Технология возведения подвесных конструкций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Ярославский государственный технический университет»

Технология возведения подвесных конструкций

Выполнил ст. гр. САР-34 Н.В. Светлаков

Преподаватель М.А. Абрамов

2014



Оглавление

1. Общая характеристика висячих покрытий

2. Вантовые покрытия

3. Монтаж однопоясных висячих конструкций прямоугольных в плане зданий

4. Монтаж однопоясных висячих систем при криволинейном опорном контуре

5. Монтаж двухпоясных висячих конструкций

6. Седловидные покрытия

7. Конструктивные решения и технология монтажа мембранных конструкций

8. Комбинированные системы

Список используемой литературы



1. Общая характеристика висячих покрытий

висячий конструкция монтаж контур

Висячими называются покрытия, в которых основные элементы несущей конструкции работают на растяжение. В большинстве висячих покрытий в качестве основного несущего элемента применяют стальной канат - трос, свитый из высокопрочной проволоки с временным сопротивлением разрыву 1200-1800 МПа и более. В случае использования канатов-тросов или арматурных стержней систему называют висячей с гибкими вантами. Если ванта выполнена из жестких стержней, например гнутых двутавров или ферм, то такую систему называют висячей с жесткими вантами или изгибно-жесткими элементами.

Висячие покрытия могут быть также в виде металлической или железобетонной предварительно напряженной оболочки. Металлические оболочки из листовой стали и алюминия называются мембранными конструкциями.

Идея применения гибкой нити для покрытий зданий впервые была предложена В.Г. Шуховым, которым в 1896 г. были запроектированы и построены четыре павильона на Всемирной выставке в Нижнем Новгороде рекордных по тому времени размеров - 30X70; 50Х 100 м и диаметром 68 м. Второе рождение висячие конструкции получили в 1953 г. после возведения в. США Рэлей-арены - седловидного сетчатого покрытия из тросов размером 92x97 м. С этого времени началось широкое применение висячих конструкций в зданиях и сооружениях различного назначения: спортивных и выставочных сооружениях, крытых рынках и универсальных залах, крупных гаражах, ангарах и эллингах, а также в универсальных зданиях промышленного назначения.

Достоинства висячих конструкций: наиболее полное использование несущей способности высокопрочных сталей, совмещение в одной конструкции несущих и ограждающих функций, благодаря которому дополнительно снижается масса покрытия, сейсмостойкость.

Конструкции с весьма малой массой способны перекрывать пролеты 40-300 м, а в мостовых конструкциях до 1000 м и более. С увеличением пролета эффективность висячих конструкций увеличивается.

Формообразующие способности висячих покрытий открывают возможности создания самых разнообразных архитектурно-конструктивных композиций зданий и сооружений, Благодаря малому весу висячие конструкции просты в транспортировке и монтаже, удобны и индустриальны в изготовлении.

Рис. 1 Работа гибкой нити

а - от собственной массы; б-д - от вертикальной нагрузки; е - от горизонтальной ветровой нагрузки

Висячие системы являются распорными. Для погашения распора применяют мощные опорные конструкции в виде изогнутых колонн и пилонов (рис. 2; а, б), рам и конструкций трибун (рис. 2; в, г), оттяжек (рис. 2; д, е), а также замкнутых опорных контуров (рис. 3; м, н, ф, х), которые воспринимают большие усилия и требуют значительного расхода материала. Все эти устройства усложняют и удорожают висячие конструкции и в значительной мере снижают эффект от их применения.

К недостаткам висячих покрытий относят также их повышенную деформативность, являющуюся следствием пониженного модуля упругости высокопрочной стали Ј«(1,5-1,8)104 кН/смІ по сравнению с прокатной сталью, и кинематическую изменяемость системы от действия неравномерных нагрузок (рис. 1; б-е). Для уменьшения кинематических перемещений в висячих системах проектируют стабилизирующие устройства: при-груз весом более 1 кН/мІ (рис 3; а, б); предварительное напряжение несущего троса (вогнутого) стабилизирующим (выпуклым) с помощью распорок элементов (рис. 3; в, и, п-с). При проектировании висячих покрытий обращают внимание на отвод воды с покрытия и герметизацию кровли.

Рис 2 Виды опорных конструкций (а-е)

В зависимости от конструктивных форм, вида основного несущего элемента, способа стабилизации покрытия и других признаков висячие покрытия можно разделить на шесть групп (рис. 3). В свою очередь каждую группу в зависимости от взаимного расположения элементов в системе можно подразделить на подгруппы, имеющие свои особенности при проектировании.

Рис. 3

I - однопоясные системы с гибкими или жесткими нитями; II - двухпоясные висячие системы; III - вантовые фермы; IV - седловидные сетки; V - комбинированные системы; VI - мембранные оболочки; а - пригруженная; б - висячая оболочка; в - изгибно-жёсткая; г - струнная; д - выпуклая; е - вогнутая; ж - выпукло-вогнутая; з - тросовая; и - тросовая с продольным распорным стержнем; к - тросовая с поперечными жёсткими распорками; л - сетка в виде гиперболического параболоида; м - сетка с несущей аркой; н - сетка с тросом-подбором; п - однопролётная; р - двухконсольная; с - одноконсольная; т - пригруженная; у - напряжённая тросовой фермой; ф - висячая; х - седловидная

2. Вантовые покрытия

Вантовым называют покрытие, имеющее в качестве опоры натянутые стальные канаты (ванты). Байтовая система, в свою очередь, опирается на опорный контур, воспринимающий все горизонтальные и вертикальные нагрузки. Опорный контур может устраиваться в виде рядов колонн или стен с контрфорсами, быть незамкнутым или замкнутым. Как правило, ванты натягивают на замкнутое железобетонное кольцо, опирающееся на колонны. Кольцо полностью воспринимает горизонтальные нагрузки и исключает возникновение изгибающих напряжений в колоннах.

Помещения, перекрываемые вантовыми конструкциями, в плане могут быть прямоугольными, овальными или круглыми, а ванты - располагаться параллельно, радиально или перекрестно по главным направлениям поверхности оболочки. В качестве вант могут быть использованы стальные стержни, пряди или канаты, в том числе объединенные для удобства установки в фермы. Для уменьшения прогиба от эксплуатационных нагрузок и возможности появления трещин висячая оболочка подвергается предварительному напряжению путем натяжения вант и подвешивания дополнительных пригрузов. Для отвода воды и удобства ведения монтажных работ кроме несущего каната может дополнительно устанавливаться верхний - стабилизирующий канат (рис. 4). Пример устройства Байтового перекрытия приведен на рис. 5.

Рис. 4 а и б - соответственно при незамкнутом и замкнутом опорном контуре; в - при натяжении и при грузке вантовых ферм; 1 - опорный контур; 2 - ванты; 3 - стабилизирующий канат, 4 - центральная цилиндрическая опора; 5 - несущий канат

Последовательность выполнения работ при перекрытии пролета вантовыми канатами:

- вантовый канат, намотанный на барабан, подают краном к месту установки, один конец каната закрепляют анкером в опорном контуре.

- канат раскатывают, оснащают контрольными грузами, поднимают в проектное положение, натягивают электролебедкой и закрепляют в опорном контуре с противоположной стороны;

- после установки всех продольных канатов производят геодезическую проверку положения точек вантовой сети;

- устанавливают поперечные ванты (на рис. 5 не показаны), закрепляют их пересечения с рабочими вантами;

- укладывают плиты покрытия в направлении от нижней к верхней;

- производят натяжение загруженной вантовой сети, бетонирование стыков и контурных участков.

Рис. 5 Технологические схемы перекрытия больших пролетов висячими конструкциями:

а - вантовыми канатами; б - Байтовыми фермами; 1 - электролебедка; 2 - башенные краны. 3 - вантовый канат; 4 - траверса, 5 - постоянная цилиндрическая опора из двух колец и стоек; б - установленная ферма. 7 - опорное железобетонное кольцо; 8 - временная монтажная опора; 9 - монтируемая вантовая ферма, 10 - трибуна

Монтаж висячего покрытия с использованием вантовых ферм включает в себя следующие технологические операции:

- установка с помощью стрелового крана временной центральной монтажной опоры и монтаж на ее верхней части постоянной цилиндрической опоры в виде двух колец, соединенных стальными стойками;

- изготовление, подъем и установка попарно вантовых полуферм и наружных связей - сначала по двум перпендикулярным осям, затем подряд с двух диаметрально противоположных сторон;

- первоначальное натяжение установленных полуферм;

- раскружаливание и демонтаж временной монтажной опоры;

- монтаж сборных элементов покрытия с заделкой стыков;

- напряжение всей вантовой системы в несколько этапов - по две фермы, расположенные перпендикулярно друг другу;

- установка внутренних связей по фермам и кровле;

- замоноличивание покрытия и контурных участков.

ПРИМЕР

Ангар-мастерская для ремонта самолетов гражданского флота (лист 1).

В проекте покрытия ангара применены консольные фермы, подвешенные с помощью тросов к пилонам. Такая система удобна для эксплуатации; здесь свободно располагаются самолеты, они могут быть легко заведены под покрытие и быстро выведены. Строительство двухконсольного ангара, возможно, осуществить в две очереди-сначала с одной консолью, а затем завершить в виде двухконсольного здания.

В качестве кровли применены легкие панели с эффективным утеплителем, что должно облегчить несущие конструкции и упростить монтаж.

Уменьшение провесов концов консолей при действии кранов достигается устройством продольных связей. Антикоррозионная защита тросов предусматривается в виде обмотки, пропитанной тканью, и окраски. Узлы крепления вант покрываются кровельным железом.

3. Монтаж однопоясных висячих конструкций прямоугольных в плане зданий

В таких зданиях обычно применяют системы из параллельных вант, которые передают усилия на незамкнутый опорный контур. В его состав для восприятия горизонтальных усилий могут входить подкосы, контрфорсы, оттяжки и др.

При поэлементном монтаже однопоясных систем с провисающими вантами строительно-монтажные работы выполняют в следующем порядке (рис.6а):

- возводят конструкции опорного контура;

- закрепляют конец несущего троса на одной из опор и, разматывая бухту (с помощью лебедки или монтажного крана), доводят его до второй опоры. Здесь трос пропускают через проектный опорный блок, подтягивают до расчетного (контролируемого геодезическим инструментом) провеса и окончательно закрепляют;

- осуществляют монтаж подвесок. При этом могут быть использованы специальные люльки, перемещаемые (с помощью вспомогательного тянущего и удерживающего тросов) по несущему тросу; временные леса или передвижные подмости;

- производят монтаж продольных и поперечных балок системы;

- осуществляют монтаж сборных плит покрытия и их омоноличивание или выполняют монолитное (сборно-монолитное) покрытие;

- производят укладку утеплителя (например, из керамзитобетона, масса которого не только утепляет, но и пригружает конструкцию);

- выполняют кровельный ковер.

При поэлементном монтаже вантовых покрытий с прямолинейными вантами их заранее нарезают по требуемым размерам и закрепляют на пилонах или межпилонных балках. Затем к несущим вантам (рис.6б) крепят продольные, а к последним - поперечные балки и монтируют либо бетонируют межбалочные плиты покрытия.

Рис. 6 Схемы поэлементного монтажа вантовых покрытий с провисающим и прямолинейным несущими тросами:

1 - сооружение фундаментов опорного контура; 2 - монтаж пилонов; 3 - размотка бухты несущего троса, пропуск через опорный блок, подтяжка до расчетного прогиба и закрепление; 4 - монтаж подвесок; 5 - монтаж продольных и поперечных балок; 6 - монтаж или бетонирование плит покрытий; 7 - монтаж прямолинейных вант; 8 - подвеска к вантам несущих балок покрытия; 9 - монтаж поперечных балок и плит покрытия

Монтаж однопоясных висячих систем из укрупненных блоков показан на примере монтажа системы жестких вант - ферменной конструкции, которой придана форма веревочной кривой. Укрупнение криволинейных ферм в монтажные блоки (рис. 7) производят на стапеле-шаблоне в вертикальном положении в зоне действия монтажного крана. Затем их поднимают и опирают на рихтовочные устройства, установленные на временной эстакаде. Рихтовочные устройства с помощью домкратов обеспечивают совмещение стыкуемых концов ферменных блоков. После сварки верхнего пояса ферм их раскружаливают (приопуская домкраты); монтируют элементы покрытия и межферменного пространства и затем соединяют конструкции нижнего пояса. Это обеспечивает работу верхнего пояса на постоянные нагрузки и участие в работе нижнего пояса лишь при временных нагрузках (снег).

Рис. 7 Схема монтажа однопоясной висячей системы из жестких вант с их укрупнением в монтажные блоки:

1 - фундаменты; 2 - стойки сооружения; 3 - замкнутый опорный контур; 4 - временная эстакада (стойки и балки); 5 - рихтовочное устройство; 6 - укрупненные блоки жесткой висячей конструкции; 7 - монтажные краны

ПРИМЕР

Многопролётные висячие покрытия с несущими элементами из прокатной стали (лист 3). В проекте в качестве несущих нитей предложено использовать полосы низколегированной стали 10 XCHД и 15ГС. Настил - железобетонные плиты, крепление закладных частей которых к полосам может быть выполнено с помощью прихваток. Предварительного обжатия настила не предусмотрено. Возведение опытного покрытия с пролётами 12 м показало, что строительство таких конструкций не вызывает особых трудностей, а испытание временной нагрузкой, соответствующей третьему снеговому району, подтвердило расчётные данные об удовлетворительных прогибах. Опасаться колебаний покрытия от действий ветра не приходится, так как вес настила больше возможной интенсивности отсоса. Недостатком многопролётного ненапрягаемого покрытия может явиться некоторое раскрытие швов между плитами настила над опорами вследствие ползучести материала плит и несущих элементов. Поэтому в этих местах в кровле следует предусмотреть деформационные швы.

4. Монтаж однопоясных висячих систем при криволинейном (круглом, элллиптическом или овальном) опорном круге

Опорный контур таких зданий обычно выполняют замкнутым (распор пролетной конструкции гасится внутри контура). Покрытие зданий криволинейной в плане формы обычно выполняют из перекрестных вант. В качестве вант могут быть применены арматурные стержни периодического профиля класса А4-А5, арматурные пучки из высокопрочной проволоки, стальные канаты.

После выполнения железобетонного (преимущественно монолитного) или металлического опорного пояса монтируют все ванты одного, а затем другого направления. Им придают предусмотренную проектом кривизну. В местах пересечения устанавливают сжимы, фиксирующие ячейки.

Плиты покрытия выполняют монолитными или сборными (с омоноличиванием стыков).

Последовательность монтажа однопоясных висячих систем с криволинейным замкнутым опорным контуром показана на рис.8.

Рис. 8 Схема монтажа висячих сеток с криволинейным замкнутым контуром: 1 - сооружение фундаментов и несущих стоек опорного контура и монтаж колонн; 2 - устройство железобетонного монолитного или сборного замкнутого опорного контура; 3 - нарезка и раскладка мерных стержней (струн, канатов) одного направления; 4 - нарезка и раскладка мерных стержней второго на- правления; 5, 6 - подъем лебедками мерных стержней одного, а затем второго направления с приданием требуемого провеса; 7 - установка сжимов в местах пересечения стержней, бетонирование покрытия

ПРИМЕР

Летний павильон (лист 2). Примерно цилиндрического покрытия является летний павильон со светопрозрачным стеклопластиковым настилом. Покрытие предназначено для использования в летнее время. Случайные атмосферные воздействия учтены в виде условной распределённой нагрузки 50 кг/мІ. Для предотвращения раскачивания покрытия при несимметричных и направленных вверх ветровых нагрузках введены пучки восходящих вант, а также продольный жёсткий элемент - дождевой лоток, который по торцам здания оттягивается наклонными расчалками. Расчёт несущих нитей производится на постоянную и временные нагрузки, распределенные по всему пролёту. Учитывается, что в этом случае восходящие ванты и торцовые оттяжки лотка выключены.

5. Монтаж двухпоясных висячих конструкций

Монтаж двухпоясных висячих конструкций, как и однопоясных, может осуществляться поэлементно или из укрупненных узлов.

На рис. 9 показан поэлементный монтаж чичевицеподобных

двухпоясных конструкций. Его осуществляют в следующем порядке:

- сооружается опорный контур;

- подтягивается монтажным краном или лебедками и крепится несущий трос;

- монтируются распорки и стабилизирующий трос. После монтажа и закрепления трос с помощью винтовых муфт, установленных в составе распорок, напрягается с расчетным усилием;

- монтируются элементы покрытия (балки, плиты, утеплитель, кровля).

Рис. 9 Схема поэлементного монтажа чичевицеподобного двухпоясного покрытия: 1 - установка несущих опор; 2 - бетонирование монолитного или монтаж сборного опорного контура; 3 - монтаж и натяжение несущего троса; 4 - монтаж распорного троса и распорок; 5 - напряжение двухпоясной системы с помощью фаркопфов в составе распорок; 6 - монтажный кран

ПРИМЕР

На рис. 10 показан пример монтажа вантовых ферм дворца Юбилейный в Санкт-Петербурге (его диаметр составил 93 м, высота - 20 м) из укрупненных монтажных блоков. Его осуществляли в следующем порядке:

- сооружали опорный контур, который состоит из внешнего и внутреннего распорных колец. При этом внутреннее распорное кольцо устанавливали на домкратные устройства, расположенные на временной монтажной опоре;

- на нулевой отметке в специальном кондукторе осуществляли сборку полуферм, включающих несущий трос, стабилизирующий трос и распорки;

- собранную полуферму при помощи специальной траверсы устанавливали в проектное положение. При этом вначале закрепляли на внешнем кольце (с помощью цилиндрического шарнира) стабилизирующий трос, а затем - несущий (его анкерный стакан заводится в специальное гнездо вверху колонны). Во внутреннем кольце закрепляли противоположный конец несущего троса, а после этого;

- второй конец стабилизирующего троса.

Рис. 10 Схема монтажа вантовых ферм из укрупненных блоков-полуферм: 1 - железобетонные сборные трибуны; 2 - железобетонное распорное кольцо; 3 - монтажный кран; 4 - траверса для подъема фермы; 5 - внутреннее растянутое кольцо системы; 6 - установленная ферма; 7 - временная монтажная опора; 8 - рихтовочные домкраты; 9 - монтируемая ферма

- производили первоначальное натяжение полуферм. Натяжение осуществляли перемещаясь против часовой стрелки одновременно на четырех крестообразно установленных полуфермах;

- монтировали панели покрытия с заделкой стыков;

- окончательно напрягали вантовую систему;

- приопускали домкраты, освобождая внутреннее распорное кольцо, и демонтировали временную центральную монтажную опору;

- окончательно замоноличивали плиты покрытия.

6. Седловидные покрытия

Седловидное покрытие представляет собой систему, состоящую из напряженной сетки, имеющей чаще всего поверхность гиперболического параболоида и жесткого или комбинированного опорного контура. Сетки образуются двумя семействами ортогонально расположенных взаимно перпендикулярных тросов, одни из которых несущие (вогнутые), другие - стабилизирующие (выпуклые).

В зависимости от конструкции опорного контура можно создавать разнообразные по композиционному решению архитектурно-конструктивные формы седловидных покрытий и зданий в целом, благодаря чему седловидные сетки получили широкое распространение в практике строительства.

Наиболее распространены типы опорных контуров - комбинаций из двух или трех арок, стоящих наклонно друг к другу и опирающихся на фундаменты, колонны или несущие стены. Такие конструктивные решения обладают хорошими компоновочными возможностями при создании крупнопролетных зданий общественного назначения. Применение наклонных арок возможно в комбинации с тросами-подборами и прямолинейными контурами в виде балок. Возможны также седловидные сетки в многопролетных многоячейковых зданиях.

Наряду с арочными контурами часто применяют замкнутые контуры в виде изогнутых колец простой и сложной формы, прямоугольного типа, уступающие арочным по расходу материала.

Рис. 11 Основные схемы седловидных сеток

а - на замкнутом контуре, состоящем из двух наклонных арок; б - на сложно криволинейном контуре; в - с наклонными арками и тросами-подборами; г - на квадратном плане с прямолинейным опорным контуром; д - с вертикальной аркой; е - комбинированное решение с аркой, балкой и тросами подборами; ж - с несколькими опорными арками; 1 - опорный контур; 2 - арка; 3 - балка; 4 - пилон; 5 -трос-подбор; 6 - сетка

С точки зрения распределения усилий наилучшей поверхностью седловидного покрытия является поверхность гиперболического параболоида. В этом случае несущие и стабилизирующие нити имеют форму соответственно вогнутых и выпуклых квадратных парабол с постоянным отношением f/P в каждом тросе, что создает равенство усилий во всех тросах при равномерно-распределенной нагрузке на покрытии.

Монтаж покрытий осуществляется в три этапа:

а) Навеска несущих тросов и панелей. Напрягающие канаты на этой стадии могут быть уложены, но не прикреплены к анкерам;

б) Загрузка покрытия балластом, закрепление напрягающих тросов в анкерах. Возможно натяжение этих тросов с помощью домкратов или концевых муфт. На этой стадии производится омоноличивание швов настила, перпендикулярных несущим тросам;

в) Удаление балласта. В несущих тросах напряжение уменьшается. Сокращаясь по длине, они сжимают настил по сторонам, перпендикулярным несущим тросам. Наоборот, напрягающие канаты получают наибольшее натяжение, поэтому стыки настила, перпендикулярные напрягающим тросам, раскрываются. Рекомендуется производить омоноличивание этих швов раствором с расширяющимся цементом. Таким образом, стабилизация покрытия достигается за счет предварительного напряжения и превращения конструкции в оболочку.

Расчет седловидных конструкций на стадии компоновки, приближенное определение сечений несущих канатов и арок могут быть выполнены так же, как и для двухпоясных систем - в предположении, что напрягающие нити выключаются из работы при загружении всего пролета наибольшей временной нагрузкой.

ПРИМЕР

Шахматный клуб в Баку (лист 4). В покрытии павильона шахматного клуба сетка, состоящая из растянутых прямолинейных вант, удерживает поднятые консоли шестиугольника, окаймленные трёхгранные фермами. В покрытии использован деревянный настил, однако здесь рациональным было бы применение лёгких панелей.

7. Конструктивные решения и технология монтажа мембранных конструкций

Мембранные покрытия позволяют перекрывать пролеты до 200 м при толщине мембраны по условиям прочности до 1,5 мм, а по условиям корозиестойкости - 3-4 мм.

Формы мембранных покрытий весьма разнообразны.

Распор воспринимается элементами здания, оттяжками или замкнутым контуром (кольцо, овал, прямоугольник), который опирается на колонны или арочные опоры.

Основная проблема, возникающая при применении мембранных (как и других подтипов висячих конструкций) покрытий, - необходимость стабилизации поверхности (стальной лист практически не сопротивляется изгибу).

Стабилизация может быть достигнута:

- пригрузом покрытия. Например, используют массу утеплителя и бетонной рубашки для того, чтобы собственный вес покрытия превышал ветровой отсос;

- использованием системы оттяжек для напряжения покрытия и, следовательно, его стабилизации;

-использованием системы продольных ребер, способных воспринимать изгибающие моменты и стабилизировать форму поверхности покрытия;

Монтаж мембранных покрытий может выполняться как из отдельных металлических полос, так и из укрупненных блоков.

Рис. 12 Схемы различных способов стабилизации поверхности мембранного покрытия:

а - с помощью оттяжек; б - с использованием системы продольных ребер; в - с использованием лент-оттяжек; 1 - внешнее опорное кольцо; 2 - внутреннее опорное кольцо 3, 7 - оттяжки; 4 - мембрана; 5 - продольные гибкие ребра; 6 - поперечные жесткие ребра; 8 - ленты продольного направления; 9 - ленты поперечного направления; 10 - узлы крепления лент поперечного на правления к опорному контуру

Разработан ряд относительно простых способов крепления листовых мембран к элементам металлического и железобетонного опорного поясов.

Рис. 13 Варианты крепления мембраны к металлическому (а) и железобетонному (б) элементам опорного контура: 1 - металлическая распорная балка; 2а - железобетонная распорная балка; 26 - металлическая косынка; 3 - болтовой шарнир; 4 - тяга; 5 - стальная полоса; 6 - лист мембраны; 7 - стяжной болт; 8 - верхний прижимной элемент; 9 - фрикционная лента (или корундовая крошка на эпоксидном клее)

На рис. 14 показан пример сборки мембранного покрытия из ленты шириной 740 см, толщиной 4 мм. Ленты из стали 10Г2С1 сваривали из отдельных листов и рулонировали в заводских условиях. Свернутый рулон доставляли на строительную площадку, укладывали непосредственно за опорным контуром строящегося объекта (участок Б), разворачивали и лебедкой с помощью полиспастов подтягивали к противоположной стороне опорного контура (участок А). Здесь торец листа закрепляли. Затем листу придавали требуемый прогиб и крепили к распорной балке на участке А. Следующую и остальные полосы укладывали внахлест с перепуском до 140 мм. Смежные листы сваривали сплошной либо прерывистой сваркой. Чтобы обеспечить плотное прилегание свариваемого участка, в полотнищах прорезали отверстия диаметром 40 мм, в них пропускали стержень диаметром 20-25 мм с крюком на конце и им, с помощью реечных домкратов, стягивали смежные ленты.

Рис. 14 Схема сборки мембранного покрытия из рулонированных укрупненных лент: 1 - лента 7400Ч4 мм; 2 - рулон из укрупненных лент; 3 - тросовый полиспаст; 4 - направляющий ролик

Технология монтажа мембранных покрытий из укрупненных блоков зависит от степени и характера их укрупнения. Известны решения, когда мембранное покрытие монтировали из полотнища размером 65Ч59 м, соответствующим габаритам перекрываемого зала. Полотнище сваривали непосредственно в зоне монтажа, усиливали по диагонали и массой около 200т поднимали за углы восемью электромеханическими подъемниками грузоподъемностью по 50 т, установленными попарно в каждом углу зала на балки, опирающиеся на железобетонный опорный контур.

На рис. 15 показана схема монтажа мембранного покрытия, эллиптического в плане сооружения, из укрупненных пространственных блоков массой до 43 т. Блоки первого типа включали две радиальные стабилизирующие фермы покрытия со связями и прогонами, соединяющими их; блоки второго типа представляли собой

листовые лепестки-мембраны. Их монтировали после установки и включения в работу всех стабилизирующих ферм. Распор покрытия рассматриваемого сооружения воспринимали наружным и внутренним опорными кольцами.

Рис. 15 Схема монтажа мембранного покрытия укрупненными блоками: а - разрез; б - план; 1 - шевр-установщик; 2 - стенд для укрупнительной сборки блоков; 3 - траверса-распорка для подъема блока и предварительного его напряжения с помощью натяжного (5) устройства; 4 - укрупненный блок; 5 - натяжное устройство; 6 - монтажный кран БК-1000; 7 - центральное опорное кольцо; 8 - центральная временная опора; 9 - домкратное устройство; 10 - симметрично монтируемые блоки и аналогичный демонтаж траверс

Монтаж блоков покрытия первого и второго типов осуществляли башенным краном БК-1000, установленным в центре сооружения, и двумя шеврами-установшиками, перемещавшимися по рельсовым путям шириной 5 м, уложенным на эстакаде по наружному опорному контуру. Внутреннее опорное кольцо опиралось на временную опору.

Сборку ферменных блоков и листовых лепестков осуществляли на трансформируемых (в зависимости от длины элементов) стендах.

Подъем блоков стабилизирующих ферм осуществляли специальной траверсой-распоркой, воспринимавшей распор (перед подъемом блоки частично напрягали). Траверсы демонтировали, передавая распор на опорный контур лишь после монтажа всех ферменных блоков; демонтаж производили одновременно на четырех симметрично установленных блоках. Затем монтировали лепестки мембраны.

После проектного закрепления всех элементов покрытия производили его раскружаливание (освобождалась центрально установленная временная опора) и плавное включение в работу.

8. Комбинированные системы

К комбинированным системам относят покрытия, состоящие из растянутых вант или нитей и сжато-изогнутых балок, ферм или других жестких элементов. Достоинством таких конструкций является их значительная жесткость, препятствующая появлению местного прогиба при неравномерной нагрузке, поэтому комбинированные системы находят широкое применение в большепролетных покрытиях промышленных зданий с подвесными кранами грузоподъемностью до 20 т. К недостаткам подвесных конструкций относят: наличие открытых тросов над кровлей, подверженных коррозии под воздействием атмосферных факторов (температуры и влажности); сравнительная многодельность изготовления вантовых конструкций и сложность регулирования предварительного натяжения вант при монтаже. Для предохранения от коррозии требуются постоянный контроль и окраска открытых частей и узлов.

Наиболее распространены плоские внешне безраспорные комбинированные системы, где в качестве жесткой конструкции применяют плоские балки или фермы. Прогибы комбинированных систем возникают главным образом, вследствие упругих деформаций криволинейных нитей или прямолинейных вант. При уменьшении пологости деформативность их увеличивается, и вся система получает значительные прогибы, поэтому пологость нити ограничивают стрелой провеса 1/8 - 1/12 пролета, а минимальные углы наклона вант проектируют не менее 30°.

В практике строительства широко применяют консольные подвесные конструкции (с односторонним или двусторонним расположением консолей). В качестве подвесных конструкций наряду с обычными плоскими фермами или балками могут быть использованы волнистые, призматические или коробчатые оболочки, а также оболочки-воронки.

В последнее время в качестве подвесных конструкций все шире внедряют перекрестно-стержневые плиты. Пример конструкции, работающей как пространственная система, - комбинированное покрытие 72Ч144 м автобусного гаража в Ленинграде, причем плита выполнена в конструкциях системы МАрхИ.

В проектировании расчет комбинированных конструкций ведут методами строительной механики статически неопределимых систем.

Рис.16 Схемы пролётный комбинированных конструкций:

а-г - с подвесками различного типа; д,е - то же, с дополнительными оттяжками; 1 - несущий трос; 2 - простые подвески; 3 - сложные подвески; 4 - балки; 5 - фермы; 6 - колонны; 7 - плиты; 8 - дополнительные оттяжки

Рис. 17 Схемы консольно комбинированных конструкций

а - с фермами; б,в - со складками и волнистыми оболочками; г - воронкообразного типа; д - одноконсольная с оттяжками; 1 - тросы; 2 - плоская или пространственная ферма; 3 - рамы; 4 - опорная стойка; 5 наружное кольцо; 6 - внутреннее кольцо; 7 - трос оттяжка

ПРИМЕР

Рис. 18 Пример современного комбинированного покрытия с подвесной пространственной конструкцией системы МАрхИ автобусного гаража в Ленинграде (1980)

1 - решетчатая плита; 2 - несущие тросы; 3 - железобетонные колонны; 4 - пилоны; 5 распорки; 6 сварная встроенная капитель



Список используемой литературы

1. Файбишенко В.К. Металлические конструкции: Учебное пособие для вузов. М.: Стройиздат, 1984. 336 с.

2. Кирсанов Н.М. Висячие конструкции Под общей редакцией д-ра техн. наук проф. Н.С. Стрелецкого. М.: Стройиздат, 1968.

3. Белова Е.М. Технология возведения сложных сооружений. Кемерово, 2012.

Размещено на Allbest.ru

...