Покрівля для одношарових циліндричних стержневих покриттів

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Покрівля для одношарових циліндричних стержневих покриттів

О.І. Сіянов, к. т. н., доц.

Вступ

Рис. 1 План і переріз конструкції одношарового циліндричного стержневого покриття

Рекомендована кафедрою промислового та цивільного будівництва

Надійшла до редакції

Рекомендована до опублікування

Сіянов Олександр Ілліч доцент кафедри промислового та цивільного будівництва. Вінницький національний технічний університет

З висуненням нових вимог з збоку замовників відносно застосування архітектурно видовищних конструкцій покриттів, назріла нагальна потреба у створенні відповідних елементів покрівлі. Особливо гостро у зв'язку з цим стало питання для одношарових циліндричних стержневих покриттів (рис. 1), для яких пошук оптимальної захисної конструкції викликаний нестандартною формою даного покриття. Такими конструкціями в свій час займались відомі вчені, праці яких стали відомі в нашій державі і за кордоном 1-16. Ними вирішувались в основному питання формоутворення, методик розрахунку і проектування конструкції покриття. Крім того значний інтерес науковців був прикутий до з'єднань елементів у вузлах. Однак мало хто з них приділяв увагу вирішенню питань, пов'язаних з розробкою покрівлі, адже досить складно забезпечити економічно вигідний варіант покрівлі з мінімальними затратами праці при наявності криволінійної ламаної несучої конструкції покриття. Втім, спростити пошук раціонального варіанта в наш час дозволяє наявність і постійне удосконалення сучасних матеріалів і виробів із них. Але в даному випадку постає питання їх раціональної придатності для одношарових циліндричних стержневих покриттів. Напевно, потрібно, щоб вибір варіанта покрівлі здійснювався на підставі докладного аналізу всіх переваг і недоліків з повним обґрунтуванням прийнятого рішення. Тому в даній статті наведені найбільш прийнятні і можливі конструктивні форми захисної покрівлі для одношарового циліндричного стержневого покриття із легких і ефективних матеріалів і конструкцій.

1. Основна частина

покрівля стержневий панель одношаровий

Покрівлю одношарового циліндричного стержневого покриття можна робити непрозорою, прозорою і з окремими прозорими ділянками в залежності від функціонального призначення будівлі.

Менш трудомісткою є непрозора покрівля. Її можна виконувати в різних варіантах, суть яких зводиться до застосування:

обшивки з оцинкованої хвилястої або профільованої сталі, плоских або профільованих алюмінієвих, поліефірних склопластикових або азбестоцементних листів поверх обрешітки з утеплювачем або без нього;

одношарових або тришарових алюмінієвих панелей з наповнюванням стиків стрічковими герметиками;

звичайного рулонного килима по утеплювачу, який укладається по будь-якому настилу.

Для прозорої холодної покрівлі пропонується хвилястий поліефірний склопластик, органічне (акрилове) скло, армоване скло або світлопрозору синтетичну тканину. Для опалювальних приміщень можна використовувати світлопрозорі панелі із склопластика, середній шар яких може бути різним: у вигляді сот з плоских ребер, сот з хвилястих листів, встановлених вертикально, сот з труб, хвилястих листів, укладених горизонтально. Рішення покриття з прозорою покрівлею дозволить архітектору підкреслити легкість споруди і отримати цікаві інтер'єри.

При проектуванні великопрольотного покриття зі світлопрозорою покрівлею із синтетичних матеріалів необхідно передбачати спеціальні заходи, що попереджають можливі пошкодження настилу через велику різницю в коефіцієнтах лінійного розширення пластмас і металу (рис. 2). У випадку точкового спирання, листи з оргскла треба покрити алюмінієвим профілем і прикріпити до амортизаторів із синтетичного каучука, як показано на рис. 2, а. При контурному спиранні листів на прогони можливе застосування різних нащільників з алюмінієвого сплаву, неіржавіючої сталі, склопластика (рис. 2, б). Кріплення листів, яке забезпечує невеликі переміщення їх при нерівномірних деформаціях по відношенню до сітчастої несучої конструкції, називають плаваючим. На рис. 2, в, г показано застосування склопластикових панелей, кріплення яких також є податливим.

Із практики зведення просторових покриттів відомі випадки жорсткого кріплення світлопрозорого настилу до прогонів, але тоді кріплення прогонів до несучої конструкції виконується плаваючим, наприклад, шляхом використання балансирного пристрою. Обрешітку під покрівлю одношарового циліндричного стержневого покриття пропонується влаштовувати як металевою, так і дерев'яною. Металеву обрешітку доцільно виконувати з прокатних або гнутих профілів, а також з пресованих алюмінієвих профілів по перехресно-стержневим плитам (рис. 3). Приклади покрівлі з дерев'яною обрешіткою наведені на рис. 4. До стержнів циліндричного покриття дерев'яну обрешітку можна прикріплювати за допомогою стальних крюків або хомутів із стальної стрічки.

В якості утеплювача для покрівельної конструкції одношарових циліндричних стержневих покриттів пропонується використовувати матеріали з малою щільністю, наприклад мінераловатні плити, полістирольний або поліуретановий плитний пінопласт (рис. 4, б, в). При влаштуванні покрівлі із алюмінієвих або пластмасових листів для надійної гідроізоляції стики необхідно заповнювати ущільнювальними прокладками або мастиками (рис. 4, г).

При конструюванні покрівлі треба мати на увазі наступне:

покрівельні елементи відносно невеликих розмірів (величиною з чарунку) не слід вводити безпосередньо в несучу конструкцію покриття. Зрозуміло, що таке рішення відзначається архітектурною виразністю, втім його серйозним недоліком є велика кількість стиків, що істотно ускладнює виконання конструкції;

покрівельні елементи у вигляді великорозмірних профільованих листів прості у виготовленні (гнуття на валках) і можуть легко монтуватися. Кількість стиків при їх застосуванні невелике. Однак такі елементи важче включити в роботу несучої конструкції, і за своєю архітектурною виразністю вони поступаються елементам, про яких згадувалося вище.

Виходячи із даних міркувань, потрібно признати, що використання окремих малих і великих покрівельних елементів не має сенсу, а тому є потреба у розробці листів з розміром на декілька чарунок.

В якості захисної конструкції неопалювальних будівель пропонується хвилясті листи синусоїдального і трапецеїдального профілю.

Хвилясті лити синусоїдального профілю виготовляють з алюмінієвого сплаву. Товщина листів 0,8 мм, ширина 795 мм, довжина від 2500 до 16000 мм; профіль хвилі 75/25 (довжина хвилі 75 мм, висота 25 мм); власна вага 2,65 кг/м2.

Хвилясті лити трапецеїдального профілю теж виготовляють з алюмінієвого сплаву. Товщина листів 0,8 мм, ширина 795 мм, довжина від 2500 до 16000 мм; профіль хвилі 125/50 (довжина хвилі 125 мм, висота 50 мм); власна вага 2,91 кг/м2.

В табл. 1 показані зазори між суміжними хвилястими листами із алюмінієвого сплаву, якщо нижній лист підпадає під навантаження біля 75 кгс 6.

Рис. 2 Приклади влаштування покрівлі із світлопрозорих листів і панелей: а - плаваюче кріплення одинарного засклення; б - одинарне засклення з використанням нащільників; в, г - варіанти застосування тришарових панелей; 1 - листи оргскла або армованого силікатного скла; 2 - профіль із алюмінієвого сплаву; 3 - амортизатор із синтетичного каучуку; 4 - з'єднувальний болт; 5 - фасонний елемент вузла; 6 - нащільник з алюмінієвого сплаву, неіржавіючої сталі, міді, склопластику; 7 - пластмасовий ковпачок на гайці; 8 - прокладка з неопренового жгута; 9 - пружна прокладка; 10 - металевий або склопластиковий прогін; 11 - пінопласт, мінеральна вата; 12 - накладка; 13 - світлопрозора тришарова склопластикова панель; 14 - профільний склопластик

Таблиця 1

 Із наведених даних випливає, що в доступній для ходіння ділянці гребеня для щільного з'єднання достатньо трьох болтів в поздовжньому стиковому напрямку на ширині чарунки 2400 мм, в той час як в похилій ділянці вже достатньо двох стикових болтів. Внаслідок незначного уклону в ділянці гребеня на довжині 7 м для ущільнення в поздовжні стики потрібно додатково класти прокладку із пластмаси. На майбутнє слід проаналізувати можливість поширення рекомендацій 6, даних Патцельтом для різних варіантів одношарових циліндричних стержневих покриттів.

Рис. 3 Основні варіанти теплої покрівлі для одношарових циліндричних стержневих покриттів: а - загальна конструкція покрівлі; б, в - варіанти прогонів (опирання на вузли “МАрхІ” та “ІФІ”); г - безпрогонне влаштування покрівлі; д - приклад вентильованої покрівлі; 1 - прогони; 2 - профільований настил; 3 - рулонна пароізоляція; 4 - плитний пінопласт; 5 - захисний шар із рубероїда; 6 - тришаровий рулонний килим; 7 - гравійний захист; 8 - болти; 9 - опорний столик; 10 - профільований алюмінієвий лист; 11 - оцинковані стальні болти; 12 - вентильовані повітряні прошарки

Рис. 4 Приклади влаштування покрівельного огородження по дерев'яній обрешітці одношарового циліндричного стержневого покриття: а - холодна покрівля; б, в - теплі покрівельні огородження; поперечний стик склопластикових листів; 1 - профільований стальний, алюмінієвий або склопластиковий лист; 2 - пластмасовий ковпачок; 3 - дерев'яна обрешітка; 4 - стальний штир; 5 - оцинкований стальний крюк; 6 - полістирольний або поліуретановий пінопласт; 7 - прокладка із пластифікованої пластмаси; 8 - оцинкований стальний глухар; 9 - хомут із стальної стрічки; 10 - тришарова теплоізоляційна плита з алюмінієвою обшивкою; 11 - шайба з еластичною прокладкою; 12 - стрічковий герметик; 13 - оцинкований стяжний болт

Висновки

На підставі наявної інформації про стан питань в сфері розробок захисних конструкцій в нашій державі і за кордоном, наведені найбільш прийнятні і можливі конструктивні форми покрівель для одношарових циліндричних стержневих покриттів. Встановлено, що не має сенсу використовувати окремі малі і великі покрівельні елементи, а тому з'являється потреба у розробці листів з розміром на декілька чарунок. Розглянуті матеріали ефективно можна застосовувати в якості зовнішньої обшивки для покриттів опалювальних і неопалювальних будівель. В покриттях з невеликим уклоном (біля 10 %) слід звернути увагу на ефективне ущільнення швів листів настилу, що перекривають один одного. Для захисту покриттів опалювальних будівель пропонується використовувати всі відомі в даний час варіанти захисних конструкцій з урахуванням місцевих особливостей і наявності матеріалів. Розроблено рекомендації відносно технології улаштування елементів покрівлі.

Список літератури

1. Трущев А.Г. Пространственные металлические конструкции: Учеб. пособие для вузов.М.: Стройиздат, 1983.215 с.

2. Пшеничнов Г.И. Теория тонких упругих сетчатых оболочек и пластинок.М.: Наука, 1982.352 с.

3. Лебедев В.А., Лубо Л.Н. Сетчатые оболочки в гражданском строительстве на севере.Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1982.136 с.

4. Лубо Л.Н., Миронков Б.А. Плиты регулярной пространственной структуры.Л.: Стройиздат, 1976.105 с.

5. Рюле Г. Пространственные покрытия // Конструкции и методы возведения / Пер. с немецк.Том 2.М.: Стройиздат, 1974.247 с.

6. Патцельт О. Стальные решетчатые пространственные конструкции / Пер. с немецк.М.: ЦИНИС Госстроя СССР, 1970.95 с.

7. Lind N.C. Stability analysis of symmetrical dome frameworks. Proceedings, American Society of Civil Engineers.

8. Wright D.T. A continuum analysis for double layer space frame shells. Publication pending, Memoires, International Association for Bridge and Structural Engineering.

9. Wright D.T. Planar nets in structural frameworks. The proceedings of the First international conference in space structures. London, september, 1966.

10. Линд Н.К. Критерий устойчивости сетчатых оболочек.Л.: Стройиздат, 1966.12 с.

11. Райт Д.Т. Большие сетчатые оболочки.Л.: Стройиздат, 1966.11 с.

12. Wright D.T. Membrane forces and buckling in reticulated shells. Proceedings American Society of Civil Engineers, Structural Division, v. 91, n. ST1, pp. 173201, february, 1965.

13. Пшеничнов Г.И. Расчет сетчатых цилиндрических оболочек. М.: Изд-во Акад. Наук СССР, 1961.112 с.

14. Попов И.Г. Цилиндрические стержневые системы.Л.; М.: Гос. изд-во лит. по стр-ву и арх-ре, 1952.112 с.

15. Цейтлин А.А. Сетчатые покрытия больших пролетов.Киев: УкрНИИС, 1947.14 с.

16. Fppl A. Vorslesungen ber Technische Mechanic. Mnchen und Berlin, 1942.

Размещено на Allbest.ru