Пространственные металлические конструкции - Трущев А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
§ v.2. покрытия с висячими фермами и балками
Висячие1 фермы и балки относятся к жестким вантам. Их применяют для стабилизации покрытий с легкой кровлей. В конструктивном решении висячих покрытий эта система является как бы промежуточной между висячими оболочками и мембранами, подкрепленными ребрами. По сравнению с висячнмн оболочками провисающие фермы и балки более металлоемки, поскольку для них вместо стержней и канатов нз высокопрочной стали используют обычные стальные прокатные профили. От мембран, стабилизированных ребрами, покрытия с висячими фермами н балками отличаются тем, что настил в работе конструкции на растяжение не участвует. К преимуществам конструкций с висячнмн фермами н балками относятся применение более дешевого металла, более простые способы изготовления и монтаж.
Внеячне фермы и балкн располагают параллельно нли ради-ально и используют в покрытиях с разнообразными формами, некоторые нз них приведены на рис. V.3. Высоту поперечного сечения провисающей конструкции обычно назначают в пределах 1Uq—7бо перекрываемого пролета. Висячие балки целесообразны прн высоте сечення до 900 мм. Распор от провисающих конструкций передается на опорный контур в виде горизонтальных балок, наклонных арок нли плоских и изогнутых нз своей плоскости колец (рис. V.3,б,в). На верхний пояс висячих ферм н балок обычно укладывают стальной профилированный настил.
В качестве примера использования висячих ферм на рнс. V.4 приведен плавательный бассейн иа проспекте Мира в Москве, сооруженный к Олимпийским играм 1980 г. Здание бассейна в плане имеет овальную форму размером 126X104 м. В покрытии с формой гиперболического параболоида использованы висячие фермы пролетом 40—104 м. Фермы расположены с шагом 4,5 м и передают распор на опорный контур из двух железобетонных арок пролетом по 110 м. Арки смонтированы под углом 30° к горизонту и поддерживаются колоннами, установленными за трибунами.
Интересными примерами покрытий с использованием провисающих конструкций являются Олимпийский гимнастический зал диаметром 67 м и здание общественных собраний с эллиптической формой в плане размером 110,7X82,9 м в Токио, павильон аттракционов размером 240X67 м в Сент-Хелнер на о. Джерсн (Великобритания), с которыми можно ознакомиться по литературе (1, 4, 12, 35, 38].
1 В литературе встречается и иное название — провисающие.
— 56 —
]
Рис V 3 Покрытия с .исячимн фермами
а _ примеры коиструк-тинных схем; б —усилия в опорком уэле BH-сячеР фермы; в — вариант примыкания висячей фермы к опорному контуру; 1 — бортовой элемент; 2 — промежуточная арка; 3 — ребра; 4 — фасонка фермы; S — валик
Рис. V.4. Плавательный бассейн в Олимпийском комплексе на проспекте Мира в Москве (19SOr.}
о — общий вид здания; б — схематичный поперечный разрез; / — колонны; 2 — наклонные железобетонные арки; S — оцинкованный профилированный настил, утеплитель я гидроизоляционный ковер; 4 — висячие фермы параболического очертания C шагом 4,5 м
§ V.3. КОМБИНИРОВАННЫЕ И ПОДВЕСНЫЕ СИСТЕМЫ
В комбинированных системах покрытий гибкие ванты и жесткие элементы работают совместно, что приводит к взаимному их облегчению. Жесткие элементы выполняют из балок или ферм и обычно располагают перпендикулярно к вантам (рис. V.5). Ta-
— 57 —
— 59 —
кое конструктивное решение стабилизирует форму покрытия и способствует распределению неравномерных нагрузок на несколь-і ко несущих вант.
В качестве примера устройства комбинированного покрытия на рис. V.6 'показано конструктивное решение павильона Совета Европы на Всемирной выставке в Брюсселе в 1958 г. В покрытщ этого сооружения продольные ванты работают совместно с поперечными фермамн-распорками, которые имеют рыбообразное очертание и опираются на трубчатые стойки по периметру здания.
В 1976 г. покрытие комбинированной системы было возведено над катком с искусственным льдом в Зври (Франция). Конструктивное решение покрытия соответствует схеме на рнс. V.5,a, только бортовые железобетонные элементы расположены на разных уровнях. Сооружение имеет размер в плане 70X 36 м. Пролет 70 м перекрыт 13 вантамн, поперек которых уложены трехгранные трубчатые стальные фермы. Стабилизация формы покрытия обеспечн-! иается массой ферм, профилированного настила, утеплителя и гидроизоляционного ковра.
Подвесные покрытия состоят нз жесткой конструкции н внешних вант, закрепленных на стойках или пилонах. Такие покрытия имеют разнообразные конструктивные решения (рис. V.7—V.9). Байтовые подвески с инженерной точки зрения можно эффективно использовать в плоскостных н пространственных системах покрытий: они перераспределяют усилия в жестких балках и фермах, позволяя уменьшить нх поперечное сеченне, создают возможность перекрывать значительные пролеты. Подвесные покрытия имеют большую жесткость, чем вантовые системы. Однако эти покрытия не нашли широкого применения по следующим основным причинам: при наружном расположении ванты подвергаются коррозии, что усложняет и удорожает их эксплуатацию; воздействие температурных перепадов на ванты вызывает вертикальные смещения подвешенной системы; конструктивные схемы ограничивают планировочные решения зданий.
