|
К большепролетным зданиям
относятся здания театров, концертных и спортивных залов, выставочных
павильонов, гаражей, ангаров, самолетостроительных и судостроительных заводов
и другие здания с пролетами основньщ несущих конструкций 50 м и более. Как правило, такие здания проектируют однопролетными. Перекрывают их балочными
системами (в основном фермами), рамами, арками, вантов'ыми (висячими),
комбинированными и другими конструкциями.
Фермы рекомендуется применять в зданиях с пролетами не
более 50—60 м/Для зданий с 'большими пролетами они получаются тяжелее рам и
арок.
В стержнях ферм больших пролетов возникают значительные
усилия, поэтому вместо традиционных сечений из двух уголков применяют
двухстенчатые составные сечения. Высоту ферм назначают в пределах l/s—Vis
пролета, при этом она получается более 3,8 м. Перевозить фермы такой высоты по железной дороге нельзя, их собирают на строительной площадке.-
Рамы применяют в покрытиях зданий пролетами 60—120 м.
Благодаря жесткому сопряжению ригеля со стойками изгибающие моменты в пролете
будут меньше, чем в балочной конструкции:, Это позволяет не только уменьшить
площадь сечения поясов, но и высоту ригеля, а следовательно, и высоту здания.
Применяют как бесшарнирные, так и двухшариирные рамы. Бесшарнирные легче
двухшарнирных, однако для них требуются фундаменты больших размеров и они
более чувствительны к изменениям температуры и осадкам опор. Применять их при
просадочных грунтах не рекомендуется. Двухстенчатые сечения поясов ферм
Арки применяют в покрытиях ч большепролетных Зданий с
пролетами до:200 м. Они выгоднее балочных и рамных систем. Арки бывают:
сплошные и сквозные; бесшарнирные, двухшариирные и трех-шарнирные.
Бесшарнирные арки при одной и той же нагрузке легче двухшарнирных, но для
них, как и для бесшарнирных рам, требуются массивные фундаменты и они так. же
более чувствительны к изменениям'температуры и осадке опор.
Чаще всего применяют сквозные двухшарнирные арки со
стрелой подъема, равной Vs—Ve. пролета. При увеличении стрелы подъема
уменьшается продольная сила в арке и увеличивается изгибающий момент;
Сечения стержней арки могут быть одностенчатыми или
двухстенчатыми
Устойчивость основных несущих конструкций (ферм, рам,
арок) обеспечивается горизонтальными и вертикальными связями. В первую
очередь должны, быть поставлены связи, закрепляющие сжатые пояса сквозных
конструкций
Рамы и арки являются статически неопределимыми системами.
Бесшарнирные рамы и арки—трижды статически неопределимы,
двухшарнирные—однажды статиг чески неопределимы. Обычно за лишнее неизвестное
принимают распор — усилие, приближенное значение которого для сквозных рам и
арок можно найти по формулам, приведенным в справочнике проектировщика.
Зная распор, определяют изгибающие моменты М, продольные N
и поперечные Q силы в раме или арке как в статически определимой конструкции,
а по ним — и усилия в стержнях.
Усилия в стержнях сквозных рам и арок можно также
определять построением диаграмм усилий. По полученным усилиям подбирают
сечения стержней, рассчитывают узлы и сопряжения аналогично тому, как это
делают для ферм.
Собственный вес несущих конструкций и вес кровли в<
большепролетных сооружениях является основной нагрузкой, существенно влияющей
на расход металла на покрытие, поэтому при выборе их конструктивной фор-» мы
следует отдавать предпочтение более легким конструкциям. Особенно следует
стремиться к снижению соб-» ственного веса кровли, применяя алюминиевые и
другие панели покрытий с легким эффективным утеплителем.
Висячими и вантовыми называют покрытия, в которых в
качестве несущей конструкции применяют гибкие нити, в основном тросы.
Основные несущие конструкции висячей системы — ванты —
работают только на растяжение, поэтому в них полностью используется несущая
способность материала
и представляется возможность применять сталь самой высокой
прочности.
Транспортирование и монтаж их значительно, упрощаются, что
удешевляет сооружение. Отмеченное выше является весьма важным преимуществом
висячих систем по сравнению с фермами, рамами и арками. Однако у висячих
конструкций есть и серьезные недостатки: они обладают повышенной
деформативностью и нуждаются в устройстве специальных опор, для погашения
распора.
Для уменьшения деформативности вант применяют различные
способы их стабилизации. Например, в двух- поясных вантовых системах
жесткость вант увеличивают благодаря устройству так называемых
стабилизирующих вант, соединяемых с несущими вантами подвесками и распорками
или решеткой из гибких предварительно-напряженных элементов.
Распор зависит от отношения ///. При ///>Ую приращение
стрелы провисания нити с увеличением нагрузки незначительно и им можно
пренебречь. В этом случае распор можно определять по формуле. По усилию Т
подбирают сечение ванты.
Для вант применяют стальные канаты, пучки и пряди из
высокопрочной проволоки, круглую горячекатаную сталь повышенной прочности И
тонкие листы.
В комбинированных системах сосредоточенные силы передаются
на гибкую нить через жесткий элемент, что позволяет значительнр уменьшить их
деформативность.
Для большепролетных зданий, в частности для ангаров,
применяют консольную комбинированную систему,состоящую из жесткого элемента и
подвесок. В качестве Жесткого элемента служит ферма] которая перераспределяет
сосредоточенные силы между подвесками. Последние служат ферме промежуточными
опорами, и она работает как неразрезная балка на упруго-оседающих опорах. .
Достоинством консольной комбинированной системы является
то, что для жесткого элемента (фермы) не требуется устраивать жесткую опору
на втором конце. Благодаря этому для ангаров можно легко создать конструкцию
ворот больших размеров.
Большепролетные здания могут быть перекрыты также
пространственными системами в виде сводов, складок и куполов.
|