Вопрос №11. Конструктивные схемы висячих покрытий. Узлы сопряжения элементов оболочки.

Висячая оболочка-монол или сборн покрытие, опертое на систему висячих вант (гибких тросов). Когда плиты свободно опираются на сетку тросов и не участвуют в пространственной работе всего покрытия, висячее покрытия относится к металлическим конструкциям. Если тросы связаны с плитами и объединены между собой в оболочку, покрытие относится к железобетонным конструкциям. В период возведения вантового покрытия несущей пролетной конструкцией являются ванты. После замоноличивания – оболочка. В качестве вант могут быть использованы: арматурные стержни из горячекатаной стали классов А600, А800, канаты из высокопрочной проволоки, пучки. Стальные ванты работают на растяж, опорный контур и ж/б плиты на центральное в внецентр сжат. М.б. одноярусной или двухярусн (паралл или радиальные тросы) сист. По конфигурации в плане и располож вант: паралл, радиально, перекрестно распол ванты.

Систему с параллельно расположенными вантами применяют при прямоугольном плане.

Систему с радиально расположенными вантами применяют при круглом плане здания. состоят из вант, наружного сжатого и внутреннего растянутого колец и выполняются по двум схемам с промежуточной опорой и без нее. Наружное кольцо работает по безмоментной теории.

Систему с перекрестной сеткой из вант применяют для покрытий зданий овального, эллиптического или прямоугольного очертания в плане. Сетка обычно устраивается с ортогональным расположением вант. в 1,5 раза экономичнее по расходу арм и расходу бетона на опорный контур чем сист с перекрестным располож вант.

ƒ=(1/10...1/25)L - стрела провисания вантов покрытия,L - больший размер покрытия в плане.

Для обеспеч стабильной геометр формы висяч покрыт необх предварит напрягать 2 способами: 1. ванты натягив домкратами после замоноличив швов м/у плитами покрыт. 2. ванты затягив до замонолич с помощью монтажной нагр. после замонол нагрузку снимают.

Узлы сопряжения элементов оболочки.

Ванты закрепляются в опорном контуре при помощи анкерных устройств. На одном из концов ванты должна быть обеспечена возможность регулировки ее длины.

Плиты висячих оболочек воспринимают и передают нагрузки от собственного веса, веса кровли и снегового покрова на систему вант. Плиты могут быть монолитными, сборными, гладкими и ребристыми. Толщину гладкой плиты или высоту ребра ребристой плиты определяют из условия сопряжения плит и размещения в шве между ними вант.

Крепление плит к вантам осуществляется с помощью выпусков арматуры или стальных опорных косынок (рис. 36.4).

Опорный контур воспринимает на себя вертикальные и горизонтальные составляющие реакции вант. При этом он может быть замкнутым. В этом случае распор погашается внутри контура и на колонны передается только вертикальное давление. Если опорный контур не замкнут, то усилие распора передается на фундамент через подкосы, контрфорсы, оттяжки с анкерами, рамы и другие конструкции (рис. 36.5).

Примером радиальной вантовой системы является покрытие Бауманского рынка в г. Москве, основной зал которого перекрыт висячей железобетонной предварительно напряженной оболочкой диаметром 80 м

Образующая которой – кубическая парабола. Покрытие опирается на 16 наклонных опор (поз. 1 рис. 36.7), представляющих собой двухветвевые стальные колонны с ветвями, сходящимися у нижней опоры и расходящимися до 1 м в месте примыкания к опорному кольцу оболочки. Это метровое «плечо» обеспечивает жесткое защемление колонны в опорном контуре в кольцевом направлении. Опирание колонн на фундаменты шарнирное. Такая конструкция колонн и опорных узлов гарантирует общую устойчивость сооружения и восприятие ветровых нагрузок, не требуя никаких вертикальных связей. Основным несущим элементом оболочки является радиальная вантовая сеть из тросов длиной около 35 м и диаметром 52,5 мм с гильзоклиновыми анкерами на концах. (поз. 8 рис. 36.7). Ванты закрепляются в опорном кольце в специальном анкерном канале посредством вилочных шайб (поз. 5 рис. 36.7) и объединяются в центре с помощью стального кольца. Закрепление ванты в центральном опорном кольце также производится с применением вилочных шайб.

Порядок возведения оболочки следующий:

Сначала с помощью временных опор устанавливается стальные колонны, на которых монтируются и свариваются между собой сборные железобетонные элементы кольца. После производится его замоноличивание.

Второй этап – на центральной временной опоре монтируются стальное кольцо и световой фонарь. Отметка, выбрана так, что после укладки всех плит оболочки происходит самораскружаливание. Окончательная стрела провиса равна 3,5 м.

Третий этап: монтируются вантовые элементы, и осуществляется укладка сборных плит оболочки (кольцами от центра к периферии) и замоноличиваются кольцевые швы.