Навигация
Конструктивные формы вантовых покрытий
25068
знаков
0
таблиц
22
изображения
1. Конструктивные формы вантовых покрытий
Вантовые покрытия можно применять для покрытий зданий практически любого очертания в плане. Вантовые покрытия могут различаться по конструкции заполнения покрытия (легкие или тяжелые покрытия) и по геометрической форме поверхности (цилиндр, конус, эллипсоид, гиперболический параболоид, складки и т.п.). В качестве определяющих признаков различных конструктивных форм приняты кривизна поверхности покрытия и тип тросовой системы.
Система из одиночных тросов. Несущая конструкция покрытия состоит из параллельно расположенных растянутых элементов (тросов), образующих вогнутую поверхность. Для системы этого типа необходима тяжелая конструкция заполнения покрытия. Заполнения выполняют преимущественно из кессонированных сборных железобетонных плит. При малых пролетах покрытия бетонное заполнение может быть без предварительного напряжения. При больших пролетах необходимо предварительное напряжение бетона для ограничения трещинообразования, одновременно ограничивается деформативность конструкции.
Вантовые покрытия с параллельными одиночными тросами применяют для прямоугольных в плане зданий (рис.3).
Двухпоясные вантовые системы. Несущие элементы таких систем состоят из несущего и стабилизирующего тросов, имеющих кривизну разног знака. Двупоясные системы выполняют обычно в виде тросовых ферм, в которых несущий и стабилизирующий тросы связывают между собой стержнями круглого сечения или тросовыми растяжками (рис. 4).
Преимущества двухпоясных вантовых систем в том, что загруженной собственным весом покрытия тросовой ферме предварительным напряжением можно придавать очертания, соответствующее веревочной кривой для преобладающей временной нагрузки, при этом существенно ограничивается деформативность конструкции. Тросовые фермы отличаются высоким значением декремента затухания колебаний и, следовательно, достаточной надежностью при динамических воздействиях.
Оптимальная величина стрелы провеса (подъема) поясов тросовых ферм для верхнего пояса составляет 1/17 - 1/20, для нижнего пояса 1/20 - 1/25 соответствующего пролета.
На рис. 5 показана схема покрытия с тросовыми фермами на прямоугольном плане. Такие покрытия можно применять и для многопролетных зданий, поскольку величина горизонтальных составляющих опорных реакций, передаваемых на анкерные фундаменты, не зависит от числа пролетов.
Системы из одиночных тросов. Покрытия этого типа могут быть в плане различного очертания, чаще всего их выполняют с круговым планом. Растянутые элементы (тросы) располагают радиально, реже - по хордам. Круговое покрытие в форме вогнутой поверхности вращения ограничиваются по контуру сжатым опорным кольцом. Радиальные тросы, усилия в которых одинаковы при равномерной нагрузке, прикрепляются в середине к растянутому центральному кольцу (рис. 6,а). Устанавливая в центре опору, получают шатровое вантовое покрытие (рис. 6, б).
Заполнение покрытия выполнено из кессонированных сборных железобетонных плит трапециевидного очертания различных размеров.
Вантовые покрытия из одиночных тросов часто применяют и для перекрытия эллиптических планов. Недостаток этого типа покрытий состоит в том, что усилия в тросах при равномерной нагрузке оказываются неодинаковыми, вследствие чего в наружном кольце возникают и сжимающие усилия, и изгибающие моменты. В еще большей степени проявляется этот недостаток в покрытиях с прямоугольным планом. Известны покрытия круглые в плане с применением вантовой фермы Яверта: вантовое покрытие, включающее несущий и стабилизирующий пояса, образующие собой вантовые сети с четырехугольными ячейками, смещенными в плане относительно друг друга, и объединенные зигзагообразными раскосами в пересекающиеся наклонные вантовые фермы с треугольной геометрически неизменяемой решеткой, отличающееся тем, что несущий и стабилизирующий пояса, а также соединяющая их раскосная решетка выполнены непрерывными зигзагообразными вантами, которые пропущены через установленные в углах ячеек вантовых сетей соединительные элементы замкнутого профиля с криволинейной внутренней поверхностью, с образованием между ними участков взаимно пересекающихся наклонных вантовых ферм. Пояса которой объединяет наклонная треугольная раскосная решетка. Недостатком фермы Яверта является большой собственный вес, сложность сборки и трудоемкость монтажа.
Складчатые радиальные покрытия с вантовыми фермами
а - система Яверта (раскосы условно ас показаны); б - варианты складок при вертикальном расположении вантовых Дерм
Двухпоясные системы. При конструировании таких систем используют те же принципиальные решения, что и для двухпоясных систем одинарной кривизны или покрытий двоякой кривизны из одиночных тросов.
Некоторые формы круговых двухпоясных систем показаны на рис. 7; возможны и комбинированные системы из радиальных и параллельных вантовых ферм.
Перекрестные системы (тросовые сетки). Эти сетки образуются двумя взаимно ортогональными семействами параллельных тросов (несущих и стабилизирующих); поверхность покрытия при этом имеет седловидную форму.
Применение перекрестных систем дает архитекторам возможность создавать весьма разнообразные формы вантовых покрытий (рис. 8).
Для перекрестных вантовых систем оптимальная величина стрелы подъема стабилизирующих тросов составляет 1/12 - 1/15 пролета, а стрелы провеса несущих тросов 1/25 - 1/75 пролета.
Перекрестные вантовые системы сочетаются с легкими кровельными покрытиями, в качестве, которого часто применяют сборные плиты из легкого бетона или армоцемента.
Ввиду малого собственного веса покрытий из тросовых сеток существенное значение приобретает ветровая нагрузка. Существует опасность появления флаттера (динамической неустойчивости) таких покрытий, особенно при малой кривизне.
Конструкции этого типа характеризуются повышенной чувствительностью к температурным воздействиям. Для них опасны также динамические нагрузки, особенно при больших пролетах.
Струнное покрытие состоит из параллельно расположенных стальных струн (диаметром до 5 мм), которые натягивают между жесткими (неподвижными) торцевыми конструкциями. Чтобы ограничить прогибы струн и предотвратить их поднятие при ветровом отсосе, струны подкрепляются в пролете балками или фермами, располагаемыми с шагом до 12 м. Такая конструкция и может быть использована для протяженных в плане покрытий железобетонных платформ, складов и промышленных зданий.
Другой возможный тип конструкции покрытия - ортогональная тросово-балочная сетка, образованная семейством тросов и семейством перпендикулярных к ним жестких балок (рис. 9).
Высокие прочности свойств тросов эффективно используются в разного рода плоскостных и пространственных конструкциях из стали или железобетона с вантовыми подвесками (рис. 10).
Похожие работы
... в столь далекое будущее всегда рискованно, однако корпорацией "Энергия" уже получен патент на орбитальную станцию подобного типа. КОСМИЧЕСКИЕ ТРОСОВЫЕ СИСТЕМЫ: ВЗГЛЯД ИНЖЕНЕРА И МЕХАНИКА Что могут тросовые системы в космосе? Тросовые системы в перспективе могут овладеть чрезвычайно широким набором "профессий" в космосе. Рассмотрим кратко схемы, обсуждаемые в литературе. Как известно, ...
... добавки: V = Ргод. / ук * 0,2 = 1,095 т / 0,9 т/м3 х 0,2 = 0,24 м3 (20% от годового потребления). Потребность в хранилищах на стойловый период: Травяная мука: хранится за территорией фермы в 5-ти хранилищах. Силос: 2 силосных траншеи на 200 т (12 х 60 м) Картофель: 2 хранилища на 650 т (25 х 30 м) Концентрированные корма: доставляются с комбикормовых предприятий в 1 склад объемом 2500 м3, ...
... стихийного бедствия. Бронированное стекло обеспечивает повышенную безопасность здания. Фасадное остекление без бронирования - не безопасно. Как известно, лучше перестраховаться, чем недостраховаться. Бронированное стекло фасадного остекления - это вложение в свободу. Свободу от опасностей. Жизненно необходимо для зданий специального назначения, режимных учреждений, банков, престижных деловых и ...
... Кабельная линия (КЛ) как электроустановка состоит из следующих элементов: собственно кабеля (или кабелей), оборудования для соединения и секционирования участков кабеля и присоединения концов кабеля к аппаратуре и к шинам распределительных устройств (кабельная арматура), а также аппаратуры подпитки маслом или газом (для масло - и газонаполненных кабелей). Кабели могут прокладываться не только в ...
0 комментариев