Ванты
Вантовые конструкции предоставляют архитекторам невероятные возможности, за счет распределения нагрузки здания получаются легкими и воздушными, а не массивными.
Вантами называют металлические тросы, которые используют в качестве растяжек, удерживающих мачту, башни, трубы или ветродвигатели и обеспечивающих их устойчивость.
К вантовым конструкциям относятся:
- висячие вантовые покрытия;
- вантовые мосты;
- подвесные вантовые конструкции с одним пилоном;
- консольно-вантовые конструкции;
- висячие мосты;
- конструкции башенного типа.
С момента активного развития большепролетных строений вантовые конструкции получили широкое распространение. Они позволяют экономично перекрыть большие площади без устройства дополнительных опор. Материалоемкость таких решений очень мала, при этом возможности, которые они предоставляют необычайно широки. В процессе возведения покрытия обычно не требуется сложная система строительных лесов, при этом доставляют ванты свернутыми в бухты, что снижает расходы на транспортировку.
Вантовые конструкции закрепляются на опорном контуре, который является основным конструктивным элементом, он способен работать на как сжатие, так и на изгиб.
Основным недостатком вантовых конструкций является их высокая деформативность, ванты меняют свою геометрическую форму вслед за изменением нагрузки. Для снижения деформативности применяется стабилизация с помощью пригрузки, с помощью применениями жестких элементов, с помощью применения висячих ферм, с помощью перекрестных систем.
По форме вантовые конструкции могут быть однопоясными с параллельными вантами, однопоясными с радиальными вантами, двухпоясными с параллельными вантами, двухпоясными с радиальными вантами, мембранными, струнным, комбинированными.
История развития вантовых конструкций в России неразрывно связана с именем выдающегося инженера прошлого века В.Г. Шухова, именно он впервые предложил, апробировал и внедрил в практику использование вантовых конструкций. Его патент послужил началом новой эпохи инженерной мысли, когда на смену привычным фермам пришли сетчатые покрытия.
Рисунок 1. Муромский вантовый мост. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Бухта – это название отрезка изделия, в данном случае стального троса, свернутого кольцами. Сами тросы могут быть одинарной или двойной свивки, они изготавливаются из высокопрочной стальной проволоки. Такой способ транспортировки позволяет избежать повреждений.
Вантовые мосты
В вантовых мостах используются вантовые фермы, которые обеспечивают работу всех элементов. Вантовые мосты имеют долгую историю, самый первый мост появился еще в 1932 году, он был перекинут через реку Магану, которая расположена в Грузии. Современная вантовая система использовалась уже в шведскому мосту, построенном в1956 году, в Росси самый выдающимся проектом прошлого века является Октябрьский мост в Череповце, он был завершен к 1979 году. Самым протяженным вантовым мостом считается Русский мост, перекинутый через знаменитый на весь мир пролив Босфор, его длина более километра.
Применение вантовых конструкций при строительстве мостов стало крайне целесообразным по следующим причинам:
- легкие конструкции не требуют массивных фундаментов, они просты в монтаже;
- вантовые конструкции имеют большую перекрывающую способность, с которой не сможет сравниться другая конструктивная система;
- материалоемкость низкая, так снижается стоимость логистики, хранения и изготовления;
- высокая архитектурная привлекательность объектов.
К существенным ограничениям применения вантовых мостов относится то, что их нельзя использовать для железнодорожных путей. Из-за пониженной по сравнению с железобетоном жесткости вантовые конструкции применяют лишь для автомобильных и пешеходных мостов. Исключения могут быть сделаны, если мост имеет удовлетворяющую условиям балку жесткости.
Вантовые конструкции были особенно распространены в советское время, когда архитектуре были свойственны эксперименты и новаторство. При этом вантовые конструкции становились важной частью всего образа здания, натянутые стальные тросы задают собственную ритмику. При взгляде на такой объект невольно представляешь себе какая многотонная нагрузка приходится на тонкие и изящные ванты, но за их внешней легкостью скрывается невероятный запас прочности. Совместная работа всех натянутых тросов позволяет перекрывать многометровые пролеты и создавать гибкие пространства.
