18

1 . Большепролетные конструкции: классификация, область рационального применения. Роль пространственных конструкций в формировании архитектурного облика здания.

ОТВЕТ. Особое место в мировой архитектуре занимают большепролетные сооружения. С давних времен, возведение подобных объектов относится к особому направлению проектирования и строительства.

Балочные покрытия — состоят из главных поперечных пространственных и плоских промежуточных балок конструкций – прогонов. Характеризуются отсутствием распора от конструкции покрытия, что существенно «упрощает» характер работы несущих элементов каркаса и фундаментов. Главный недостаток – большой расход стали и значительная строительная высота самих пролетных конструкций. Поэтому они могут применяться в пролетах до 100 м и, главным образом, в производствах, характеризующихся необходимостью применения тяжелых мостовых кранов.

Рамные покрытия характеризуются по сравнению с балочными меньшей массой, большей жесткостью и меньшей строительной высотой. Могут применяться в зданиях пролетом до

120 м.

Арочные покрытия по статической схеме подразделяются на 2х, 3х и бесшарнирные. Они имеют меньшую массу чем балочные и рамные, но более

	Возможности применения пространственных конструкций
	Тип конструкции	Пролеты,	Материал
		м
	20-30	30-40	40-50	5
				7
	1	2	3	4
	Арки
	1 — плиты; 2 – контрфорсы опор; 3 – арки покрытия; L – пролет; b – шаг
	конструкции в здании.
	Фермы

1	– колонны; 2 – фермы; 3 – плиты; L – пролет; b – шаг конструкции в
здании.
1		2	3	4
Структуры размером 18х12; 24х12; 30х30; 36х30
1	– колонны; 2 – плиты структуры; L – длина плит; b – ширина плит.
Складки
1	– колонны; 2 – складки; 3 – тип профиля; L – длина складки; b – шаг
(пролет) складки.
1		2	3	4
	Ребристо-кольцевой купол

1 – опорное кольцо; 2 – верхнее опорное кольцо;

3 – ребра жесткости; 4 – Кольцевые ребра жесткости;

B – пролет купола; H – высота купола.

Вантовые покрытия с арками

1 – арки; 2 – ванты; 3 – оттяжки; 4 – анкер оттяжки;
L – длина здания; b – пролет здания, определяемый пролетом арок.
1	2	3	4
Гиперболические параболоиды

1	– опорные колонны; 2 – железобетонная оболочка.
Вантовые с оттяжными
1	– клоны; 2 – ванты; 3 – стойки-распорки; 4 – оттяжки; 5 – анкерные
устои оттяжек.
1		2	3	4
Ребристые купола
1	– опорный контур; 2 – опорное верхнее кольцо; 3 – продольные ребра
жесткости.

Пневматические конструкции

Размеры оболочек: 36х25, 42х36, 48х36, 72х48

L – длина оболочки; B – пролет оболочки.

1

2

3

4

Тентовые покрытия

1 – мачта, поддерживающая оболочку; 2 – оттяжки мачты; 3 – анкеры оттяжек мачты; 4 – оттяжки тентовой оболочки; 5 – тентовая оболочка; 6 – анкер натяжения тентовой оболочки.

Мембранные покрытия

1 – колоны; 2 – опорный контур; 3 – фермы стабилизирующие; 4 – мембраны из стального листа; B – пролет мембранной оболочки; H – высота здания.

1

2

3

4

Цилиндрические оболочки

1 – колонны; 2 — контурный элемент из ж/б балок: 3 – контурный элемент

– затяжка; 4 – оболочка из сборных плит; L – длина здания; b – пролет оболочки.

Висячие вантовые покрытия

1 – колонны каркаса; 2 – опорный контур; 3 – внутренне опорное кольцо; 4 – вантовая система; B – пролет здания; H – высота здания

Условные обозначения:

-область рационального применения;

-область возможного применения;

-наиболее применяемый материал изготовляемой конструкции;

-возможный вариант материала изготовления конструкции.

сложны в изготовлении и монтаже. Качественная характеристика арок в основном зависит от их высоты и очертания. Оптимальная высота арки – 1/4 …1/6 пролета. Наилучшее очертание, если геометрическая ось совпадает с кривой давления.

Сечения арок делают решетчатыми или сплошными высотой соответственно 1/30 … 1/60 и 1/50 … 1/80 пролета. Арочные покрытия используются при величине пролета до 200 м.

Пространственные покрытия характерны тем, что оси всех несущих элементов не лежат в одной плоскости. Они подразделяются на: купола и оболочки, характеризующиеся как трехмерные несущие конструкции, отличающиеся пространственной работой и состоящие из поверхностей одинарной или двойной кривизны. Под оболочкой понимается структура, форма которой представляет криволинейную поверхность с достаточно малой ее толщиной по сравнению с самой поверхностью. Основное отличие оболочек от сводов состоит в том, что в них возникают и растягивающие и сжимающие усилия.

Ребристые купола состоят из системы плоских ферм, связанных понизу и поверху опорными кольцами. Верхние пояса ферм образуют поверхность вращения (сферическую, параболическую). Такой купол является распорной системой, в которой нижнее кольцо подвергается растяжению, а верхнее – сжатию.

Ребристо-кольцевые купола образуются ребристыми полуарками, опирающимися на нижнее кольцо. Ребра по высоте связывают горизонтальными кольцевыми балками. По несущим ребрам могут быть уложены криволинейные плиты из легкого бетона или стальной настил. Опорное кольцо, как правило, железобетонное и преднапряженное.

Ребристо-кольцевые купола с решетчатыми связями проектируются, главным образом, из металлоконструкций. Введение в систему ребристо-кольцевых элементов диагональных связей позволяет более рационально распределить сжато-растянутые и изгибающие усилия, что обеспечивает малый расход металла и стоимость самого купольного покрытия.

Структурные покрытия применяются для перекрытия больших пролетов промышленного и гражданского назначения. Это пространственно - стержневые системы, отличающиеся

тем, что при их формировании появляется возможность применения многократно повторяющихся элементов. Наибольшее распространение получили структуры типа: ЦНИИСК, «Кисловодск», «Берлин», «МАРХИ» и др.

Висячие покрытия (ванты и мембраны) – основными несущими элементами являются гибкие стальные канаты или тонкостенные листовые металлические конструкции ортогонально растянутые на опорные контуры.

Ванты и мембраны существенно отличаются от традиционных конструкций. К их достоинствам относится: растянутые элементы эффективно используются по всей площади сечения; обеспечивается малая масса несущей конструкции, возведение этих конструкций не требует устройства лесов и подмостей висячих покрытий. Чем больше пролет здания, тем более экономична конструкция покрытия. Однако им присуще и свои недостатки:

Повышенная деформативность покрытия. Для обеспечения жесткости покрытия приходится принимать дополнительные конструктивные решения за счет введения стабилизирующих элементов;

Необходимость устраивать специальную опорную конструкцию в виде опорного

контура для восприятия «распора» от вант или мембраны, что увеличивает стоимость покрытия.

30. 2 Конструктивные и химические меры защиты деревянных конструкций от

гниения.

Гниение и защита деревянных конструкций от гниения

Гниение – это разрушение древесины простейшими растительными организмами – дереворазрушающими грибками. Некоторые грибы поражают еще растущие и высыхающие деревья в лесу. Складские грибы разрушают лесоматериал во время хранения их на складах. Домовые грибы – (мерилиус, пория и др.) разрушают древесину строительных конструкций в процессе эксплуатации.

Грибы развиваются из клеток – спор, которые легко переносятся движением воздуха. Приростая, споры образуют плодовое тело и грибницу гриба – источник новых спор.

Защита от гниения

1. Стерилизация древесины в процессе высокотемпературной сушки. Прогрев древесины при t > 80оС, что приводит к гибели спор грибов, грибниц и плодовых тел гриба.

2. Конструктивная защита предполагает режим эксплуатации, когда влажность древесины W<20% (наименьшая влажность при которой могут расти грибы).

2.1. Защита древесины от атмосферной влаги – гидроизоляция покрытий, необходимый уклон кровли.

2.2. Защита от конденсационной влаги – пароизоляция, проветривание конструкций (осушающие продухи).

2.3. Защита от увлажнения капиллярной влагой (от земли) – устройство гидроизоляции. Деревянные конструкции должны опираться на фундамент (с битумной или рубероидной изоляцией) выше уровня грунта или пола минимум на 15 см.

3. Химическая защита от гниения необходима, когда увлажнение древесины неизбежно. Химическая защита заключается в пропитке ядовитыми для грибов веществами – антисептиками.

Водорастворимые антисептики (фтористый, кремнефтористый натрий) – это вещества не имеющие ни цвета ни запаха, безвредные для людей. Используются в закрытых помещениях.

Маслянистые антисептики – это минеральные масла (каменноугольное, антросценовое, сланцевое, древесный креозот и др.). Они не растворяются в воде, но вредны для человека, поэтому используются для конструкций на открытом воздухе, в земле, над водой.

Пропитка выполняется в автоклавах под высоким давлением (до 14 МПа).

Защита от жуков точильщиков – нагрев до t>80oC или окуривание ядовитыми газами типа гексахлорана.

3 По качеству отделки различают три категории обычных штукатурок: простую (для отделки складских и вспомогательных помещений), улучшенную (для отделки жилых помещений, торговых залов, учебных заведений) и высококачественную (для отделки театров, административных и других зданий первого класса, а также фасадов капитальных многоэтажных зданий). Показателями категорий штукатурки являются допустимые неровности поверхностей, которые при простой штукатурке должны быть не более 5, при улучшенной —3 и высококачественной — 2 мм.

Штукатурку выполняют многослойной или однослойной. Многослойная штукатурка состоит из трех отдельно наносимых слоев: обрызга, грунта и накрывки; обрызг и грунт называют штукатурным наметом. Каждый слой штукатурки имеет определенное назначение.

Обрызг — первый слой штукатурного намета — затекает вовсе поры и шероховатости оштукатуриваемой поверхности, надежно сцепляется с ней удерживая на себе тяжесть грунта и накрывки. Для обрызга приготовляют жидкий раствор с содержанием воды до 60% объема вяжущего. Слой обрызга разравнивают для лучшего сцепления с ним слоя грунта (основного слоя). Толщина обрызга при нанесении вручную 3...5 мм, а при нанесении раство-ронасосами на деревянные поверхности — не более 5 мм.

Грунт—второй слой штукатурного намета — заполняет все неровности поверхности и позволяет создавать ровную плоскость штукатурки. Грунт может быть образован нанесением нескольких слоев раствора. Раствор для грунта должен быть тестообразным (пластичным) и содержать воды до 35% объема вяжущего. Число слоев грунта принимают в зависимости от размеров неровностей основания. Каждый слой грунта не должен превышать предельную толщину, сверх которой происходит его сплывание с поверхности, а также появление усадочных трещин. Так, толщина каждого слоя раствора на основе известкового и известково-гипсового вяжущих не должна превышать 7, а на основе цементного и цементно-известкового вяжущих — 5 мм.

Накрывка —третий слой штукатурки — выравнивает поверхность грунта и придает штукатурке ровный и гладкий вид. Для обычных штукатурок накрывка имеет толщину 2 мм.

Раствор для накрывки должен быть более жидкой консистенции, чем раствор для грунта, и содержать воды до 50% объема вяжущего. Накрыв-ку наносят после просыхания грунта, когда при легком надавливании на поверхность на штукатурке не остается вмятин.

В обычном исполнении высококачественную и улучшенную

штукатурку выполняют из слоя обрызга, одного или нескольких

слоев грунта и накрывочного слоя, а простую — из слоя обрызга

и слоя грунта. Общая толщина штукатурки не должна превышать:

высококачественной 25, улучшенной — 20 и простой — 18 мм. При