Пространственные покрытия

В основу конструкции  положены два элемента — пирамидальная (1500X1500 мм, высотой 900 мм) и ребристая  плита. В промежутках между пирамидами прокладываются инженерные коммуникации (электропроводка, воздуховоды и  т. д.). Из гипсолитовых плит, закладываемых  между пирамидами, образуются каналы для раздачи и забора воздуха. Монтаж покрытий ведется укрупненными блоками размером до 12 ООО мм. Из этих элементов могут образовываться покрытия с произвольным планом пролетов до 24 ООО мм.

Пространственные  покрытия, представляющие собой цельносваренную структурную конструкцию, монтируют методом подъема в целом виде. Укрупнительную сборку и сварку покрытия выполняют на спциальных рельсовых и шпальных клетках высотой 1,2 м с домкратными устройствами, обеспечивающими возможность точной выверки положения элементов по вертикали.

Для подъема покрытий на оголовок каждой из опорных колонн либо временных стальных мачт устанавливают  гидравлические домкраты, штоки которых  присоединены к специальным монтажным  обоймам, прикрепленным к покрытию и охватывающим колонны, или применяют  леточные гидравлические подъемники. Мачты, состоящие из четырех стоек, попарно охватывающих бортовые балки, устанавливают в местах крепления постоянных стальных колонн. Для пропуска двух монтажных стоек сквозь настил в последнем предусмотрены специальные отверстия. Перед подъемом покрытия к нижним полкам бортовых балок подвешивают шарнирно колонны, располагая их в наклонном положении наружу.

По мере подъема  покрытия подвешенные колонны выравнивают, пока они не займут вертикального  положения. Подъем покрытия производят в три этапа. Сначала покрытие поднимают с опорных клеток на высоту 1 м и оставляют в этом положении в течение времени, необходимого для проверки надежности работы домкратов, прочности подвесок и для некоторой упругой осадки всей системы. Затем покрытие поднимают  на полную высоту стальных колонн. После  выверки вертикального положения  всех колонн покрытие поднимают еще  на 15 см, что позволяет закрепить  опорные шарнирные части между  оголовками стоек и нижней полкой бортовых балок.

4 Достоинства, недостатки  и возможные сложности при  возведении данных сооружений 
 

В основном применяются  тонкостенные пространственные покрытия промышленных зданий, в которых промежуточные  опоры невозможны или нежелательны. В отличие от плоскостных тонкостенные пространственные покрытия промышленных зданий более экономичные по расходу материала. Так бетона требуется в среднем на 30% меньше, металла - на 20%.

Большое разнообразие пространственных конструкций покрытий, их возможность и целесообразность применения в промышленном строительстве  являются вопросом, требующим специального рассмотрения.

Недостатками висячих  конструкций следует считать  сложность уст¬ройства опорных конструкций для восприятия распора (особенно при прямо¬угольной форме плана), а также сложность обеспечения общей пространственной жесткости системы.

Материал оболочек должен быть воздухе- и влагонепроницаемым, эластичным, прочным, легким и долговечным. В большей мере этим требованиям удовлетворяют синтетические пленки (армированные) и технические ткани.

Геометрическая форма  волнистого свода способствует естественной организации наружного водоотвода. Однако при сборной конструкции  свода опорный элемент может  создавать преграду водостоку. Во избежание  застоя воды и протечек по стыку  свода с опорным элементом  устраивают забутовку между волнами.

5 Примеры. Зарубежный  опыт. Перспективы 
 

Тонкостенные пространственные конструкции очерчиваются в общем  случае по кривым поверхностям.

Такие конструкции  появились в строительстве около 50 лет назад (кроме куполов, появившихся  значительно раньше).

В СССР первыми были построены монолитные цилиндрические оболочки над резервуаром для  воды в Баку (1925 г.), затем в зданиях  Харьковского почтамта (1928 г.), Московской автобазы (1929 г.), Ростовского завода сельскохозяйственных машин (1931 г.), а  впоследствии на многих других объектах.

Первый железобетонный купол был сооружен над Московским планетарием (1929 г.), позже купола были сооружены над Новосибирским  оперным театром (1934 г.), Московским театром сатиры (1939 г.) и т. д.

Представляет интерес  здание цирка, выполненное в виде двух сборных железобетонных складчатых усеченных конических оболочек, соединенных  между собой по большим основаниям распорным кольцом диаметром 72 м [1]. Проект разработан в ЗНИИЭП им. В.А. Мезенцева, а здания цирков построены  в Бишкеке и Ашхабаде в зонах 9-балльной сейсмичности.

Форма покрытия спортивного  зала "Дружба" (рис. 4, а) в плане  овальная с пролетом по диагонали  около 96 м, наибольшая высота здания - 23 м. Конструктивная система здания состоит  из центральной пологой сферической  оболочки пролетом 48 м, которая опирается  по периметру на 28 боковых складчатых оболочек, между нижними ярусами  которых расположены витражи, имеющие  на фасаде треугольную форму. Пологая оболочка собрана из 312 цилиндрических железобетонных ребристых плит. Все боковые складчатые оболочки сборные, имеют ромбический план с диагоналями 7,5 и 26 м. Центральную пологую оболочку монтировали укрупненными монтажными блоками, боковые складчатые - целиком после сборки на специальном стенде.

В настоящее время  пространственные конструкции находят  применение для покрытий больших  пролетов ангаров, стадионов, гаражей, сборочных цехов, рынков, концертных и спортивных залов, вокзальных и  выставочных помещений и т. п.