Презентация на тему Пространственные составные конструкции

поверхностей, пере- секающихся между собой. Каждая из составляющих

оболочек –тонкостенная пространственная конструкция, очерченная по единой геометрической поверхности. В местах сопряжения элементов поверхностей происходит скачкообразное изменение кривизны срединной поверхности.

с квадратным планом
СО

с квадратным планом конструируют из
составляющих оболочек положительной и отрицательной
гауссовой кривизны. Центральная часть покрытия
– в виде оболочки положительной гауссовой кривизны,
углы которой – на контуре покрытия.
Боковые оболочки м.б. положительной или отрицательной
гауссовой кривизны в зависимости от функциональных
и градостроительных требований.
По линиям сопряжения центральной и боковых оболочек
располагают промежуточные диафрагмы в виде арок или
ферм. По двум др. сторонам боковых оболочек принимают
контур из ригелей, шарнирно опёртых на колонны сооружения.

планом

Прогибы центральной оболочки в вари-
анте боковых элементов положит. гаусс.
кривизны меньше, чем при боковых элем.
отрицат. гаусс. кривизны.
Нормальные силы в рёбрах СО по диаг.
осям (сеч. 0-3) – в основном растягиваю-
щие вследствие сопряжения составляю-
щих оболочек – центр. и боковой; при бо-
ковых оболочках ПГК они меньше. Рёбра
работают также и на изгиб. В полке центр.
оболочки – гл. раст. и сжим.усилия в углах.
По др. направлениям нормальные усилия
в полке малы.

планом (арочный контур)
В арочном

контуре по линии сопряжения составляю-
щих оболочек возникают нормальные силы знакопере-
менного характера. Средний участок этого контура рас-
тянут значительно сильнее при боковых элементах ПГК,
приопорные участки контура сжаты слабее, чем при бо-
ковых элементах ОГК.
Боковые оболочки ПГК и ОГК более интенсивно про-
гибаются вдоль диагоналей составного покрытия (сече-
ние 1-3) по ср. с перпендикулярным направлением.
Линия максимальных прогибов – сечение 2-3 – арка по сопряжению центральной и боковых оболочек.

планом (боковые оболочки)
Нормальные усилия по диагонали боковых

оболо-
чек ПГК – растягивающие у зоны сопряжения боковой
и центральной оболочек, на осн. части – сжимающие.
В варианте боковых оболочек ОГК вдоль всего диаго-
нального сечения 1-3 – растягивающие усилия, в 3-4
раза большие по этому направлению, чем в обол. ПГК.
Эпюры изг. моментов вдоль 1-3 в обоих вариантах
аналогичны по характеру, знакопеременные, но в обол.
ОГК максимальные моменты ~ в 3 раза превышают
максимальные моменты в обол. ПГК.

(секториальных) оболочек
Полигональные оболочки – составные оболочки с
с

многоугольным планом, образованные совокупностью
составляющих элементов-оболочек, проекции которых
являются секторами окружности, на которой лежат
вершины многоугольного плана (для осесимметрич-
ных планов).
Оболочка с квадратным планом – крестовый (сомкнутый)
свод – наиболее ранний тип полигональной оболочки.
Покрытие на вытянутом плане (г) включает протяжённые
и торцевые оболочки, продольную арку с разветвлёнными
концами, опирающимися на контур в виде полигонального
пояса, опёртого на колонны.

оболочки имеют треугольный или
трапециевидный план.
Применяется

каркас из ж/б или стальных арок, зани-
мающих в покрытии центрально-радиальное положение.
В каркас включены также контурные арки и элементы,
окаймляющие внутреннее кольцо.
Нагрузка на сооружение передаётся на опоры радиаль-
ными арками, роль контурных арок существенно меньше.
Каркас создаёт пространственную жёсткость всего соору-
жения и выполняет функцию монтажного стенда, на кото-
ром выполняется сборка «лепестков» укрупнёнными сек-
циями.

на действие
главных сжимающих и растягивающих усилий.

В меридиональном и кольцевом направлениях оболочка
внецентренно сжата (более интенсивно в кольцевом
направлении).
Радиальные арки работают более интенсивно, чем кон-
турные арки. Прогибы радиальных арок имеют знакопе-
ременный характер с некоторым выгибом вверх на при-
опорных участках.
Вследствие интенсивного сжатия на большей части про-
лёта радиальных арок явление краевого эффекта в по-
лигональной оболочке выражено несущественно.

многоугольном плане
Значительная часть нагрузки воспринимается
продольной аркой

и примыкающими к ней зонами
«протяжённых» оболочек, затем передаётся на
на разветвлённые концы арки.
Главные растягивающие усилия в «протяжён-
ных» оболочках значительно уменьшаются за счёт
передачи горизонтальных сил на разветвлённые
концы арки и торцевые оболочки, работающие как
контрфорсы. Это обеспечивает более рациональное
НС и позволяет применять такие оболочки для про-
лётов до 150м.

-складчатых оболочек
Это

покрытия, в верхней части которых располагают-
ся элементы жёсткости в виде центральной оболочки
положительной гауссовой кривизны (ПГК) или централь-
ного кольца, а в нижней – боковые складчатые оболочки,
опёртые на фундаменты или контрфорсы. Очертание по-
верхности в верхней части покрытия более пологое, а в
нижней части – более крутое, чем в обычном куполе.
Конструктивная схема здания с купольно-складчатой
оболочкой представляет собой единую пространственную
куполообразную систему.

здания с купольно-складчатой оболочкой
Несущая

система здания включает 3 опорных кольца:
• верхнее(I) – из монолитного железобетона, замыкающее
центральную оболочку и помогающее совместной рабо-
те центральной и поддерживающих оболочек;
• среднее (II) – в виде стальной затяжки в уровне линии
перелома складчатых оболочек;
• нижнее (III) – в виде фундаментной плиты здания.

(спортзал «Дружба»)
Центральная оболочка:
пологая f~1/8l, вписанная
в квадрат со скруглённы-
ми углами;

состоит из ря-
довых прямоугольных в
плане ребристых цилинд-
рических плит в средней
зоне и доборных (трапе-
циевидных и треугольных)
в угловых зонах.

(центральная оболочка)
На всех стадия НДС центральная

оболочка и
верхнее опорное кольцо работают без трещин.
За исключением приконтурной зоны, ЦО работает
на сжатие с незначительными изг. моментами и
перемещается под нагрузкой поступательно вниз,
т.е. имеет место практически безмоментное напря-
жённое состояние (НС).

складчатые оболочки имеют ромбический
план. Каждую складку собирают из шести

ребри-
стых плит четырёх типоразмеров. Плиты очерчены
по цилиндрической поверхности с планом, близким
к равнобедренному треугольнику. Ширина плит до
3,00м, длина – до 15,0м. Высота контурных рёбер
500мм, промежуточных – 300мм, толщина полки
55мм. Бетон класса В40.

описание НДС
Складчатые оболочки рабо-
тают более активно во всех
стадиях

НДС. Первые трещи-
ны – в полке среднего эл-та
складки в кольцевом направ-
лении от фибровых растяги-
вающих напряжений, возни-
кающих от изгибающих мо-
ментов.
Наибольший прогиб – в при-
контурной зоне Ц.О.

складчатые оболочки)
В стадиях, близких к разрушению, трещины об-
разовались и

развились вдоль крайних рёбер скла-
док, отделяющие их от полки плит, что сопровожда-
лось большими деформациями, приведшими к разру-
шению.
Складчатые оболочки испытывают в продольном на-
правлении изгиб с выгибом нижней части вверх. Гори-
зонтальные перемещения крайних продольных рёбер
складок в кольцевом напрвлении имеют знакоперемен-
ный характер. Работа складок в поперечном направле-
нии существенно влияет на несущую способность конст-
рукции сооружения в целом.

– центральное (внутреннее) кольцо; 3 – наружное полигональное кольцо; 4

– составляющая оболочка двоякой кри- визны.

образуются криволинейной плитой из отдель-
ных, сопряжённых в радиальном направлении

оболочек
двоякой кривизны; радиальными несущими элементами в
виде двухпоясных вантовых ферм; наружным и внутренним
контурами.
Нижние пояса несущих вантовых ферм наклонены к
центру покрытия, верхние – совмещены с линиями сопряже-
ния оболочек. Уклон верхних поясов обеспечивает сток воды
по направлению к наружному контуру. Нижние пояса выпол-
няют из тросов или стальных прокатных профилей. Верхний
и нижний пояса соединены решёткой из стержней.
По контуру здания радиальные элементы опирают на ко-
лонны или фундаменты, соединённые сжатым опорн. конту-
ром. В центре покрытия радиальные элементы прикреплены
к центральному опорному кольцу.