Pirinç. 12- 1 - boyuna eğilme-sert kaburgalar; 2 - enine kaburgalar;
3 - alüminyum membran, t = 1,5 mm
Bu tür kaplamalarda, destek kayışına bağlanan bükülmüş sert kablolar, bükülme ile birlikte çekme yükünün etkisi altında çalışır. Ayrıca, düzgün bir yükün etkisi altında, gerilmelerdeki bükülme oranı küçüktür. Düzensiz bir yükün etkisi altında, sert kablolar yerel bükülmeye güçlü bir şekilde direnmeye başlar ve bu da tüm kaplamanın deforme olabilirliğini önemli ölçüde azaltır.
Bu tür kaplamaların kablolarının sarkması genellikle 1/20 ÷ 1/30 L'dir. Bununla birlikte, sert dişlerin kullanılması yalnızca küçük açıklıklar için mümkündür, çünkü Açıklık arttıkça kurulum önemli ölçüde daha karmaşık hale gelir ve ağırlıkları artar. Bu tür sert kablolar hafif bir çatı döşemek için kullanılabilir, ön gerilime gerek yoktur (rolünü kablonun bükülme sertliği oynar).
Düzgün bir yük ile kablo desteğindeki itme kuvveti formülle belirlenir
H = 8/3 ×[(EA)/(l 2 mо)] × (f+fо) × ∆f +Ho;
burada ∆f=f–fо,
f - yük altında sapma,
fo – ilk sarkma;
m1=1+(16/3)/(fo/l) 2
Kablonun ortasındaki bükülme momenti formülle bulunur
M= q I2 /8–Hf.
3. Enine kirişler veya kafes kirişler kullanılarak gerilmiş tek kirişli asma çatılar
Pirinç. 13
Bu tür kablo kiriş sistemlerinin stabilizasyonu, ya enine ve bükülme açısından sert elemanların artan kütlesiyle ya da enine kirişleri veya kafes kirişleri temellere veya desteklere bağlayan ön gerilimli gergi telleri ile sağlanır. Hafif çatı kaplamaları bu şekilde gerilir.
Enine kirişlerin veya kafes kirişlerin bükülme sertliği sayesinde kaplama, özellikle açıklık yapısı yerel yük ile yüklendiğinde belirgin olan uzaysal sağlamlık kazanır.
4. İki bantlı sistemler
Pirinç. 14
Bu tip kaplamalar iki kablo sistemi:
- Taşıyıcılar- aşağı doğru bir eğime sahip olmak;
- Stabilizasyon- yukarı doğru bir eğime sahip olmak.
Bu, böyle bir sistemi anında rijit hale getirir; iki farklı yönde etki eden yükleri absorbe etme kapasitesine sahiptir. Dikey yük, destek dişine neden olur germe ve stabilize edici olan için - sıkıştırma. Rüzgar emişi kablolarda ters işaretli kuvvetlere neden olur.
Bu tip kaplamalarda hafif çatılar kullanılabilir.
5. Eyer şeklindeki gerilmiş ağlar
Pirinç. 15
Bu tip kaplamalar kalıcı binalar ve geçici yapılar için kullanılır.
Kaplama ağı: Destekleyici (boyuna) kablolar aşağıya doğru, stabilizasyon (enine) kablolar yukarıya doğru kıvrılmıştır.
Bu kaplama şekli ağın ön gerilime tabi tutulmasını sağlar. Kaplama yüzeyi hafiftir ve çelik sacdan filme ve tenteye kadar çeşitli malzemelerden yapılmıştır.
Izgara aralığı yaklaşık bir metredir. Bu tür kaplamaların ağlarının doğru hesaplanması yalnızca bilgisayarda mümkündür.
6. Metal kabuk membranlar
Pirinç. 16
Plandaki şekil bir elips veya dairedir ve kabukların şekli oldukça çeşitlidir: silindirik, konik, kase şeklinde, eyer şeklinde ve çadır şeklinde. Birçoğu mekansal bir şemaya göre çalışıyor, bu da onu çok karlı hale getiriyor ve 2 - 5 mm kalınlığındaki levhaların kullanılmasına izin veriyor.
Bu tür sistemlerin hesaplanması bir bilgisayarda gerçekleştirilir.
Ana avantaj Bu tür kaplama sistemleri, yük taşıma ve kapatma işlevlerinin bir kombinasyonudur.
Yalıtım ve su yalıtımı, çatı kaplama levhaları kullanılmadan destek kabuğunun üzerine döşenir.
Kabuk panelleri üretim tesisinde üretilmekte ve tüm kabuğun inşaat sahasında iskele kullanılmadan monte edildiği rulolar halinde kurulum için teslim edilmektedir.
Bölüm 2. Sayfa yapıları
Sac yapılar, esas olarak metal saclardan oluşan ve sıvıların, gazların ve dökme malzemelerin depolanması ve taşınması amaçlı yapılardır.
Bu tasarımlar şunları içerir:
Petrol ürünlerini, suyu ve diğer sıvıları depolamak için tanklar.
Gazların depolanması ve dağıtımı için gaz tankları.
Dökme malzemelerin depolanması ve taşınması için bunkerler ve silolar.
Sıvıların, gazların ve ezilmiş veya sıvılaştırılmış katıların taşınması için büyük çaplı boru hatları.
Metalurji, kimya ve diğer endüstriler için özel tasarımlar:
Yüksek fırın muhafazaları
Hava ısıtıcıları
Toz toplayıcılar - yıkayıcılar, elektrostatik çökelticiler ve torba filtreler için muhafazalar
Duman boruları
Sağlam duvar kuleleri
Soğutma kuleleri vb.
Bu tür sac yapılar tüm metal yapıların% 30'unu kaplar.
Sac yapılar için çalışma koşulları oldukça çeşitli:
Yer üstü, yer üstü, yarı gömülü, yeraltı, su altı olabilirler;
Statik ve dinamik yüklere dayanabilir;
Düşük, orta ve yüksek basınç altında çalışın;
Düşük ve yüksek sıcaklıkların, nötr ve agresif ortamların etkisi altında.
İki temel gerilimli durumla karakterize edilirler ve taban ve sertleştirici kaburgalarla birleştikleri yerlerde, farklı eğriliklerdeki kabukların birleştiği yerlerde (yani eğrilik yarıçapındaki bir değişikliğin sınırında), yerel Bu alanlardan uzaklaştıkça hızla azalan yüksek gerilimler ortaya çıkar; buna kenar etkisi olgusu denir.
Sac yapılar her zaman yük taşıma ve kapatma işlevlerini birleştirir.
Sac yapı elemanlarının kaynaklı bağlantıları uçtan uca, üst üste binerek ve uçtan uca yapılır. Bağlantılar otomatik ve yarı otomatik ark kaynağı kullanılarak yapılır.
Çoğu tabaka yapısı ince duvarlı dönme kabuklarıdır.
Kabuklar, esneklik teorisi ve kabuk teorisi yöntemleri kullanılarak hesaplanır.
Sac yapılar güç, stabilite ve dayanıklılık için tasarlanmıştır.
1.1 Rezervuarlar
Uzaydaki konumuna bağlı olarak geometrik şekil silindirik (dikey ve yatay), küresel ve gözyaşı şeklinde ayrılırlar.
Dünyanın planlama seviyesine göre konumlarına göre ayırt edilirler: yer üstü (destekler üzerinde), yer üstü, yarı gömülü, yer altı ve su altı.
Sabit ve değişken hacimlerde olabilirler.
Tank tipi, depolanan sıvının özelliklerine, çalışma moduna ve inşaat alanının iklim özelliklerine bağlı olarak seçilir.
En yaygınüretimi ve kurulumu en kolay olanı olarak dikey ve yatay silindirik tanklar aldı.
Sabit çatılı dikey tanklar Petrol ürünlerinin düşük ciroyla (yılda 10 - 12 kez) depolandığı düşük basınçlı kaplardır. Buhar-hava bölgesinde 2 kPa'ya kadar aşırı basınç ve boşaltırken bir vakum (0,25 kPa'ya kadar) oluştururlar.
Yüzer tavanlı ve dubalı dikey tanklar Yüksek cirolu petrol ürünlerinin depolanmasında kullanılır. İçlerinde neredeyse hiç aşırı basınç ve vakum yoktur.
Yüksek basınçlı tanklar (30 kPa'ya kadar) için kullanılır Uzun süreli depolama petrol ürünleri ve ciroları yılda 10-12 defadan fazla değildir.
Küresel tanklar- büyük miktarlarda sıvılaştırılmış gazların depolanması için.
Damla şeklindeki tanklar- Yüksek buhar basıncına sahip benzini depolamak için.
Dikey tanklar
Pirinç. 17
Temel unsurlar:
Duvar (gövde);
Çatı (kaplamalar).
Tüm yapısal elemanlar çelik sacdan yapılmıştır. İmalatı ve montajı kolaydır ve çelik tüketimi açısından oldukça ekonomiktirler.
Metal tüketiminin en az olacağı, sabit hacimli dikey silindirik bir tankın optimal boyutları belirlenmiştir. Dolayısıyla sabit kalınlıkta bir duvarı olan bir tankın minimum kütlesi vardır.
[(mdn + mpok) / mst] = 2 ve optimum tank yüksekliğinin değeri formülle belirlenir
burada V tankın hacmidir,
∆= t gün+t ekleme. kapak - taban ve kaplamanın azaltılmış kalınlığının toplamı,
tst. - mahfaza duvarının kalınlığı.
Büyük hacimli tanklarda et kalınlığı yüksekliğe göre değişir. Tabanın ve kapağın toplam kütlesi duvarın kütlesine eşitse, böyle bir tankın kütlesi minimum olacaktır. günde + mcover = mst.
Bu durumda
burada ∆= bugün. + tpriv. kapak,
n - aşırı yük faktörü,
γ f. - spesifik yer çekimi sıvılar.
Tank tabanı
Tankın tabanı tüm alanı boyunca kumlu bir taban üzerinde durduğundan, sıvı basıncından kaynaklanan küçük gerilimlere maruz kalır. Bu nedenle alt tabakanın kalınlığı hesaplanmaz, ancak montaj kolaylığı ve korozyon direnci dikkate alınarak yapısal olarak alınır.
 | V≤1000m ve D'de<15м → tдн = 4мм; при V>1000m ve D=18-25m → tdn = 5mm; D > 25m → tdn = 6mm'de. Pirinç. 18 |
Alt panellerin levhaları, günümüzde 30 - 60 mm'lik bir örtüşme ile uzunlamasına kenarlar boyunca birbirine bağlanmıştır. = 4 - 5mm ve tgün = 6mm olduğunda uçtan uca gerçekleştirilirler. Dış tabakalar - “kenarlar” - tabanın orta kısmındaki tabakalardan 1-2 mm daha kalındır. Her şey üreticiden rulo halinde (Q ≤ 60t) tedarik edilir.
Duvar inşaatı:
Pirinç. 19
Tank duvarı, yüksekliği levhanın genişliğine eşit olan bir dizi banttan oluşur. Kayışlar teleskopik veya kademeli olarak birbirine uçtan uca bağlanır veya üst üste bindirilir. Alın birleştirme esas olarak üreticinin fabrikasında (kurulum sırasında daha az sıklıkla) yapılırken, bindirme birleştirme hem fabrikada hem de kurulum sırasında gerçekleştirilir.
Tank inşa etmenin yaygın bir yöntemi yuvarlamadır.
Mukavemet hesaplaması- mahfaza duvarı bir yük taşıyıcı elemandır ve SNiP 11-23-81 gerekliliklerine uygun olarak sınır durum yöntemi kullanılarak hesaplanır
(1 ortalama olarak derecelendirmeler: 5,00 5 üzerinden) 
Yükleniyor...
