Висячие покрытия

Пространственные тонкостенные конструкции висячего типа применяют для покрытия стадионов, спортивных залов, рынков и других большепролетных зданий. Эти покрытия состоят из основной конструкции - вантов (гибких тросов), опорного контура прямоугольной, кольцевой, овальной или другой формы в плане и оболочки ограждения, состоящей из сборных железобетонных или армоцементных плит (рис. 3). Плиты крепят к вантам с помощью выступов рабочей арматуры или специальных крюков. Висячие покрытия - пологие пространственные конструкции, так как стрела провеса в центре оболочки составляет лишь 4...10% основного размера здания в плане. Если растягивающие усилия вантов могут быть восприняты наружными оттяжками зданий, рамами зрительных трибун и т. п., то покрытия выполняют с поверхностью одинарной кривизны (рис. 3, а). В зданиях круглой и овальной формы в плане, как правило, принимают ортогональное расположение вантов. Их растягивающие усилия в данном случае воспринимает жесткий опорный контур (рис. 3, б, в) Следует отметить, что для зданий круглой в плане формы целесообразно радиальное расположение вантов. По сравнению с покрытием, имеющим ортогональную систему вантов, радиальное расположение вантов позволяет снижать расход стали и бетона примерно на 30 %.

Монтаж висячих покрытий несложен. К другим преимуществам таких покрытий относят возможность полного использования несущей способности вантов, независимость плит покрытия от пролета оболочки. Поэтому висячие покрытия эффективны, а при пролетах более 100 м они экономичнее любых других пространственных покрытий. Однако таким покрытиям присуща большая деформативность. Чтобы обеспечить стабильность геометрической формы висячих покрытий, ванты подвергают предварительному натяжению следующими способами: их натягивают до замоноличивания швов сборных плит с помощью подвесной монтажной пригрузки, которая снимается после замоноличивания швов бетоном или раствором и приобретения им передаточной прочности, а бетон оболочки обжимается; ванты размещают в каналах и натягивают домкратами после возведения оболочки; швы плит покрытия замоноличивают бетоном на напрягающем цементе, при гидратации которого оболочка подвергается предварительному обжатию; применяют двухпоясную систему вант (рис. 3, г), в которой нижние ванты - несущие, а верхние - напрягающие.

Рис. 3. Конструктивные решения висячих покрытий

а - зданий круглой формы; б - овальной формы; в - прямоугольной формы; г - покрытие с двойной системой вантов; д - детали крепления плит к ван­там; е - сопряжения вантов;

1 - сборная плита; 2 - провисающий вант; 3 -з­апорный контур; 4 - колонна;

5 -стабилизирующий вант; 6 - рама; 7 - бетон замоноличивания.

Ванты небольших покрытий изготовляют из стержневой горячекатаной арматуры классов A-IIIв, A-IV и А-V. Большепролетные покрытия армируют стальными канатами и специальными пучками из высокопрочной проволоки. Опорный контур покрытия выполняют из сборного или сборно-монолитного бетона класса не ниже В30. Для повышения его устойчивости сборные элементы имеют корытообразное поперечное сечение. Ванты закрепляют в опорном контуре с помощью специальных анкерных устройств, позволяющих регулировать их длину во время монтажа покрытия и создания в нем предварительных напряжений.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте предпосылки технической теории пологих оболочек, запишите разрешающую систему основных уравнений и объясните физический смысл входящих в нее величин.

2. Каковы условия безмоментного напряженного состояния в оболочках? Приведите систему разрешающих уравнений, укажите возможные методы ее решения.

3. Назовите конструкции и приведите основные принципы расчета оболочек положительной гауссовой кривизны, куполов, гипаров, длинных и коротких цилиндрических оболочек, висячих покрытий.