Висячие и вантовые покрытия. Оптимизация висячих и вантовых покрытий, страница 2

Критериями экономичности покрытий с висячими конструкциями могут быть взяты масса материалов, приходящаяся на измеритель, трудоемкость изготовления, стоимость. Но следует иметь в виду, что эти технико-экономические показатели не могут дать окончательный ответ о целесообразности применения данной конструкции в случае, когда ставится задача создания индивидуального сооружения, отвечающего высоким эстетическим требованиям и архитектурной выразительности.

2. Типы висячих покрытий

Системы висячих покрытий отличаются исключительно большим разнообразием. Это, в частности, объясняется необходимостью уменьшения влияния недостатков, присущих висячим конструкциям, создания более экономичных решений по стоимости, трудоемкости изготовления и монтажа пролетных конструкций и опорного контура. В основе классификации висячих покрытий лежат следующие признаки [13, 50, 55, 64]: форма сооружения в плане; форма геометрической поверхности покрытия; конструктивная схема висячих покрытий; структурные особенности покрытий; способы обеспечения жесткости покрытия; материал покрытия; степень индустриальности конструкций; характер работы опорного контура. По виду стабилизирующей конструкции висячие покрытия могут быть объединены в несколько групп:

1.  Однослойные висячие покрытия с одной   или   несколькими   системами   несущих  элементов   (рис. 1). Основное их преимущество — простота конструктивного решения и передачи распора на опорные  конструкции. Недостаток — повышенная   деформативность   при    воздействии временной нагрузки. Стабилизация покрытия осуществляется повышением доли постоянной нагрузки, превращением   вантового   покрытия    в    висячую    оболочку.

Рис. 1. Однопоясные висячие покрытия без стабилизирующих конструкций

а, б — из отдельных параллельно и радиально расположенных вант; в шатровое покрытие; г — с ортогональной сеткой вант на плоском контуре

2.  Висячие конструкции с продольной стабилизирующей системой. Увеличение постоянной нагрузки осуществляется   натяжением   несущего   троса   стабилизирующим или системой оттяжек (рис. 2). При расположении стабилизирующей системы выше несущей получаем кровлю, удобную для стока воды, но имеющую сжатые элементы — стойки.  При расположении   стабилизирующей системы ниже несущей кровля менее  удобна  для отвода воды, но подвески, соединяющие пояса,   растянуты. Можно применять системы с пересечением несущего и стабилизирующего поясов.

Выбор места расположения стабилизирующей системы обусловливается наличием строительной высоты, устройством кровли, технико-экономическим обоснованием рассматриваемого варианта с учетом эксплуатационных затрат. При соединении поясов раскосами двухпоясная система превращается в вантовую ферму.

Рис.  2.  Висячие покрытия  с  продольной  стабилизацией

а, б — из параллельно и радиально расположенных двухпоясных систем со стабилизирующим поясом выше несущего, ниже его и с пересечением поясов; в — вантовые фермы; г — двухпоясная радиально-кольцевая система без решетки; д — однопоясная система с радиальными оттяжками

3. Покрытия с поперечной стабилизирующей конструкцией (рис. З). Покрытия, образованные из гибких элементов, являются покрытиями отрицательной гауссовой кривизны. Форма покрытия — гиперболический параболоид, несущая конструкция — вантовая сеть. При применении в качестве стабилизирующих элементов прокатных или сварных профилей получаем вантово-балочное покрытие.

 Рис. 3. Покрытия с пролетной несущей конструкцией

а ортогональной вантовой   сетью; б ванто-балочной    сие темой

4. Комбинированные висячие покрытия с жесткими элементами (рис. 4).    Покрытия такого вида рационально применять при наличии больших сосредоточенных нагрузок (например, от подвесного транспорта) при необходимости    получить жесткое покрытие.