Вопрос № 2.Висячие покрытия: мембранные конструкции. Особенности их работы, конструктивные решения.

Мембранные покрытия состоят из свободно провисающих или предварительно натянутых металлических листов, являются одновременно и несущей, и ограждающей конструкцией (преимущество перед вантовым покрытием). Недостаток -больший расход металла, чем в вантовых конструкциях. Материал: металл, дерево.

Пример мембранного покрытия.

1 — опорный контур; 2 — мембрана; 3 — усиление мембраны в целях получения уклона кровли к периферии; 4 стойки
под опорным контуром;

Важным элементом висячих покрытий является опорный контур.
Опорный контур имеет прямоугольное сечение и изготовляется из ж/б (монолит ного или сборного). При круглом и овальном планах контура его ширину предварительно принимают от 1/40 до 1/60 пролета, а высоту — от 1/2 до 1/4 ширины. Ширина прямолинейного опорного контура предварительно принимается от 1/8 до 1/15 расстояния между опорами, а высота — от 1/1.5 до 1/3 ширины. Опорный контур служит для крепления висячего покрытия, передающего на него растягивающие усилия. Мембраны привариваются к стержням, которые затем крепятся к контуру подобно вантам. Крепление вант может быть выполнено «намертво», т. е. без регулирования натяжения, или с возможностью такого регулирования. При устройстве натяжных устройств, позволяющих подтягивать ванты, придавая им требуемое напряжение, применяют несколько способов: закрепление вант в шарнирах и натяжение с помощью муфт; пропуск вант через опорный контур и упор в него снаружи с помощью натяжных гаек и т. п.

Крепление покрытия к вантам выполняется несколькими способами в зависимости от вида покрытия. Если покрытие светопрозрачное и состоит из синтетических листов, армированных проволокой, то крепление их выполняется обычными проволочными скрутками. Чтобы предотвратить протекание через проделанные для скруток отверстия, сверху наклеивается еще один слой неармированного синтетического листа.

7 —армированная, синтетическая светопрозрачная пленка; 8 — проволочная скрутка; 9 — выравнивающая прокладка; 10 — крюк с нарезкой;

Если в покрытии применен стальной или алюминиевый лист гофрированный, с утеплителем или без него, крепление выполняется с помощью стержней, приваренных к листу. При закругленных гофрах крепление может быть осуществлено крюками, пропущенными через верхнюю волну гофры, над которой устанавливается гайка с резиновой шайбой, закрывающей отверстие.

6 — трос; 11-приваренные стержни с нарезкой: 12 — стальной профнастнл; 13 — асбестоцементные плиты унифицированного профиля: 14 — кляммеры.

Покрытие из трехслойных утепленных панелей крепится на прокладке из гетинакса, закрепляемой на пластинках, одновременно скрепляющих и пересечение вант. При этом верхние пластины панелей могут свариваться.

6 — трос; 15 — профилированные прижимные стальные пластины; 16 — прокладка из гетинакса; 17 —алюминиевый лист; 18 — наваренный шов; 19 —крюк (выпуск арматуры); 20 — железобетонная плита

Покрытие типа висячей оболочки монтируют на крюках, на которых
сборные железобетонные плиты подвешивают к несущим тросам. В швах между панелями, в которых несущих тросов нет, панели соединяют с помощью выпущенной из бетона арматуры, которую сваривают. Панели временно пригружаются, и швы между ними замоноличиваются. После затвердения бетона в швах временная нагрузка снимается и тросы, растянутые под временной нагрузкой, стремясь сжаться, обжимают железобетонное висячее покрытие, превращая его в предварительную напряженную висячую оболочку.

19 —крюк (выпуск арматуры); 20 —железобетонная плита.

Важным конструктивным моментом у всех висячих покрытий является восприятие распора. В конструкциях с круглым или овальным в плане контуром распор полностью в нем погашается; контур в основном работает на сжатие. Такая конструкция висячего покрытия внешне безраспорная, т. е. вертикальные опоры воспринимают вертикальные усилия.

Иначе обстоит дело с прямолинейным контуром. Опоры здесь воспринимают от покрытия как вертикальные нагрузки, так и распор, передавая равнодействующую от этих усилий на фундамент. В этих случаях часто опорам придают наклонную форму, с тем чтобы равнодействующая проходила возможно ближе к оси опоры при разных положениях нагрузки на покрытии.

1 — несущая ванта; 2 — опорный контур 3 наклонная опора с изогнутой осью, соответствующей положениям равнодействующих; 4 фундамент.

Большие значения распора при горизонтальной подошве фундамента могут вызвать сдвижку фундамента вдоль плоскости подошвы; чтобы этого не произошло, иногда приходится давать соответствующий уклон подошве фундамента. В тех случаях, когда проект сооружения позволяет соединить противолежащие фундаменты железобетонными ребрами или распорками, горизонтальные усилия в фундаментах могут быть ими погашены.

1-несущая ванта; 2-опорный контур; 3-наклонная опора с изогнутой осью; 11-ребра, соединяющие противолежащие фундаменты;

Пример рационального погашения распора от покрытия в здании с закругленными торцами, представляющими собой вертикально поставленные своды. В местах перехода этих сводов — криволинейной стены в прямолинейную они стянуты затяжками, погашающими в сводах распор, поэтому горизонтальные усилия от висячего покрытия передаются на стены и на фундамент и погашаются в нем встречными направлениями этих усилий, вследствие чего весь ленточный фундамент под наружными стенами сооружения работает как обычный, безраспорный.

2-опорный контур; 12 — овальные торцовые стены, работающие как вертикально поставленные своды; 13—верхняя затяжка этого свода; 14 — нижняя затяжка;