Для  студентов архитектурных специальностей

Металлические конструкции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

К этому типу конструкций относятся однопоясные (односетчатые) цилиндрические оболочки и двухпоясные своды. Односетчатые оболочки, срединная поверхность которых образована скольжением прямой линии по произвольной криволинейной направляющей, называются цилиндрическими. В зависимости от вида криволинейной направляющей различают круговые, параболические, эллиптические и другие типы цилиндрических оболочек, при этом наиболее распространена оболочка, очерченная по круговому цилиндру.

Основными элементами односетчатых цилиндрических сводов, опертых на сплошные стены или фундаменты, являются сетчатая оболочка и решетчатые торцевые диафрагмы (). В цилиндрических оболочках, опертых на четыре колонны по углам, вдоль пролета появляются дополнительные вертикальные и горизонтальные решетчатые бортовые элементы (см.  178, б). Наличие бортовых элементов благоприятно сказывается на увеличении жесткости оболочки.

Пролетом однопоясного сетчатого свода называется расстояние поперек волны, которое может быть 24— 80 м, а при повышенной устойчивости, достигаемой включением настила в совместную работу с решеткой, до 100 м. Стрела подъема однопоясного сетчатого свода назначается 7б—Ув пролета, а в цилиндрических оболочках— */б—Ую пролета. Высоту сечения стержневых элементов сетки принимают !/во—Угоо ширины волны В.

В односетчатых цилиндрических оболочках и сводах могут применяться различные системы сеток. Простейшая— ромбическая система ( 179, а), так как в каждом узле сопрягаются только четыре стержня. Однако такая система не обеспечивает жесткости конструкции в продольном направлении, поэтому ее применяют только в цилиндрических сводах с пролетами не более 36 м. В односетчатых конструкциях наибольшее использование имеют системы сеток, изображенных на  179, б, в. В таких сетках угол наклона стержней к цилиндрической образующей принимают 45—60°.

Цилиндрические оболочки могут быть однопролетны-ми или многопролетными, одноволновыми или многоволновыми.

В первом случае на стыке многопролетных оболочек устраивают общие диафрагмы, а во втором — общие бортовые элементы. Общая устойчивость односетчатых оболочек обеспечивается наличием торцевых диафрагм, геометрические схемы которых показаны на  180, а—е.

С точки зрения экономичности и удобства эксплуатации наиболее распространены диафрагмы в виде сегментных ферм ( 180, б, в). Однако применение их целесообразно только в однопролетных оболочках и сводах. В многопролетных сводах успешно используют диафрагмы арочного типа с опиранием на фундаменты ( 180, г—е). При этом по торцам многопролетного здания оставляют диафрагмы в виде сегментных ферм. Наименее экономичны рамные диафрагмы (см.  180, а), применение которых обосновывают функциональными или архитектурными соображениями.

Двухпоясные решетчатые своды — двухсетчатые оболочки и своды призматического сечения ( 181) по сравнению с односетчатыми оболочками обладают большей жесткостью и несущей способностью. Такими конструкциями можно перекрывать пролеты до 700 м, имея отношение стрелы подъема к пролету f//=1/e—,/ю> а отношение высоты сечения к среднему радиусу кривизны ft/r=V2o—Vioo.

Двухсетчатые оболочки ( 181, а) образуются системой перекрестных ферм и арок двух или трех направлений. Основную рабочую функцию выполняют поперечные решетчатые арки, передающие на фундамент основные усилия от нагрузки, а продольные прямолинейные фермы способствуют перераспределению усилий между поперечными арками и существенно увеличивают жесткость двухсетчатой оболочки.

Двухпоясные своды треугольного или призматического поперечного сечения по своим статическим и конструктивным схемам приближаются к решетчатым двух-шарнирным аркам. Двухпоясные решетчатые своды также опираются по торцам на жесткие диафрагмы, в качестве которых могут применяться сплошные стеньг, сегментные фермы и другие конструкции. Оптимальное решение сетчатых сводчов получают при соотношении 1/В=\, Однако при проектировании зданий и сооружений допускается это соотношение увеличивать до 1,5.