Складчатые покрытия

Складчатое покрытие представляет собой систему, образованную из наклонных к горизонту (обычно не менее 30°) плоских элементов – граней, верхние и нижние кромки которых соединены по длинным сторонам и работают совместно. Форма поперечного сечения складок может быть треугольной, трапециевидной, полигональной (рис.3.31).

Рис.3.31 Складчатые покрытия:

а – общий вид; б, в, г – типы поперечных сечений железобетонных складок;

1 – складка; 2 – бортовой элемент; 3,4 – диафрагма; 5 – колонна

Архитектурные композиции из складок весьма разнообразны. Плоские плиты (панели) в различных комбинациях способны перекрывать прямоугольные, многоугольные и круговые планы зданий. В последнем случае складки располагаются радиально.

По расходу материалов складчатые конструкции уступают другим формам покрытия, но им присущи архитектурная выразительность и относительная простота изготовления. Достоинством складок является их регулярность, определяющая повышенные эстетические качества, которые способствуют применению этих систем без подвесного потолка. Их целесообразно использовать в качестве шедовых покрытий для зданий производственного и общественного назначения.

Складки могут опираться на колонны или стены сооружения. По коротким сторонам они имеют торцевые диафрагмы или ребра.

Складчатые системы применяют не только в покрытиях, но и в стеновых ограждениях, позволяя создавать сооружения в едином конструктивном стиле.

Складки обычно выполняют в монолитном железобетоне, однако в последнее время все шире применяют сборные элементы. В монолитном железобетоне обычно выполняют складки сложной формы, обусловленной архитектурными соображениями, а также большепролетные, при L>30м, B>6м. Требования к прочности бетона и к точности соблюдения размеров сечения могут быть не такими жесткими как для сборных элементов. Марка бетона 300..450, толщина граней не < 5см. Угол наклона граней не > 35º, чтобы обеспечить возможность их бетонирования без двойной опалубки.

Пример: павильон на выставке в Ганновере (Германия) Площадь покрытия – 350 м², подвесное складчатое покрытие с центральной опорой выполнено в монолитном бетоне, складки с трапециевидными гранями из легкого бетона марки 300, толщина граней 8,5 см.

Сборные складки монтируют, как правило из плоских прямоугольных плит. К достоинствам сборных складок относят: - возможность изменения пролетов складок благодаря отсутствию ребер и подкрепляющих элементов; - возможность изменения ширины покрытия применением вставок; - небольшие габариты сборных элементов, удобные для хранения и транспортирования; - возможность поточного монтажа без укрупнительной сборки и подмостей.

Обычно применяются балочные складки, имеющие большую длину при малой ширине (L до 25 м, ширина – до 3 м.). При увеличении пролета до 30 м и выше – их трудоемкость и стоимость монтажа возрастает.

Различают складки одно- и многопролетные, одно- и многоволновые. Иногда их проектируют с небольшим консольным свесом на одну или обе стороны покрытия.

Треугольные складки: применяются весьма широко, ширину отдельных складок принимают от 2 до 6 м. Высота складки принимается в зависимости от статической схемы покрытия, от пролета, ширины складки и нагрузки. Для однопролетных складок высота составляет 1/20..1/30 пролета. Уклон всех граней обычно принимают одинаковым и = 30..35°. при меньших углах наклона не удается обеспечить необходимую конструктивную высоту складки, при больших – затрудняется бетонирование и увеличивается расход материалов.

Трапециевидные складки – имеют при той же конструктивной высоте, значительно больший момент инерции, чем треугольные. Поэтому их часто применяют в качестве целых сборных элементов покрытий, длина их составляет обычно 15-20 м, ширина – 2-3 м. Конструктивная высота таких складок, как правило, несколько меньше, чем у треугольных.

Прочие типы складок – выполняют преимущественно в монолитном железобетоне. Их формы могут быть самыми разнообразными, например покрытие церкви в Нассау (Германия).

Одна из возможных конструктивных систем – складчатое шедовое покрытие, образованное из треугольных или трапециевидных складок, в которых часть наклонных граней заменяется сплошным остеклением.

Эффективные в архитектурном отношении складчатые покрытия могут быть созданы складками с чередующимися треугольными гранями в различных комбинациях.

Геометрические формы складчатых конструкций различны: отдельные складки могут иметь треугольное и трапециевидное сечение и иметь друг с другом параллельные, веерные или встречные сочетания (рис.3.32). Складки применяются в покрытиях пролетом до 40 м и в высоких стенах при необходимости повышения их жесткости. Получило распространение сочетание складчатых стен и покрытий с жесткими сопряжениями между ними в виде пространственной рамной конструкции. Складки используют в арочных и шатровых покрытиях для помещений с прямоугольным, трапециевидным, многоугольным или криволинейным планом.

Рис.3.32 Складчатые конструкции:

а – формы и габариты сечений монолитных и сборных складок; б – схемы размещения устройств верхнего света; формы покрытий; в – параллельными складками; г – то же, веерными; д – то же, встречными; е – складчатые рамы; примеры фрагментов покрытий: ж – встречными складками; и – сочетанием веерных и встречных складок