Металлические конструкции. Том 2. Конструкции зданий

8.3. Однопоясные системы с радиальными нитями

8.3.1. Типы покрытий и их компоновка

Системы с радиальными нитями применяют в зданиях круглых, реже эллиптических в плане. Для крепления нитей предусматривают наружное и внутреннее опорные кольца. По нитям, расположенным по радиусам на одинаковых расстояниях, укладывают трапециевидные железобетонные плиты, в дальнейшем замоноличиваемые. Расстояния между нитями по периметру покрытия определяют на основе вариантного проектирования и принимают его кратным шагу колонн, поддерживающих покрытие. По конструктивной форме покрытия с радиальными нитями делят на вогнутые (рис. 8.22, а), шатровые (рис. 8.22, б) и спиральные (рис. 8.22, в, г).

В вогнутых покрытиях распор от нитей воспринимается кольцами, поэтому покрытие в целом является самоуравновешенной системой и на колонны передаются лишь вертикальные усилия от веса покрытия. Наружное кольцо в круглых зданиях при загружении всего покрытия равномерной нагрузкой работает только на сжатие и его рационально делать из железобетона. Закрепление нитей в кольце осуществляют по схемам, показанным на рис. 8.19. В эллиптических зданиях в кольце возникает изгиб; это существенно повышает его материалоемкость, что в сочетании с увеличением типоразмеров плит покрытия ограничивает применение таких зданий. Внутреннее кольцо работает на растяжение, его обычно выполняют из стали. Диаметр внутреннего кольца назначают из условия

Рис. 8.22. Схемы радиальных покрытий:
а - вогнутое; б - шатровое; в, г - спиральные; д - без центрального кольца

368

размещения конструкций крепления нитей. При наличии фонаря размер внутреннего кольца может быть увеличен в соответствии со светотехническими и (или) аэрационными требованиями. Возможно устройство покрытия без внутреннего кольца, что достигается попарным расположением нитей вдоль хорд, равноудаленных от центра покрытия (рис. 8.22, д).

Недостатком вогнутых покрытий является трудность отведения атмосферных вод. Внутренний водоотвод через трубу, идущую от центра покрытия к наружным стенам, помимо конструктивных неудобств, загромождает внутреннее пространство и ухудшает интерьер. При наружном водоотводе нужно располагать покрытие наклонно или применять специальные надстройки с покатой крышей, с которой вода стекает к периметру здания. Эти надстройки иногда используют для вспомогательных помещений.

Задача наружного водоотвода может быть решена путем применения спиральных покрытий (рис. 8.22, в, г). Художественная выразительность таких покрытий и удобство решения вопросов освещения омрачаются конструктивными недостатками: разомкнутое опорное кольцо испытывает изгиб и требует устройства мощных вставок или пилонов.

В шатровом покрытии внутреннее кольцо воспринимает не только горизонтальные силы от распора в нитях, но и передает на среднюю стойку всю или значительную часть вертикальной нагрузки от покрытия, а иногда превышающую ее. Кольцо обычно опирают на центральную железобетонную опору в виде толстостенной трубы большого диаметра или на куст стоек, связанных по высоте ригелями.

Если вы хотите организовать наружный водоотвод при шатровом покрытии, то назначьте возвышение h внутреннего кольца над наружным так, чтобы выполнялось условие (см. рис. 8.27, б):

Если левая часть этого неравенства равна правой, то нити в местах примыкания к наружному кольцу будут расположены горизонтально, а на центральную стойку будет передана вся нагрузка от покрытия. Более крутые перепады высот нерациональны. В этом случае в колоннах, поддерживающих наружное кольцо, возникнут растягивающие усилия, сумма которых будет догружать внутреннюю стойку сверх полной нагрузки на покрытие. Это потребует не только применить более мощные опоры внутреннего кольца, но и предусмотреть специальные меры для предотвращения отрыва наружного кольца. Если вас не пугает устройство внутреннего водоотвода из провисающей части покрытия, то можете понизить

369

высоту средней опоры или увеличить стрелку f, не соблюдая неравенство (8.26).

370