Тънкостенни пространствени конструкции
Тънкостенните пространствени конструкции са системи, образувани от черупки (тънки плочи) и контурни (странични) елементи - диафрагми - под формата на греди. Ферми, арки, греди, опорни пръстени и др. На черупките се придават очертанията на извити повърхности или многостени. Те едновременно изпълняват функцията на носещи и ограждащи елементи на покритието.
Отличителна черта на такива системи е работата в две или повече посоки, в резултат на което се постига равномерно разпределение на вътрешните сили при статични и динамични натоварвания и следователно пространствената твърдост и носещата способност на конструкцията се увеличават със значителни икономии на материал; постига се значително намаляване на теглото в сравнение с покрития от плоски елементи (покривни панели, ферми, арки и др.). Пространствените покрития, притежаващи изразителността на формите, задоволяват функционалните и естетическите изисквания на съвременната архитектура.
Пространствените структури, осигуряващи гъвкаво оформление на проектираните обекти, са особено подходящи при изграждането на широкообхватни (без междинни опори) обществени сгради за различни цели. Опитът в изграждането на пространствени покрития у нас и в чужбина показва, че те се използват успешно за малки (до 24 m), средни (до 36 m) и големи участъци (до 100 m и повече).
Не е възможно да изберете универсален атрибут и да групирате пространствени структури според него, тъй като всяка класификация ще бъде условна. Можем да говорим само за материала на конструкцията, геометрията и метода на формиране на повърхността, плоскост и стръмност, обхват, метод на опора, очертание на плана на сградата, структурнахарактеристики и др.
Ориз. 3.11 Примери за тънкостенни пространствени покрития:
a, b- подова настилка (сводеста, хиперболична);c, d– гънки (трапецовидни, триъгълни);d– дълга цилиндрична черупка;e– същото, навес;g– къса цилиндрична черупка;h– коноидна обвивка;и- вълнообразен свод;к– обвивка с положителна кривина;l– същото, с отрицателна кривина;m– гладък купол;n– вълнообразен купол;o– обвивка на фунията;p– покритие за тента;р– висяща черупка
В зависимост от геометричната форма и метода на формиране на повърхността се разграничават следните видове тънкостенни пространствени покрития: подови плочи с голям обхват, цилиндрични черупки (единична или нулева кривина на Гаус), черупки с двойна положителна и отрицателна кривина на Гаус на правоъгълен план, вълнообразни сводове, черупки на въртене (куполи), гънки с различни форми на напречно сечение, висящи черупки, палатка- тип полиедрични куполи, фуниеобразни черупки, композитни черупки, образувани от няколко елемента на пресичащи се повърхности с произволна форма. Съвременните пространствени системи ви позволяват да създавате разнообразие от конструктивни форми, които реализират почти всички идеи на архитекта (Фиг.3.11).
Според геометричните очертания (кривина) на повърхността, пространствените покрития могат да бъдат с единична или двойна кривина (Фиг.3.12); на база кривина - положителна и нулева гаусова кривина. Гаусовата кривина е произведение на главните кривини:1/R=(1/R1)x (1/R2), къдетоR1иR2са радиусите на взаимно перпендикулярни сечения на извита повърхност в даденаточка
Фиг.3.12 Примери за черупки с различна кривина
а– единична кривина (цилиндрична обвивка);b– двойна кривина (трансферна обвивка);1– черупка (тънкостенна плоча);2– диафрагма (дизайн с плосък контур);3– страничен елемент;4– колонен
Своде пространствена структура с постоянен криволинеен профил и праволинейни образуващи. Две от тях (обикновено маргинални) служат като опори. Арката може да бъде очертана от произволна изпъкнала крива - дъга от окръжност, парабола, верижна линия и др. Арките с призматично (многоъгълно) очертание се състоят от прави участъци, вписани в съответната крива. По надлъжните ръбове (по протежение на генератора) сводовете могат да лежат на стени, колони, рамки или основи. Характерът на статичната работа на свода е подобен на арката. Тягата трябва да се приема или от опори (стени, ивични основи и др.), или от пуфове.
Според формата на напречното сечение сводовете се разделят на цилиндрични (с праволинейна образуваща на повърхността), нагънати и вълнообразни (фиг.3.13). Придаването на сечението на арките на сгънат (триъгълен, трапецовиден) или вълнообразен контур увеличава твърдостта и носещата способност на покритието.
Фиг.3.13 Основните видове трезори:
а– гладък;b– вълнообразен;c, d– сгънати
Рядко се срещат цилиндрични гладки сводове с плътно сечение, които в миналото са били изградени от камък или тухла. Най-често се проектират със стоманобетонни сглобяеми конструкции. Сгънатите и вълнообразни сводове са изработени от стоманобетон, армиран цимент и пластмаса. Тези покрития обикновено са многослойни или многовълнови с малки гънки (вълни) в сравнение с дължината на обхвата:l/b≥ 4,(Фиг.3.14). Сводестите покриви са предназначени за правоъгълни по отношение на единични и многослойни сгради. Според статичната работа и конструктивното решение, сводовете, подобно на арки, са с две панти, с три панти и без панти.
Фиг.3.14 Напречни сечения на сводове:
a, b- сгънати;v– навес;d,e,e– криволинейни
Сводестите покриви се изграждат от монолитен, сглобяем и сглобяем монолитен стоманобетон. Монолитните сводове се проектират предимно цилиндрични, а нагънати и вълнообразни - изключително рядко. дебелината на плочата на монолитна дъга трябва да бъде най-малко 40 мм, а на сглобяема - най-малко 30 мм.
Вълнообразните и сгънати арки от стоманобетон или армиран цимент са леки и икономични. Обхватът им е от 12 до 120м. Подемната стрелаf(включително), в зависимост от предназначението и размера на сградата, метода на възприемане на тягата, архитектурните изисквания и други условия, се взема в диапазона от ½ до 1/10 от обхватаl. Оптималната ширинаbна гънките (вълните) е (1/8…1/10)l. При участъци до 24 m ширинатаbобикновено е 3 m или по-малко, а при големи участъци - 3…12 m. височината на сечениетоhот условието за стабилност е зададена равна на (1/30…1/60)l. Намалената дебелинаtна плочата (стената) на свода е приблизително (1/400…1/600)l.
Трезори от пластмаса, дърво и метал.
За покрития с използване на пластмаси най-често се използват вълнообразни сводове. Обхванатите от тях участъци достигат до 40м. основният структурен материал е полиестерно фибростъкло, едно от предимствата на което е полупрозрачността, достатъчна, за да се направи без светлинни отвори.
Предназначени са еднослойни оребрени арки от профила на фибростъклонеотопляеми сгради без фенери с разстояние до 20м. Покривните елементи с дебелина от 2 до 5 mm се изработват под формата на едно- и многовълнови профили с определена кривина с ширина 0,75 ... 1,5 m и височина на вълната до 0,6 m. От тях обикновено се сглобяват сводове с три панти.
Има разработки на вълнообразни арки с разстояния до 30 m от елементи от шперплат с двойна кривина.
Сводестите покрития от дърво, пластмаса и метал не са намерили широко приложение в строителството, но имат потенциал и се изпълняват успешно в стоманобетон и армиран цимент.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:
Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)наистина е необходимо