Пространственные покрытия — это системы, состоящие из тонкостенных оболочек (тонких плит) и контурных конструкций (бортовых элементов, опорных колец, диафрагм в виде балок, арок и т. п.). Все эти элементы связаны между собой и работают как единое целое. Это снижает расход материала и массу покрытия, делает его более экономичным и позволяет перекрывать большие площади без промежуточных опор. Кроме того, пространственные покрытия отличаются особой архитектурной выразительностью.
Сетчатые оболочки применяют в первую очередь для ангаров, спортивных залов, крытых рынков, выставочных павильонов, вокзалов, зрелищных предприятий, производственных зданий и других подобных сооружений, в которых нежелательны или недопустимы промежуточные колонны.
Оболочкам придают очертания криволинейных поверхностей или многогранников. Основными типами пространственных покрытий являются своды, купола, цилиндрические оболочки, складчатые конструкции, оболочки двоякой кривизны, покрытия с составными оболочками и подвесные покрытия. Выбор типа пространственных покрытий зависит от назначения здания, его размеров, способов строительства и ряда других факторов.
В строительной практике находят применение и другие разновидности тонкостенных пространственных покрытий, выбор типа которых зависит от назначения сооружения, его архитектурной компоновки, размеров, способов возведения.
Пространственные покрытия состоят из следующих составляющих:
- прямолинейные элементы четырехстороннего пространственного опорного контура;
- гибкие нити, ориентированные параллельно одной из диагоналей опорного контура и прикрепленные к нему своими концами с возможностью натяжения;
- прямоугольные прогоны-распорки, ориентированные в плане параллельно двум из противолежащих элементов контура и прикрепленные своими концами к двум основным элементам;
- тонколистовой и кровельный настил.
Свойства сетчатых оболочек
Характерной чертой сетчатых оболочек является отсутствие несущих конструкций в виде различных колонн, балок, перекрытий. Конструкция является самонесущей и в большинстве случаев обладает более высокими несущими свойствами в сравнении с конструкциями другого типа. Это происходит из-за равномерного распределения нагрузок на все стержни конструкции, что фактически исключает хрупкое разрушение. Конструкции на основе геодезического купола помимо высоких несущих свойств имеет и хорошие аэродинамические показатели, что расширяет спектр его применения.
Сборка сетчатых оболочек осуществляется в более быстрые сроки и требует на порядок меньше трудовых ресурсов по сравнению с конструкциями традиционного типа. Для монтажа не требуется специальная строительная техника, оборудование и оснастки — основным рабочим инструментом является гаечный ключ.
Заключение
Сетчатые оболочки, безусловно, являются одним из перспективных направлений в строительстве. Они оправдывают название «конструкций XXI века», как их успели окрестить инженеры. Об этом свидетельствует неуклонно растущее количество сооружений, выполненных по данной технологии.
Потенциал технологии велик, особые перспективы конструкциям специалисты предрекают в практически неограниченных возможностях архитектурных форм, успешном применении в суровых и меняющихся климатических условиях, в проекции на будущие, значительно меняющиеся условия сосуществования населения Земли. Но для реализации этого потенциала потребуется выполнить еще немало разработок в области развития материаловедения, автоматизации проектирования, строительных норм и правил.
Список использованной литературы
· «В. Г. Шухов (1853—1939). Искусство конструкции.», Райнер Грефе, Оттмар Перчи, Ф. В. Шухов, М. М. Гаппоев и др., 192 стр., «Мир», Москва, 1994, ISBN 5-03-002917-6.
· Лурье А.И. Общие уравнения оболочки, подкрепленной ребрами жесткости. СПб., 1948. - 28 с.
· Пискунов В.Г. Исследование напряженно-деформированного состояния ортотропных пологих оболочек и пластин на основе сдвиговой теории второго приближения. / Пискунов В.Г., Рассказов A.A. // Прикладная механика. -1998.-34, №8.-С. 103-110.
· Прокопов В.К. Скелетный метод расчета оребренной цилиндрической оболочки. // Научно-техн. информационный бюллетень Ленингр. политехи, инта. 1957.-№ 12.-С. 18-19.
5. Пономарёв В.В. Расчет сетчатых оболочек вращения как конструктивно анизотропных систем: Дисс. канд. техн. наук. М., 1984. - 174 с.
6. Методы расчета стержневых систем, пластин и оболочек с использованием ЭВМ. / Под ред. А.Ф.Смирнова: В 2-х т. М.: Стройиздат, 1976.
7. Пшеничнов Г.И. Расчет ребристых оболочек. / Пшеничнов Г.И., Тагиев И.Г. // Строит, механика и расчет сооружений. 1977. - № 1. - С. 51 -54.
8. Рикардс Р.Б. Устойчивость оболочек из композиционных материалов. / Рикардс Р.Б., Тетере Г.А. Рига: Зинатне, 1974. - 270 с
9. Игнатьев В.А. Редукционные методы расчета в статике и динамике пластинчатых систем. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1992. - 144 с.
10. Игнатьев В.А. Оптимизация сетчатой цилиндрической круговой оболочки при свободных колебаниях: Информ. листок № 45; Сер. 67.03.03 / Игнатьев В.А., Беликов Г.И., Лоза Л.В. / Волгогр. центр науч.-техн. информации. Волгоград, 1998. - 3. с.
11. Игнатьев В.А. Свободные колебания сетчатой оболочки с учётом поперечного сдвига: Информ. листок № 41; Сер. 67.03.03 / Игнатьев В.А., Беликов Г.И., Лоза Л.В. / Волгогр. центр науч.-техн. информации. Волгоград, 1998. -3. с.
12. Прокопов В.К. Скелетный метод расчета оребренной цилиндрической оболочки. // Научно-техн. информационный бюллетень Ленингр. политехи, инта. 1957.-№ 12.-С. 18-19.
13. Пшеничнов Г.И. Расчет сетчатых оболочек. Исследования по теории сооружений. - 1976. -Вып. 22.- С. 159-167.
14. Пшеничнов Г.И. Расчет ребристых оболочек. / Пшеничнов Г.И., Тагиев И.Г. // Строит, механика и расчет сооружений. 1977. - № 1. - С. 51 -54.
