Содержание

Введение
АРХИТЕКТУРА
  1. Общие понятия об архитектуре
  2. Архитектура Древнего Египта
  3. Архитектура античной Греции
  4. Римская архитектура
  5. Архитектура Востока
  6. Русская архитектура
  7. Архитектура Казахстана в эпохи средневековья
  8. Современная архитектура Казахстана
  9. Архитектура – визитная карточка и знаковые сооружения страны
  10. Лучшие и знаменитые архитекторы и инженеры
  11. Композиция и пропорция в архитектуре
  12. Единая модульная система (ЕМС) в строительстве
  13. Математические модели типизации и унификации
  14. Этапы архитектурно-строительного проектирования
  15. Классификация гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений
  16. Конструктивные элементы здания
АРХИТЕКТУРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ
  1. Несущий остов здания
  2. Несущий остов тонкостенных и гибких сооружений
  3. Основания и фундаменты
  4. Глубина заложения фундамента
  5. Стены
  6. Перегородки
  7. Покрытия и кровля
  8. Перекрытия
  9. Полы
  10. Окна и двери
  11. Конструкции балконов, эркеров и лоджий
  12. Лестницы
  13. Пандусы, лифты и эскалаторы
  14. Объемно-планировочные решения жилых домов
  15. Объемно-планировочные решения общественных зданий
  16. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций жилых домов
АРХИТЕКТУРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
  1. Классификация промышленных зданий
  2. Несущие конструкции одноэтажных зданий
  3. Несущие конструкции многоэтажных здания
  4. Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий
  5. Инженерные системы оборудования зданий и сооружения
  6. Размещения промышленных районов по розе ветров
СТРОИТЕЛЬСТВО В РАЙОНАХ С ОСОБЫМИ ПРИРОДНЫМИ УСЛОВИЯМИ
  1. Строительство в сейсмических районах
  2. Землетрясения и сейсмостойкие здания в Казахстане
  3. Строительство в вечномерзлых грунтах
  4. Строительство в районах с просадочными грунтами
  5. Строительство на подрабатываемых территориях
  6. Строительство на севере - восточных областях и в районах с жарким климатом
  7. Физический и моральный износ зданий и его элементов
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОНСТРУКТИВНЫХ И ОБЪЕМНО – ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ ЗДАНИЙ
  1. Относительные стоимости и приведенные затраты по конструкциям зданий
  2. Технико – экономические показатели объемно – планировочных решений
  3. Оптимизация геометрических параметров зданий
КОМФОРТНЫЕ УСЛОВИЯ В ПОМЕЩЕНИЯХ
  1. Звукоизоляция ограждающих конструкций
  2. Тепло и звукоизоляционные материалы
  3. Воздухопроницаемость
  4. Влажностный режим (паропроницаемость, образование конденсата)
АРХИТЕКТУРА МОСТОВ
  1. Общие сведения и история мостов
  2. Русская школа мостовиков
  3. Крупные казахстанские мосты
  4. Основные виды мостов
  5. Эксплуатационно-технические характеристики мостов
  6. Элементы моста и статические схемы
  7. Разводные и комбинированное мосты
  8. Общие сведения о опорах мостов
  9. Определение мостовых терминов
ПОНЯТИЕ О СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ
  1. Основные нормативные положения проектирования
  2. Рекомендации по выбору конструктивных схем зданий
  3. Рекомендации по выбору материалов конструкций
  4. Нагрузки и воздействия для расчета конструкций
  5. Достоинства и недостатки строительных материалов и конструкций
  6. Особенности проектирования железобетонных конструкций для работы в условиях высоких и низких температур
  7. Железобетонные конструкции, находящиеся в условиях жаркого климата и агрессивных сред
  8. Каменные конструкции, возводимые в зимнее время
  9. Технико-экономическая оценка железобетонных конструкций

Несущий остов тонкостенных и гибких сооружений

К тонкостенным пространственным конструкциям относятся оболочки, складки и шатры. Современные пространственные покрытия бесконечно разнообразны по формам и размерам и наилучшим образом отвечают высоким требованием современной архитектуры большепролетных общественных зданий.

Оболочки бывают одинарной и двоякой кривизны. К первым принадлежат оболочки, представляющие собой цилиндрическую или коническую поверхность. Оболочки двоякой кривизны могут быть оболочками вращения с криволинейной образующей (купол, гиперболический параболоид, эллипсоид вращения, поверхность тора и т.д.) или оболочками переноса с постоянной кривизной в вертикальных плоскостях по всем последовательно расположенным сечениям. Оболочки могут быть созданы и комбинациям различных криволинейных пересекающихся или соприкасающихся между собой поверхностей. По структуре оболочки могут быть гладкими, выполненными из монолитного железобетона на жесткой или пневматической опалубке, ребристыми, сетчатыми и волнистыми (гофрированными), которые в основном изготавливаются из сборного железобетона (рис.2.5.)

Цилиндрические оболочки имеют круговое или параболическое очертание и опираются на торцевые диафрагмы жесткости, которые могут быть выполнены как стены, фермы, арки или рамы. В зависимости от длины оболочек их делят на короткие, у которых пролет по продольной оси L не более чем полторы длины волны l(где под длиной волны подразумевают пролет в поперечном сечении), и на длинные, у которых L ≥ 1,5l. Последнем случае внутри пролета L устанавливают дополнительные диафрагмы жесткости. По продольным краям оболочек предусматриваются бортовые элементы, где размещается продольная арматура, позволяющая оболочкам работать вдоль продольного L подобно балке.

Купольные оболочки представляют собой поверхность вращения вокруг вертикальной оси некоторой геометрической кривой (кругового сегмента, параболы и т.д.). В большинстве купольные оболочки представляют собой часть поверхности шара, опирающегося по всему периметру или на отдельные точки, расположенные по контуру (рис.2.5). Купольная оболочка наиболее простата и экономична по расходу материала.

Висячими покрытиями перекрывают огромные пролеты от 30 до 200м и более при наиболее экономичном расходовании конструктивных материалов. Расход стали на висячие покрытия пролетом 60 – 80м и составляет 10-20кг/м2, тогда как применения стальных ферм или рам для перекрытия такого пролета требует расходы металла 80-150кг/м2 (рис.2.6, 2.7). К этому в висячих покрытиях надо прибавить расход железобетона на опорный контур, составляющий обычно 0,04-0,08м3 на 1м2 перекрытой площади. При дальнейшем увеличение пролетов экономическое преимущество висячих покрытий становится еще более значительным. Объясняется это тем, что металл в несущих пролетных конструкциях работает на чистое растяжение, т.е. наиболее выгодно, в то время как элементы опорного контура воспринимают в основном сжатие, а поэтому в них весьма рационально используются бетон и железобетон.

Все висячие покрытия – распорные конструкции, причем распор тем больше, чем отношение стрелы провисания f к пролету L меньше. Обычно относительное провисание висячих покрытий f/L принимается в границах от 1/10 до 1/20.

Распор от висячих конструкций передается либо на опорный контур, который им воспринимается, либо в грунт через стойки и оттяжки, заанкеренные в землю или заделанные в массивные части здания.

Мембранные покрытия отличаются от тентовых тем, что изготавливаются в основном из металлического листа, натянутого на жесткий опорный контур(рис.2.8). Такие покрытия могут перекрывать пролеты больших размеров.


Рисунок 2.5 Тонкостенные пространственные конструкции а – купол из стеклопластика в виде секторов гиперболических поверхностей; б – покрытия из железобетонных гипаров; в – 13-лепестовый волнистый железобетонный купол рынка в Руайяне Франция.


Рисунок 2.6 Висячие конструкции: а – радиальные расположения нитей; б – параллельные расположений нитей.


Рисунок 2.7 Проекты покрытий с использованием вантовых систем: а – над трибунами стадиона (Москва); б – спортзала в г.Бакэу Румыния.


Рисунок 2.8 Принципиальные схемы пространственных и пневматических конструкций: а – мембранное покрытия в Крылатовском; б – дворец спорта в Бишкеке; 1 – поперечные стабилизирующие двутавры; 2 – подбор; 3 – железобетонный пояс; 4 – стальной лист толщиной 2мм; 5 – продольные направляющие из швеллеров; в – воздухоопорное здание; г – арка низкого давления; д – арка высокого давления; 1 – шлюз; 2 – оболочка; 3 – монтажный шов (при необходимости); 4 – вентиляторная установка; 5 – анкеровка; 6 – опорный пояс; 7 – переходник; 8 – шитые швы; 9 – стальная опорная корзина.

Тентовые покрытия работают по принципу однопоясных предварительно напряженных сеток и отличаются от них тем, что предварительно натянутая ткань или пленка представляет собой одновременно несущие ограждающую конструкцию, такая ткань может быть предварительна натянута системой тросов подборов(рис.2.8.) или последовательным расположением несущих и стабилизирующих тросов. Особое внимание при проектировании тентовых покрытий следует обратить на то, чтобы участки ткани, не раскрепленные тросами, не превышали 4-5м и чтобы форма покрытия обеспечивала быстрый и удобный сток воды: задержка стока может привести к образованию водяных мешков и разрыву ткани.

Мягкие оболочки могут воспринимать внешние нагрузки только в состоянии предварительно натяжения. В строительных конструкциях оно может быть создано двумя способами: пневматическим или механическим. Первый способ приводит к созданию конструкций пневматических, второй - тентовых.

Пневматические конструкции. Различают два типа пневматических конструкций: воздухоопорные и воздухонесомые. Существуют также комбинированные конструкции, совмещающие в себе признаки обоих типов.

Воздухоопорная конструкция – это оболочка настолько больших размеров, что образуют целое здание или, по крайней мере, его покрытие. Поддерживается оболочка в состоянии способности противодействия внешним нагрузкам при сравнительно невысоким (200…500Па) внутренним избыточным давлении воздуха. Оболочка как бы опирается на множество невидимых колонн из сжатого воздуха, что и определило ее название – воздухоопорная(рис.2.8.).

Для подачи воздуха под оболочку используются вентиляторы низкого давления, но высокой производительности. Обычно они действуют непрерывно и поэтому к воздухонепроницаемости самой оболочки и герметичности ее соединений с основанием или входными устройствами высокие требования не предъявляются.
Сжатый воздух стремиться поднять оболочку, оторвать ее от основания, чему препятствует опорные (анкерные) устройства, которыми могут служить: винтовые сваи (штопора); бетонные блоки, образующие ленточный или прерывистый цоколь; массивные конструкции капитальных строений, перекрываемых воздухоопорной оболочкой.

Эксплуатационной особенностью воздухоопорных зданий является возможность обитания и деятельности человека в подоболочном пространстве, давление воздуха незначительно (на тысячные доли) превышает атмосферное и никакого воздействия на человека не оказывает.


© Учебное пособие: Архитектура – теоретический материал курса «Архитектурные конструкции». Хороший материал для работников инженерно-технических специальностей.