Несущие конструкции плоских покрытий

Несущие конструкции покрытий больших пролетов в зависимости от их конструктивной схемы и статической работы можно подразделить на три группы:

1. несущие конструкции, работающие в одной плоскости;

2. несущие конструкции, работающие в двух плоскостях (так называемые перекрестные);

3. несущие конструкции пространственной системы, при расчете которых учитывают усилия в трех плоскостях.

Несущие конструкции покрытий, работающие в одной плоскости:

· балки

· фермы

· рамы

· арки

Рис. 1. Несущие конструкции для перекрытия залов:

1 – односкатная балка; 2 – двускатная балка; 3 – решетчатая балка; 4 – сегментная раскосная ферма; 5 – арочная безраскосная ферма

Несущие конструкции балочной системы больших пролетов в залах общественного назначения применяют сравнительно редко, главным образом, в случаях необходимости создания покрытий небольшой строительной высоты. Сечение балок обычно применяют двутавровое. По архитектурным требованиям нежелательно оставлять в интерьере балки открытыми, поэтому чаще всего на нижнюю полку двутавров укладывают плиты, чтобы создать гладкий потолок. На рисунке (рис. 2) приведен пример конструкции балочного покрытия зала общественного здания пролетом 48 м.

Рис. 2. Несущие конструкции балочного покрытия зала пролетом 48 м:

1 – балка длиной 48 м; 2 – утепленное покрытие; 3 – светильник; 4 – конструкция остекленного перекрытия

Несущие конструкции зальных помещений часто применяются в виде различного рода сквозных ферм:

· треугольные

· полигональные

· с параллельными поясами

· сегментные

· арочные

Рис. 3. Стропильные железобетонные фермы

а – сегментная ферма; б – то же, безраскосная; в – то же, для пологой или плоской кровли; г – с параллельными поясами

Пролеты ферм, выполненных из сборного железобетона, в большинстве случаев не превышает 30 м, так как при больших пролетах перевозка ферм затруднительна. Поэтому, сборные железобетонные фермы больших пролетов целесообразно сваривать на месте их отдельных элементов (рис. 4).

Рис.4.Железобетонная предварительно напряженная ферма пролетом 36 м, собираемая из отдельных элементов:

а – конструктивное решение фермы; б – деталь крепления раскосов

Целесообразно решение покрытий достигается также при применении длинномерных сборных настилов, укладываемых по продольным балкам, опертым на колонны, или по несущим продольным стенам. Такие настилы могут быть пустотелыми – высотой 80 – 100 см; ребристыми – шириной 1,5 – 3 м, типа ТТ, сводчатыми, вспарушенными, гиперболического очертания и т. д. (рис. 5).

Рис. 5. Длинномерные сборные железобетонные настилы покрытий:

а – пустотный «динакор»; б – ребристый; в – настил типа ТТ; г – сводчатый настил КЖС; д – вспарушный; е – гиперболический

Несущие конструкции для создания крупных общественных помещений могут применяться в виде одноэтажных рамных конструкций, в которых ригели жестко соединены с колоннами. Железобетонные рамы больших пролетов применяют редко ввиду их массивности и высокой стоимости (рис. 6 а, б)

Рис. 6 Рамные конструкции больших пролетов:

а – выставочный павильон в Гамбурге (ФРГ); б – навес на автомобильной выставке в Сиднее (Австралия); в – подземный выставочный зал в Турине (Италия); г – здание бассейна Ла-Турель; д – здание бассейна в Реймсе (Франция)

Пример уникальной железобетонной рамы покрытия подземного выставочного зала в Турине пролетом 53,27 м показан на рис. 6, в. В большепролетных общественных зданиях применение деревянных клееных рам дает значительное уменьшение материалоемкости конструкций при простоте изготовления (см. рис. 6, г). Металлические рамы сплошного сечения целесообразны только при сравнительно небольших пролетах (до 24 м), решетчатые же рамы могут применяться в пролетах до 150 м (рис. 7, а).

Несущие конструкции рамного типа могут иметь разнообразные формы с прямыми, ломанными и криволинейными очертаниями, что в ряде случаев позволяет получить определенный архитектурный эффект. Они допускают устройство крупных нависающих консолей, например, на железнодорожных перронах, посадочных площадках аэровокзалов, над трибунами стадионов, входами в крупные общественные здания (рис. 7, б). Арочные покрытия перекрывают пролеты 100 м и более. Высокие архитектурные качества арочных конструкций позволяют во многих случаях получить выразительные интерьеры крупных залов (рис. 7, в).

Рис. 7. Несущие конструкции больших пролетов:

а-г – металлические решетчатые рамы; сложные железобетонные рамы: д – трибуны стадиона в Красноярске; е – Центральный стадион имени В. И. Ленина в Москве; ж – спортивный зал в Эссене (ФРГ); з – спортивный зал в Женеве (Швейцария); арочные покрытия: и – пространственная решетчатая арка из алюминиевого сплава; к – арочное покрытие из стальных элементов