Жесткие оболочки и складки

Покрытия крупнопролетных общественных зданий

1.1. Классификация конструкций.

Пространственные тонкостенные конструкции из жестких тонкостенных оболо­чек и складок изобретены в 1920-х г.г. За прошедшие десятилетия создано исключитель­ное разнообразие тонкостенных конструкций по материалу (сталь, железобетон, дере­во), геометрической форме и схеме статической работы. Уникальным был отечествен­ный опыт исследования, разработки и применения в строительстве длинных тонкостен­ных деревянных цилиндрических сводов-оболочек. Начиная с 1931 г,, они применялись в одно- и много вол новых покрытиях производственных зданий пролетом до 45 м, усту­пив с 1934г. место более технологичным ребристым с водам-оболочкам покрытий про­мышленных зданий пролетом до 100м.

К сожалению, в послевоенные годы этот опыт не был востребован.

В настоящее время наибольшее распространение имеют тонкостенные конструк­ции из железобетона: в зарубежной практике - монолитные, в отечественной - сборные и сборно-монолитные.

При всем разнообразии конструкций наиболее приемлемой является их класси­фикация по типу статической работы - безраспорной или распорной (рис.11.1.) Такая классификация представляется убедительной, так как совпадает с классификацией гео­метрических форм оболочек. Естественно, как и любая другая, классификация, данная на рис. 11.1. обобщает и упрощает явление, не учитывает возможных вариантов конст­руирования. Например, применив в здании безраспорные складчатые покрытия и стены и жестко объединив их друг с другом, мы получаем пространственную рамную, а сле­довательно, распорную конструкцию.

К безраспорным относятся складки и оболочки нулевой гауссовой кривизны - ци­линдрические, коноидальные; к распорным - своды (гладкие, волнистые, складчатые, сомкнутые и крестовые), купола (с различной геометрией поверхности) на круглом или эллиптическом плане, пологие оболочки на многоугольном плане (положительной и от­рицательной кривизны), комбинированные (составные) из фрагментов оболочек одина­ковой или разной кривизны.

При всем разнообразии пространственных конструкций из тонкостенных оболо­чек и складок их особенностью является, по образному выражению П.-Л.Нерви то об­стоятельство, что их "несущая способность является функцией их геометрической фор­мы". Изменение кривизны оболочки и ее стрелы подъема меняет ее жесткость без уве­личения расхода материала. Правильный выбор геометрической формы обеспечивает работу большей части сечения конструкции на осевые усилия (сжатие), оставляя рабо­ту на растяжение и сдвиг специальным фрагментам конструкции - диафрагмам жестко­сти, опорным кольцам и бортовым элементам. Все это определяет, помимо

оригиналь­ной формы пространственных конструкций, их экономичность, возрастающую с увели­чением перекрываемых пролетов.