Ж\б купола

КУПОЛА

Железобетонные купола применяют для покрытий круглых в плане зданий и сооружений. В зависимости от очертания образующей купол может быть шаровым, ко­ническим, эллиптическим и др.

Купол — одна из наиболее рациональных и выгодней­ших форм пространственных тонкостенных конструкций. Их выполняют из монолитного и сборного железобетона. Монолитные купола выполняют преимущественно глад­кими, а сборные — ребристыми.

В зависимости от отношения стрелы подъема к диаметру опорного кольца Dразличают купола пологие, если f/D≤^l/_s и подъемистые, если f/D>^l/_s. Купол считается

Купол состоит из двух основных конструктивных эле­ментов: оболочки и опорного кольца. При наличии цент­рального проема в куполе устраивают верхнее кольцо.

Статически определимым опиранием купола является непрерывное по контуру шарнирно-подвижное опирание, совпадающее по направлению с касательной к оболочке (рис. 12.10, а).

При действии распределенных осесимметричных на­грузок и статически определимом опирании в тонкостен­ных куполах, не имеющих изломов в образующих, изги­бающие моменты и поперечные силы малыми и ими можнопренебречь.

Чтобы определить усилия в оболочке купола, рас­смотрим напряженное состояние элемента, выделенного из купола двумя меридиональными и двумя кольцевыми сечениями. В сечениях действуют N1, N₂, S— соответст­венно меридиональное, кольцевое и касательное усилия, отнесенные к единице длины сечения (рис. 12.10, в).

При осесимметричной нагрузке усилия S = 0, а уси­лия N1 и N₂определяются из условий статики как функ­ции только широты φ.

Для определения N1 и N₂есть два уравнения статики, поэтому сама оболочка при статически определимом опирании и осесимметричной распределенной нагрузке является статически определимой конструкцией.

Исходя из условия Z=0, равнодействующая сил N1 должна уравновешиваться равнодействующей

контурной зоне по конструктивным соображениям. При этом методе расчета по сравнению с расчетом по безмо-ментной теории и моментной теории упругих куполов количество арматуры в опорном кольце оказывается меньше.

Купола армируют в соответствии с усилиями, полу­ченными в результате расчета. Оболочки пологих купо­лов, за исключением приопорных зон, сжаты; их арми­руют конструктивно одиночной сеткой из стержней d— = 5...6 мм с шагом 15—20 см. У контура ставят дополнительную меридиональную арматуру (обычно из стерж­ней d—6...8 мм) для восприятия опорного момента Miи дополнительную кольцевую арматуру для восприятия местных растягивающих кольцевых усилий N$ (рис. 12.11,а).

Рабочую арматуру опорного кольца, рассчитываемо­го на центральное растяжение, ставят в виде кольцевых стержней d=20...30 мм, которые соединяют сваркой (рис. 12.11,6).

Ребристые сегментные криволинейные элементы ку­полов опираются с одной стороны на опорное кольцо, а с другой — на верхнее кольцо, поддерживаемое времен­ными лесами.Большой интерес представляет конструкция пологого сферического купола, опорное кольцо которого выполня­ют из монолитного железобетона, а остальную часть со­бирают из ступенчатых

 

 

№28.ж\боболочки на прямоугольном плане

ВЫПУКЛЫЕ ПОЛОГИЕ ОБОЛОЧКИ НА ПРЯМОУГОЛЬНОМ ПЛАНЕ

Железобетонные выпуклые оболочки на прямоуголь­ном плане — весьма прогрессивные конструкции. Обо­лочки можно получить из сферического купола, который срезан четырьмя вертикальными плоскостями. Эти вер­тикальные плоскости образуют в плане прямоугольник, вписанный в основание купола.

Конструкция состоит из тонкостенной плиты двоякой кривизны и четырех диафрагм, располагаемых по кон­туру (рис. 12.13, а). Диафрагмы опираются концами на колонны; возможно опирание оболочки и по всему конту­ру на стены.

В пологих оболочках используют поверхность эллип­тического параболоида и круговую поверхность переноса.

Оболочки двоякой кривизны строят преимущественно пологими, т. е. с отношением стрелы подъема в каждом направлении к соответствующему размеру плана до 1: 5.

Оболочки на прямоугольном плане выполняют из мо­нолитного, сборного и сборно-монолитного железобе­тона.

Усилия, действующие на бесконечно малый элемент, выделенный из оболочки, можно разделить на две груп­пы. К первой группе относятся усилия, характеризую­щие безмоментное состояние оболочки: продольные уси­лия N_ltN₂и сдвигающие S. Усилия этой группы всегда действуют в оболочках.

Вторая группа усилий (рис. 12.13, в) —изгибающие моменты M1, М₂, поперечные силы Q1, Q₂и крутящие моменты Я — характеризуют моментное состояние обо­лочки.

Усилия, относящиеся ко второй группе, могут отсут­ствовать, если соблюдаются следующие условия: края оболочки имеют свободу горизонтальных перемещений и поворота; внешняя нагрузка сплошная, распределенная, с плавным изменением интенсивности; плита оболочки не имеет отверстий, резких изменений толщины, изломов и т. д. Как правило, эти требования при проектировании оболочек могут быть удовлетворены по всей их площади, за исключением приопорных частей. Поэтому в таких оболочках лишь узкая приопорная полоса подвергается действию изгибающих моментов, а 80—90% площади оболочки обычно испытывает лишь действие продольных сжимающих сил.

Для облегчения вычислений усилий N_ltN₂и S состав­лены таблицы.

После определения N_itN₂и S главные усилия и углы их наклона к горизонтальной оси находят по формулам:

 

Поскольку оболочка испытывает в основном сжима­ющие усилия, ее армируют на большей части площади конструктивной сеткой, а в приконтурных зонах ставят дополнительную арматуру.

По сдвигающим усилиям S рассчитывают связи обо­лочки с диафрагмой и саму диафрагму.