41. Конструкции большепролетных покрытий общественных зданий.

Покрытие по балкам. Покрытия по балкам относят к плоскостным, у  которых несущие элементы /балки/ работают в основном только в своей вертикальной плоскости к передают на опоры лишь вертикальные опорные реакции. Возводят покрытия с ограждающей частью из крупноразмерных настилов длиной 6 и 12м, шириной 1, 5 и З м и покрытия с прогонами - при устройстве кровель по алюминиевым и стальным профилированным настилам. В массовом строительстве применяют первый тип покрытия. В  зависимости от требуемого профиля крыши используют  односкатные балки, двускатные и с параллельными  поясами. Выполняют их из сборного железобетона. Железобетонные балки пролетом 12 и 18м либо сплошные. Покрытия по деревянным балкам значительно легче,  могут обогатить интерьер, но они менее долговечны и пожароопасные. Такие конструкции находят применение в одноэтажных зданиях для покрытий небольших спортзалов и складских помещений, имеющих среду  агрессивную к бетону и металлу. Металлические балки  применяют для пролетов до 12 м. Покрытие по фермам. Структура покрытий по фермам практически та же, что и по балкам: прогонная и без прогонов, скатная и плоская. Некоторое отличие в материалах и степени их использования: кроме традиционных - дерева,  железобетона и стали, для изготовления ферм находят  применение алюминиевые сплавы и конструкционные  пластмассы, при этом объем металлоконструкций соизмерим с объемом конструкций из железобетона. Дополнительные меры принимают и по обеспечению устойчивости ферм: в покрытиях с прогонами устанавливают  горизонтальные и вертикальные связи, в беспрогонных - только  вертикальные; роль горизонтальных связей здесь выполняют железобетонные настилы. Железобетонные фермы при пролетах 18м менее экономичны, чем балки, но  целесообразнее балок при использовании межферменного пространства. Очертания стальных ферм принимают: треугольными, с параллельными поясами и трапециевидныe. Для пролетов до 30м фермы изготавливают из уголков, при больших пролетах рекомендуется выполнение ферм из элементов трубчатого или коробчатого сечений. Покрытие по рамам. Покрытия по рамам не имеют принципиальных отличий от покрытий по балкам: они могут быть также прогонными, иметь, когда требуется, продольные эле­менты жесткости в виде балок или ферм. Отличаются сами рамы от балок характером статической работы. Высота сечения рамы принимается равной 1/15—1/25 пролета, высота сечения стойки в месте ее примыкания к ригелю - такой же или несколько меньшей. Рамы - распорные конструкции. Распор (горизонтальная составляющая опорной реакции) воспринимается в раме, либо в конструкции фундамента, либо затяжкой, размещаемой под полом помещения. Рамы могут быть безшарнирными двух- и трехшарнирными, с горизонтальным или ломаным очертанием ригеля, с вертикальными или на­клонными стойками. Ломаный ригель или наклонные стойки приближают очертания рамы к кривой давления, снижая тем самым величины изгибающих моментов. На­личие шарниров делает раму менее чувствительной к осадке опор и значительно упрощает членение ее на сборные элементы. Количество шарниров отражается на величине распоров: чем больше шарниров, тем больше распор. Покрытие по аркам. По затрате металла арки при опирание их непосред­ственно на фундаменты оказываются более выгодны­ми, чем рамы или фермы. В покрытиях зданий применяют арки различных си­стем и очертаний. Различают арки двух шарнирные, трех шарнирные, бесшарнирные и арки с затяжкой. Наиболее распространенными в покрытиях являются двух шарнирные арки : они достаточно экономичны по расходу металла, просты в изготовлении и монтаже. Вследствие свободного поворота арок в опорных шарнирах они могут легко деформироваться, благодаря этому существенного увеличения напряже­ний от температурных воздействий и осадок опор в них не возникает. При слабых грунтах в основаниях фундаментов или при опирании арок на стены распор можно восприни­мать затяжкой, расположенной в уровне опорных шар­ниров . Для увеличения полезной высоты помещения (при опирании арок на стены) затяжку целесообразно ставить несколько выше опорных шар­ниров. Очертание арок зависит от вида нагрузки, пологости арки и конструкции стенового ограждения. Очертание оси арки обычно выбирают близким к линиям давле­ния. При преимущественном значении симметричной равномерно распределенной по хорде арки нагрузки (в пологих арках) наиболее выгодным является очерта­ние арки по квядратной параболе. Параболу можно заменить дугой окружности, что в пологих арках не при­водит к существенному изменению усилий, но зато значительно упрощает проектирование и изготовление арок; при этом достигается наибольшая стандартиза­ция конструктивных элементов и узлов арки. Для высоких арок целесообразно принимать очер­тание по цепной линии (катеноиду). Однако в высоких арках значительные усилия вызывает ветровая нагруз­ка, которая может действовать с обеих сторон, давая две резко расходящиеся кривые давления. В этом слу­чае целесообразно принимать очертание арки посере­дине между двумя крайними кривыми давления. По конструкции различают сплошные и сквозные (решетчатые) арки. Сплошные арки обычно делают сварными с сечением в виде широко полочного двутав­ра с постоянной высотой по длине. Покрытия с висячими балками и фермами (жесткие ванты), Подвесные покрытия