Виды большепролетных конструкций
Проектирование большепролетных зданий сегодня стало обычной практикой, даже в проекте школы или детского сада для перекрытия большого спортивного зала или столовой потребуются фермы.
При проектировании большепролетных конструкций на одном из первых этапов сравнивают различные типы и выбирают наиболее целесообразные из них.
Классификация конструкций включает следующие категории:
- плоские покрытия, к ним относятся покрытия по балкам, покрытия по фермам, покрытия по рамам, покрытия по аркам и плиты-настилы;
- пространственные покрытия, они делятся на пространственные системы, складки, оболочки и висячие стержневые системы.
Пространственные системы имеют гораздо более широкую классификацию, чем плоскостные. Самой широкой является категория оболочки, они делятся на железобетонные, металлические и мягкие. Железобетонные в свою очередь делятся на плиты оболочки, оболочки положительной Гауссовой кривизны, оболочки отрицательной Гауссовой кривизны, оболочный нулевой Гауссовой кривизны. Металлические конструкции делятся на мембранные оболочки и сетчатые стальные конструкции. Мягкие оболочки делятся на тентовые конструкции и пневматические конструкции.
В общественных и промышленных зданиях для покрытия как правило применяют плоскостные конструкции. В них работа основана на передаче усилия на опоры. Этот тип конструкции широко применяется и хорошо изучен, разработаны типовые проекты для зданий пролетом до 36 метров.
Не всегда конструкции покрытия остаются видны в интерьере общественных зданий, довольно часто их закрывают подвесным потолком. В промышленных зданиях наоборот в подвесном потолке нет необходимости, все конструкции остаются видны, что обеспечивает простоту визуального осмотра всех узлов и сопряжений. Эта мера во многом влияет на безопасность эксплуатации.
Одна из давних неослабевающих тенденций - применение интересных конструктивных решений, которые с одной стороны являются неотъемлемой частью каркаса, а с другой выполняют и значительную эстетическую функцию, как главные аттракторы внимания, приковывающие взгляды. Такая архитектура позволяет создавать запоминающиеся и сложно повторимые образы, которые не оставляют равнодушным. Стоимость таких проектов и стоимость строительства как правило увеличивается из-за того, что применяются нестандартные решения, поэтому в простых общественных зданиях не используют этот прием.
Конструирование и расчет узлов большепролетных конструкций
Разработка любого проекта сопряжена с определёнными сложностями, каждый проект разрабатывается под конкретные условия, даже если речь идет о простой привязке. Но, когда необходимо запроектировать большепролетные конструкции ответственность работы проектировщиков возрастает в разы, такие здания вмешают большое количество людей, следовательно, должны быть соблюдены все требования по прочности, надежности и пожарной безопасности.
На условной схеме показывают каркас большепролетной конструкции. На схеме необходимо показать балочные или рамные несущие системы, а также условно нанести компоновочную схему. Как правило компоновочная схема большепролетных зданий близка по структуре к каркасам производственных зданий, поскольку обе схемы выполняются по схожим принципам.
В рамных покрытиях компоновка может быть:
- поперечной, то есть несущие рамы расположены поперек здания, такая планировка характерна для промышленных объектов;
- продольной, такая схема встречается в ангарах. Основная рама располагается в направлении большего размера, на нее будут опираться поперечные фермы.
Чтобы обеспечить устойчивость рам, в верхних и нижних поясах устанавливают крестовые связи.
Рисунок 1. Конструкция и расчетная схема двухшарнирной арки. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Для арочных систем как правило шаг применяется равным 12 метрам, на эти арки укладывают главные прогоны, на них должны быть уложены поперечные ребра, поверх ребер настил.
Если арки и рамы имеют большую высоту, то используют устойчивые блочные конструкции, образованные спариванием плоских арок и рам.
После того, как определена компоновочная схема плана, оценивают количество узлов и соединений, которые необходимо рассчитать и проверить. К ним будут относиться узлы опирания балок / ферм на колонны, узлы соединения элементов в фермах.
