Учебное пособие: Здания и сооружения
Плоские конструкции выполняются из балок,
ферм, рам, арок, которые изготовляют из клееной древесины, стального проката, монолитного
и сборного железобетона.
Железобетонные балки
применяют для перекрытия пролетов до 24 м. Балки используют таврового и П-образного сечения.
Фермами и рамами
(бесшарнирными и шарнирными) из дерева, стали и железобетона перекрывают
пролеты до 60 м.
Бесшарнирные рамы жестко
заделываются в фундамент. Они очень чувствительны к неравномерным осадкам.
Поэтому их применяют на прочных и однородных грунтах. Шарнирные рамы менее
чувствительны к неравномерным осадкам грунтов. Бывают одно-, двух- и
трехшарнирные рамы. Одношарнирные – шарнир в середине пролета. Двухшарнирные –
шарниры в опорах.
Арки – эффективные конструкции для
перекрытия больших пролетов, т.к. их очертания можно приблизить к кривой
давления и за счет этого оптимально использовать материал. Горизонтальные
усилия (распор), возникающие в арочных конструкциях, уменьшаются при увеличении
радиуса очертания арки. При этом увеличивается стрела подъема арки, а,
следовательно, и строительный объем здания. Это ведет к увеличению затрат на
отопление и приведенных затрат. Арки широко распространены в покрытиях
спортивных зданий больших пролетов.
Пространственные конструкции – перекрестные покрытия,
купола, оболочки, висячие покрытия.
Перекрестные покрытия бывают складчатые и
сетчатые.
Для покрытий больших
пролетов применяют складчатые покрытия из железобетона (до 50 м) и армоцемента (до 60 м). Они образуются плоскими взаимопересекающимися элементами поперек
пролета. Складки бывают: прямоугольные и цилиндрические; пилообразные; в виде треугольных
плоскостей; призматического типа; трапециевидного профиля и т.д.
Сетчатые покрытия из железобетона проектируют
при пролетах до 50 м, а из стальных элементов – до 100 м. В этих покрытиях пересекаются железобетонные и стальные треугольники. Элементы работают в двух
направлениях поэтому их высота меньше, чем балочных, - это уменьшает объем
здания.
Перекрестные конструкции
и системы с плоскими фермами и рамами делают открытыми внутрь помещений. Часто
делают подвесные потолки, которые укрепляют к низу ферм.
Купол – наиболее древняя конструкция. Его
применяли, т.к. можно подобрать такие очертания, при которых в элементах свода
не возникают растягивающие усилия. В залах, где желательно создать большое
воздушное пространство (рынки, спортзалы) и где нет больших текущих затрат на
отопление, применяют различного вида купольные конструкции из монолитного или
сборного железобетона, куполы-мембраны из стального листа толщиной 3 мм с подклеенным снизу утеплителем. Во временных залах выставок – из клеенопластиковых конструкций.
Висячие покрытия перекрывают пролеты до 100 м. Основные элементы этих покрытий работают на растяжение и передают нагрузки от покрытия на
анкеры. Они имеют криволинейные очертания и представляют собой гибкие или
жесткие нити, мембраны или висячие фермы. По конструктивным особенностям
различают висячие покрытия: однопоясные; двупоясные; гипары (гиперболические
параболоиды) и вантовые.
В висячих покрытиях
несущими элементами являются стальные тросы. Они натягиваются через какую-либо
опорную конструкцию и укрепляются растяжками. Достоинства висячих конструкций –
экономия металла и более эффективное использование несущих элементов по
сравнению с балочными и рамными конструкциями, т.к. тросы работают на
растяжение. Недостатки: у висячих покрытий низкая жесткость, поэтому кровельный
настил часто деформируется; трудно обеспечить отвод атмосферной влаги.
Однопоясные покрытия применяются чаще других,
т.к. они технологичны в изготовлении, просты в монтаже. Ими можно придавать
сооружению самую разную форму. Однопоясные покрытия состоят из системы
радиальных или перекрещивающихся растяжек, которые передают горизонтальные усилия
на жесткие рамы, рамы-стойки или балки-затяжки замкнутого контура. На растяжки
навешивают плиты, и под этой нагрузкой нити-растяжки растягиваются. В это время
между плитами омоноличивают швы, стыки заваривают. За счет упругих деформаций нитей
происходит обжатие плит, и конструкция начинает работать как монолитная
оболочка. В цилиндрических покрытиях создают небольшую кривизну покрова в
направлении, перпендикулярном осям нитей. Это делается для отвода дождевых вод.
С параболических систем в форме перевернутого купола вода поступает к центру
покрытия и ее отводят внутренним водостоком. Стояки устраивают по периметру
зала, а горизонтальные разводящие трубопроводы прячут в подвесном потолке.
Самый простой отвод воды – с шатровых покрытий.
В двупоясных покрытиях
применяют два вогнутых пояса, соединенных напряженными нитями. Наиболее
распространены циркульные в плане конструкции. Нити по периметру крепят к
внешнему кольцу, а в центре – к внутреннему. В зависимости от высоты центрального
кольца систему можно делать вогнутой или выпуклой. Выпуклая система позволяет
поднять центральную часть покрытия и за счет этого отвести воду к наружным
стенам, не прибегая к горизонтальной разводке водостоков, и применить
складчатую систему покрытия.
Гипары (гиперболические параболоиды) – это
седловидные висячие покрытия. Они формируются в решетчатые мембраны двумя
видами нитей. Одни нити несущие, а вторые – напрягающие. По периметру нити
заделывают в замкнутый контур. По нитям укладывают плиты или диски. Их
омоноличивают, предварительно подгружая балластом или натягивая несущие тросы
домкратами. После этого напрягающие нити получают наибольшее напряжение и стыки
плит, перпендикулярные этим нитям раскрываются. Их заделывают раствором на расширяющемся
цементе. В результате конструкцию превращают в жесткую оболочку. Гипарами
перекрывают сооружения, имеющие циркульное очертание плана.
Вантовые покрытия
состоят из растянутых элементов – вант; конструкций, работающих на сжатие, -
стоек и изгиб – балок, ферм, плит и оболочек. Эти покрытия могут иметь не
только пространственную конструктивную схему, но и плоскую. В них используют
прямолинейные стержни – ванты. Поэтому вантовые конструкции жестче,
кинематические перемещения их элементов меньше, чем у других висячих покрытий.
Оболочки - одинарной и
двоякой кривизны. Одинарной кривизны – цилиндрические или конические
поверхности. Двоякой кривизны – выполняется в виде купола, эллипсоида. По
структуре оболочки бывают: гладкие, ребристые, волнистые, сетчатые, монолитные
и сборные.
Применяются еще пневматические
перекрытия для перекрытия пролетов до 30 м. Они используются для временных сооружений. Бывают трех видов: воздухоопорные оболочки; пневматические каркасы;
пневматические линзы. Воздухоопорные оболочки – это баллоны из прорезиненных
или синтетических тканей. Внутри них создается избыточное давление воздуха.
Применяются для спортивных сооружений, выставок. Пневматические каркасы – это
удлиненные баллоны в виде отдельных арок с избыточным давлением воздуха. Арки
соединяются в непрерывный свод с шагом 3-4 м. Пневматические линзы – это большие подушки, надутые воздухом, которые подвешиваются к жестким каркасным
конструкциям. Используются для устройства летних цирков, театров.
4. Кровли
Кровли делают из
листовых, штучных, рулонных материалов и мастик.
Листовые материалы –
кровельная сталь, асбестоцементные волнистые листы и плиты на основе полимеров.
Из кровельной стали
изготовляют картины покрытий скатов кровель, карнизные сливы, желоба, разжелобки,
воронки и водосточные трубы.
Асбестоцементные
листовые материалы по сравнению со сталью имеют преимущества: они мало
теплопроводны, стойки против атмосферных и химических воздействий.
Покрытия на основе
полимеров не нуждаются в антикоррозионной защите, высокопрочные и легкие.
Штучные материалы – это
плоские плитки и черепица.
Рулонные материалы –
рубероид, фольгоизол (лицевая сторона из металлической фольги), стеклорубероид,
гидроизол, толь, толь-кожа, пергамин – в качестве пароизоляции), резинобитумный
изол.
Мастики применяют
самостоятельно как обмазочное покрытие кровли и для приклеивания рулонных
материалов. В зависимости от вида вяжущего: битумные, резинобитумные, дегтевые,
гидрокамовые, гидрокам-полимерные и полимерные.
Выбор кровельного материала
– один из самых важных факторов, влияющих на внешний вид, комфортабельность и
срок эксплуатации дома. Крыша выполняет множество функций: является верхней
несущей и ограждающей конструкцией здания, предохраняет внутренние помещения от
воздействий окружающей среды, создает эстетический вид строения и играет ведущую
роль в архитектурном оформлении. На формирование облика крыши оказывают влияние
климатические условия, ландшафт, национальные традиции и даже вероисповедание.
Кровельные материалы
делятся на мягкие и жесткие. К жестким относятся: шифер, кровельное железо,
металлочерепица, керамическая и бетонная черепица. К мягким относятся: рубероид,
кровля на основе битума, покрытия из композиционных и полимерных материалов на
основе каучуков и термопластов.
От использования шифера
давно отказались во всем мире, т.к. асбест – сильный канцероген. В нашей стране
шифер еще широко применяется в связи с низкими ценами на него.
Отличной заменой шиферу
является экологичный ондулин. Это легкий, прочный листовой материал, имеющий
волнообразный профиль. Ондулин водонепроницаемый, влагоотталкивающий, устойчивый
к грибкам, химикатам, перепадам tо и сильным
морозам. Кроме того, он способен подавлять шумы извне.
На смену рубероиду
приходят такие материалы как изопласт, гидростеклоизол, бикропласт, филизол и
т.п. они более прочны. Эти полимерные материалы отличаются др. от друга сроками
службы и допустимыми перепадами температур.
Для скатных крыш
используется рулонный кровельный металл различного вида (герметичность, долговечность,
срок службы – 100 лет).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 |