Многоволновые своды-оболочки и своды-складки

Лекция №8(24)

Сводами-оболочками называют распорные оболочки двоякой кривизны, в которых пролет l₁ в четыре раза или более превышает их ширину, т. е. длину волны l₂. Если при этом поперечное сечение конструкции представляет собой складку, то их называют сводами-складками (рис. 1). Как правило, своды-оболочки и своды-складки бывают многоволновыми пространственными конструкциями. Их прогрессивность обусловливается возможностью применения сборных элементов заводского изготовления, простотой монтажа и небольшим расходом материалов. Стрела подъема свода колеблется в больших пределах и составляет f₁ = (1/12...1/20) l₁. Высота волны свода f₂ = (1/12...1/7) l₂ и f₁= (1/60...1/40) l₁.

Свод работает под нагрузкой как арка, имеющая в поперечном направлении криволинейный или ломаный профиль. Распор сводов воспринимается затяжками (рис. 1, а,б), фундаментами (рис. 1, в,г) или контрфорсами. Шаг затяжек обычно совпадает с шагам волны оболочки или должен быть кратен ему. Распар сводов также может восприниматься затяжками, расположенными ниже уровня пала. Очертание сводов, монтируемых из криволинейных элементов, принимают по дуге окружности. При применении прямолинейных элементов своды будут очерчены как по дуге окружности, так и по квадратной параболе, а также па другим кривым, близким к кривой давления от постоянной нагрузки. Если кривые свода очерчены в продольном и поперечном направлениях по окружности, то такие оболочки называют бачарными сводами. Для перекрытия складских зданий пролетом до 24 м каждая волна свода может быть смонтирована из двух элементов, стыкуемых в ключе свода (рис. 1, г). Между полуарками свода может быть предусмотрена железобетонная рама для крепления зенитных фонарей.

Для зданий пролетом 18, 21 и 24 м со стрелой подъёма соответственно 9; 7,2м и 6м целесообразно использовать армоцементные полуарки заводского изготовления. Армоцементная панель-оболочка из бетона класса В20 размером 3×12,7 м - это ребристая конструкция с гладкой наружной поверхностью. Ее продольные ребра высотой 380 мм, поперечные высотой 120 мм располагают с шагом 1 м. Оболочка армируется одной тканой сеткой, расположенной в срединной поверхности, ребра - плоскими сварными каркасами. По сравнению с железобетонными, армоцементные трехшарнирные своды снижают расход стали и бетона на 15...20 %.

По торцовым краям сборные тонкостенные элементы сводов усиливают армированными ребрами, позволяющими надежно замоноличивать их стыки и обеспечивать устойчивость и прочность сборных элементов при транспортировании и монтаже. При ширине волны l₂ ≤ 1,5 м и толщине плиты t ≥ 40 мм криволинейные элементы могут быть изготовлены без торцовых ребер. Крайние тонкостенные элементы свода опирают на фундамент или замыкают

Рис. 1. Покрытия из волнистых сводов

а - из сборных криволинейных элементов с затяжками; б - из прямолинейных элементов с затяжками; в - большепролётные своды без затяжек; г- своды, монтируемые из двух элементов;

1- свод; 2 - затяжка; 3 – опорная балка; 4 - торцевое ребро; 5 - железобетонный элемент;

6 – армоцементный элемент.

на опорной балке. Вместо данной балки можно усилить торцовое ребро крайнего элемента свода. Многоволновые своды рассчитывают как плоские двухшарнирные арки, имеющие криволинейное или складчатое очертание поперечного сечения. Волнистые своды, собираемые из двух полуарок, рассчитывают как трехшарнирные арки. При расчете учитывают увеличение постоянной нагрузки, распределенной по горизонтальной проекции свода. Дополнительная нагрузка, вызываемая уклоном покрытия, составляет

q₁ = q (1 /cos φ - 1), (1)

где q - постоянная нагрузка в ключе свода;

φ - угол наклона касательной к оси свода к горизонту в рассматриваемом сечении.

Прочность сборных элементов проверяют на внецентренное сжатие. При этом в сводах из прямолинейных элементов учитывают дополнительный изгибающий момент М₁ = Nl₁, где l₁ - максимальное расстояние между осями свода и отдельного элемента.