Виды вантовых поверхностей

На сегоднящний момент технология вантовых конструкций находится в состоянии постоянного развития. Кроме того сертификация по EN ISO 9001: 2000 и другие сертификаты системы управления качеством накладывают определенные требования, обеспечивающие стабильность и качество высоко напряженных и легких конструкций, элементов и деталей.

Вантовыми считают такие покрытия, в которых жесткость обеспечивается путем использования системы несущих и стабилизирующих вант, образующих двухпоясную конструкцию или сеть.

Вантовые покрытия выгодно отличаются от традиционных стальных конструкций. К их основным достоинствам относятся следующие:

• В растянутых элементах эффективно используется вся площадь сечения вант или листов и применяются высокопрочные стали, что обеспечивает малую массу несущей конструкции;

• При монтаже покрытия не требуются леса и подмости, что упрощает возведение покрытия;

• Ванты, свернутые в бухты, или тонколистовые ленты свернутые в рулоны, обеспечивают хорошую транспортабельность покрытия;

• С увеличением перекрываемого пролета экономичность покрытия возрастает, поскольку масса несущей конструкции остается относительно малой;

• Своеобразные конструктивные формы покрытия позволяют повышать эстетическую выразительность сооружения;

• Благодаря своей форме висячие покрытия создают в здании наиболее благоприятные условия акустики, видимости, освещенности;

• являются самонесущими и способны стационарно располагаться в пространстве.

Широкое применение для вант получили канаты следующих видов: одинарной свивки (пряди, или спиральные), двойной свивки (тросовые), многократной свивки (кабельтовые).

Существует два основных вида расположения вант в покрытиях: параллельное расположение и радиальное расположение.

ПОКРЫТИЯ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ВАНТАМИ

Покрытия с параллельно расположенными вантами, как правило, применяют для прямоугольных в плане зданий. При вантовой схеме покрытие получается очень деформативным, поэтому для повышения его жесткости и предупреждения разрывов гидроизоляционного ковра используют достаточно тяжелые плиты кровли и их включают в общую работу покрытия.

ПОКРЫТИЯ С РАДИАЛЬНЫМИ ВАНТАМИ

Радиальное расположение вант предопределяет круглую или эллиптическую форму здания в плане. (Рис. 2) Распор от вант воспринимает замкнутое наружное кольцо, поэтому покрытие в целом является самоуравновешенной системой, и на колонны, поддерживающие опорное кольцо, передаются только вертикальные усилия от массы покрытия.

Центральное кольцо работает на растяжение, внешнее кольцо ( или эллипс) – на сжатие. Поэтому внутреннее кольцо - металлическое (стальное), а наружное – железобетонное.

Шатровые покрытия проектируют однопролетными и многопролетными в виде двух и более концентрических окружностей в плане. При многопролетной схеме промежуточные опорные кольца предусматривают железобетонными. Также существует возможность применения висячих оболочек с радиальными вантами для зданий с планом, отличающимся от круга и эллипса.

ДВУХПОЯСНЫЕ ПОКРЫТИЯ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ВАНТАМИ

При попарном расположении вант в одной вертикальной плоскости можно получить жесткое, малодеформативное покрытие при легкой кровле. (Рис.3) Для этого необходимо сконструировать систему так, чтобы одни ванты оказались вогнутыми, а другие - выпуклыми. В такой системе вогнутые ванты являются несущими, а выгнутые кверху – стабилизирующими.

Распор от вант через бортовые элементы передается на оттяжки или рамные конструкции (например, трибуны).

1 - стабилизирующие ванты; 2 - стойки; 3 - несущие ванты