Пространственные покрытия. Виды. Их особенности, достоинства и недостатки. Конструкции висячих покрытий (вантовые конструкции и мембраны).

Висячие покрытия выполняются из металла в виде тросов, прутков, прокатных профилей, уголков, швеллеров, тонкостенных мембран, сеток и металлических лент.

Достоинства:

- перекрывают огром. проемы 30м и более, при наиболее экономных расходах и конструкционных материалов.(Расход стали 60-80м соотв.10-20кг/м², а при использовании ферм или рам 80-150кг/м²). Металл работает только на растяжение и в этом случае мы максимально используем несущую способность металла. Элементы опор контура воспринимают сжатие, поэтому в них рационально использовать бетон, ж/б.

- имеют более легкий вес;

- придают архитектурную выразительность зданию;

- улучшение акустики (при перекрытии зальных помещений);

Недостатки:

- сложности при монтаже;

- сложные расчеты;

Висячие конструкции являются распорным контуром покрытия. Контур покрытия м/б замкнутым или разомкнутым.

При разомкнутом контуре передача распора происходит на контртросы, оттяжки.

Распорная конструкция м.б различных типов: 1 перегруженные состоят из тросов, а по ним укладываются либо балки, либо сразу плиты. 2 жесткие висячие конструкции. Ж/б плиты покрытия укладываются на тросы и замоноличиваются под врем. грузом. После затвердения швов груз убирают, тросы обжимают покрытие, создается предварительно-напряженная конструкция.

3 Подвешенное покрытие- жесткая конструкция, подвешенная при помощи тросов к мачте башни. 4 Облегченные (конструкции)- висячие покрытия, преварительно напряженные. Выполняются в виде тросовых (вантовых) и мембранных конструкций. Тросовые покрытия сост-т из 2-х систем тросов-несущих, которые изогнуты всегда к низу и предварительно натянутые-столбики загружающие изогнутые кверху. Необходимая масса достигается укладкой по тросам синтетических пленок по метал сеткам или панелей из стекло-пластиков с легким утеплителем.

Геометрические формы: - с нулевой кривизной; - цилиндрические; - коллоидальные; - с положительной кривизной; - с отрицательной кривизной – гипары, шатры.

По конструктивному признаку: 1) однопоясные из: тросов и стержней, мембранные, покрытия из цилиндрических элементов; 2) двухпоясные системы из: тросов, вант, тросовых ферм; 3) седловитые покрытия из: - сеток или металлич. лент; - комбинированные.

Однопоясные проектируются со стрелой провиса от 1/17 до 1/25 пролета. Планы круглые, эллептические, прямоугольные. Для стабилизации формы однопоясного покрытия применяют пригруз тросов ж/б плитами, которые за выпуски арматуры крепятся к тросам, швы замоноличиваются и сверху устанавливается кровля.

Мемранные покрытия – стрела провиса (1/15 до 1/20)L. Стабилизация покрытия осущ-ся треугольными висячими радиально расположенными фермами, или тросовыми фермами. Мембраны совмещают в себе 2 функции: несущую и ограждающую. В качестве покрытия применяют сэндвичи.

Двухпоясные системы – обычно применяются для круглых планов. В таких конструкциях верхний пояс вогнутый явл-ся стабилизирующим, а нижний растянутый – несущим. Между этими поясами устанавливают вертикальные распорки или растяжки. Систему обычно в центре крепят к стальному кольцу – барабану, а по контуру – к сжатому опорному кольцу, который и воспринимает распор.

Покрытие с седловитыми сетками по опорному контуру из пересекающихся арок.

В зависимости от взаимного положения на стальных тросах конструкции делятся на однопоясные и двухпоясные. Однопоясные покрытия, у которых и несущие и стоячие тросы лежат на одной поверхности, но имеют кривизну разных знаков. К ним относятся тентовые и мембранные покрытия. Тентовые покр работают по принципу однопоясных предварительно напряженных сеток и отличаются тем, что предварительно натянутая ткань или пленка представляют собой и несущую и ограждающую конструкцию. Ткань натягивается системой тросов подборов. Мембранное покрытие изготавливаются из метал листа, натянутый на мембранный контур. Рис.