ТВЗ
Лекция №16
ЗДАНИЯ С ПОКРЫТИЯМИ НЕТИПОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Вопросы
1.Арочные покрытия.
2.Покрытия — оболочки.
3.Висячие покрытия.
Контрольные вопросы
1.Почему при монтаже арочных и висячих покрытий приходится применять поддерживающие их
временные опоры?
2. Когда можно демонтировать временные опоры при монтаже арок (висячих покрытий)?
3. Для чего применяют монтажные затяжки при сборке и установке элементов железобетонных
оболочек?
4. В чем достоинства панелей-оболочек типа П, КЖС и KCO?
5. Почему элементы мембраны монтируют с применением рулонных заготовок?
6. Почему монтаж плит вантового покрытия надо вести концентрическими кругами снизу вверх?
Арочные покрытия.
Металлические арочные покрытия, имеющие очертания выпуклой кривой, применяют, как
правило, в большепролетных зданиях (сооружениях). По статической схеме конструкции
подразделяют на арки с затяжками, воспринимающими усилие горизонтального распора,
благодаря чему на опоры передаются только вертикальные нагрузки, и двух- и трехшарнирные
арки, передающие нагрузки и распор на фундаменты.
Большая гибкость несущих конструкций арок с затяжками, как правило, не позволяет
устанавливать их целиком. Поэтому их монтируют преимущественно блоками (частями),
устанавливая на временные опоры (рис.1). Последовательность установки и затяжки элементов
арки и других конструкций, разрабатывается в проекте монтажных работ.
Монтаж обычно ведут двумя кранами от опор к замковой части. Все монтажные соединения,
как правило, сначала выполняют на болтах, затем, после окончательной выверки и стяжки,
сваривают. Временные опоры демонтируют после окончательного закрепления конструкций в
проектном положении.
Рисунок - 1.
Арочное покрытие:
1 — арка, собранная из
укрупненных блоков,
2 — затяжка арки.
В такой же последовательности монтируют большепролетные бесшарнирные и двухшарнирные
арки. Особенности монтажа их определяются конструктивными решениями.
В зданиях складов сыпучих материалов обычно применяют трехшарнирные арки пролетом до 60 м
(рис.2).
Ригели 3 арок поставляют на монтаж тремя частями, стыки которых выполняют сварными или на
высокопрочных болтах. Непосредственно в монтажной зоне покрытие укрупняют в плоские блоки
размером 10,5х36 м, состоящие из двух ригелей таврового сечения высотой 1,2 м и длиной 36 м, балок,
прогонов, тяжей и связей. После укрупнения и выверки размеров блоки монтируют попарно (левый и
правый), устанавливая нижний конец ригелей на опорную часть контрфорса 1 и опирая верхнюю
часть на временную пространственную опору 5, размером 10,5х4,5 м, соответствующим расположению
ригелей в блоке.
После проектного закрепления всех узлов снимают временные крепления ригелей, освобождают
временную опору и передвигают её.
При установке очередной пары блоков между этой парой и ранее смонтированной частью
конструкции остается незаполненным межблочное пространство (на шаг арок). Конструкции этой
части (прогоны, связи и др.) монтируют другим, более легким краном 6 в обычной
последовательности.
Для складов минеральных удобрений и других химикатов широко применяют деревянные и
железобетонные арки.
Рисунок - 2.
Схема монтажа блоками арочного
покрытия склада карбамида:
1 — железобетонный контрфорс,
2 — подмости переставные,
3 — ригель-арки, 4 — гусеничный кран
для монтажа блоков, 5 — временная опора
с маршевой лестницей, 6 — гусеничный
кран для монтажа межблочных
конструкций, 7 — укрупняемый блок.
Покрытия — оболочки.
Оболочка — пространственная конструкция, у которой верхняя и нижняя поверхности
криволинейны, а расстояние между ними (толщина оболочки) так малы, что отношение
толщины конструкции (оболочки) к радиусу ее кривизны составляет от 1/20 до 1/1000.
В строительстве применяют оболочки: сферические, цилиндрические, эллиптические,
гиперболические, складчатые и др.
Для покрытий производственных зданий чаще всего используют оболочки положительной
кривизны. В покрытиях общественных, спортивных и других сооружений — нередко висячие
оболочки отрицательной кривизны.
Рассмотрим примеры устройства наиболее распространенных покрытий, а именно сборные
железобетонные покрытия в виде цилиндрических оболочек. Их применяют для перекрытия
пролетов 18 и 24 м. с шириной плит 3 м.
На рис.3,а показано покрытие из плит-оболочек КСО, у которых несущие продольные
диафрагмы, выполняющие роль стропильных конструкций, сделаны в виде безраскосной фермы.
Это позволяет прокладывать коммуникации в плоскости конструкций покрытия.
Плиты-оболочки КСО, КЖС или П устанавливают на подстропильные фермы и крепят к
ним, приваривая закладные детали к опорным пластинам на верхнем поясе ферм.
Рисунок - 3.
Покрытие из цилиндрических оболочек:
а — панелей-оболочек КСО,
1 — колонны,
2 — панель-оболочка КСО,
3 — подстропильная ферма,
Применение таких конструкций покрытия упрощает монтаж каркасов зданий: после
установки, выверки и закрепления колонн монтируют подстропильные фермы. В том же потоке
устанавливают панели-оболочки покрытия. Конструкции стропят, поднимают и устанавливают
традиционными способами.
Цилиндрические оболочки делают также и сборными из ребристых плит размером 3х6 м,
укрупняя их в монтажные секции 3х18 м (по три плиты в секции) и устанавливая на
стропильные конструкции (рис.3,б).
Сборные железобетонные покрытия в виде цилиндрических оболочек наиболее эффективно
устраивать из крупноразмерных (длиной на пролет) сводчатых панелей, выполняющих
одновременно функции плит покрытия и стропильных ферм (балок). Такие панели изготовляют
с П-образным поперечным сечением (плиты П) и шатровым или сводчатым (плиты КЖС и
КСО) продольным профилем.
Рисунок - 3.
Покрытие из цилиндрических оболочек:
б — монтаж оболочек укрупненными блоками из ребристых
плит;
1 — колонны,
4 — укрупненный блок оболочки из ребристых плит,
5 — контурная ферма (диафрагма),
6 — стропильная балка (ферма),
7 — блок оболочки с временной (инвентарной) затяжкой
Оболочки двоякой положительной кривизны применяют для покрытия одноэтажных зданий с
сеткой колонн 18х24 и18х30 м и монтируют без временных опор из железобетонных ребристых
плит размером 3х6 м, очерченных по цилиндрической поверхности со стрелой подъема 10... 20
см. Плиты перед монтажом укрупняют на нулевой отметке в секции размером 3х18 м (из трех
плит) с установкой временной инвентарной затяжки (рис.4,а) шпренгельного типа. Секции
устанавливают на контурные фермы-диафрагмы, не используя поддерживающих лесов (рис.4,б).
Рисунок - 4.
Без кондукторный монтаж оболочки положительной двоякой кривизны:
а — укрупнительная сборка монтажной секции оболочки, б — схема монтажа; 1 — плита крайняя,
2 — плита средняя, 3 — канат диаметром 20 мм, 4 — стенд для укрупнительной сборки, 5 — затяжка
диаметром 28 мм, 6 — регулировочный фаркопф, 7— распорка (труба диаметром 100 мм), 8 — покрытие из
секций-оболочек, 9 — контурные фермы-диафрагмы.
После соединительной сварки секций и замоноличивания между ними швов монтажные
затяжки снимают. При монтаже оболочек больших размеров, например 42х42 м, 88х88 м и
более, используют временные опоры или другие конструкции, поддерживающие покрытие в
процессе сборки и закрепления.
Висячие покрытия.
К металлическим висячим покрытиям относят тонколистовые (2...4 мм) мембранные,
совмещающие несущие и ограждающие функции, а также с гибкими и жесткими несущими
нитями, по которым укладывают ограждающие кровельные конструкции из профилированного
стального настила или из сборных железобетонных элементов.
Возможны комбинированные системы висячих покрытий — тонколистовые мембраны,
подкрепленные системой гибких (вантовых) или жестких нитей в виде балок, прогонов, ферм
или стальных полос.
Достоинства мембранных покрытий — высокая технологичность их изготовления и монтажа.
Особенность мембраны состоит в том, что в покрытии они работают только на двухосное
растяжение, что позволяет перекрывать 200-метровые пролеты стальной мембраной толщиной
всего 4 мм.
Мембранное покрытие обычно монтируют либо путем сборки отдельных лепестков
мембраны на нулевой отметке, подъема и прикрепления их к опорному контуру, либо
раскатыванием полотнищ и соединением их в цельное покрытие на проектной отметке с
использованием монтажных подмостей. При небольших размерах покрытия до 60х65 м,
собирают целиком внизу и подъемником поднимают на проектную отметку (рис.5).
Рисунок - 5.
Схема монтажа элементов мембраны:
1 — положение элемента мембраны перед подъемом,
2 — подъемник, 3 — наружный опорный контур,
4 — промежуточное и 5 — проектное положения
мембраны,
6 — внутреннее стальное опорное кольцо,
7 — башенный кран,
8 — стенд для разворачивания рулонов.
В качестве примера рассмотрим схему монтажа (рис.6) мембранного покрытия спортивноконцертного комплекса.
Сначала на стендах собирают укрупненные блоки стабилизирующих ферм, состоящие из двух
ферм с промежуточными элементами кольцевых ребер. После установки блоков ферм в проектное
положение 11 на стенде разворачивают рулоны мембраны 10. Элементы мембраны с помощью
траверсы-распорки 13 транспортируют и устанавливают в проектное положение на
смонтированные блоки 11.
Каждый элемент мембраны 12 прикрепляют сначала к наружному опорному контуру 3, затем
натягивают и крепят к внутреннему 6 кольцу покрытия.
Смежные элементы мембраны стыкуют на верхних поясах стабилизирующих ферм и
соединяют сваркой. После окончания монтажа покрытия опускают домкраты на центральной
временной опоре и снимают кружала.
Рисунок - 6.
Схема монтажа элементов мембраны:
1 — положение элемента мембраны
перед подъемом,
2 — подъемник, 3 — наружный
опорный контур,
4 — промежуточное и
5 — проектное положения мембраны,
6— внутреннее стальное опорное
кольцо,
7 — башенный кран,
8 — стенд для разворачивания рулонов,
9 — лебедка,
10 — схема разворачивания,
11 — смонтированный блок,
12 — монтируемый элемент мембраны,
13 — траверса-распорка.
Как пример монтажа вантовых покрытий (рис.7) рассмотрим следующую схему.
Покрытие гаража шатрового типа диаметром 101,7 м состоит из 106 радиальных вант
диаметром 40 мм из арматурной стали и железобетонных плит трапецеидального сечения.
Покрытие прикреплено к наружному железобетонному кольцу и центральному стальному
кольцу диаметром 9 м, опирающемуся на стальную колонну.
Ванты и железобетонные плиты покрытия можно монтировать башенным краном, который
перемещается по кольцевым путям, и полноповоротным стреловым краном, установленным на
центральной опоре 4. Для изготовления и вытягивания вант домкратами устраивают стенд, на
котором ванты вытягивают домкратом.
После закрепления в проектном положении вант и выверки геометрии прогибов монтируют
плиты покрытия концентрическими кругами в направлении от низа к верху покрытия. При
установке плит приваривают их соединительные детали, замоноличивают швы между ними.
Рисунок - 7.
Схема монтажа висячего
покрытия шатрового типа:
1 — башенный кран,
2 — наружное кольцо,
3 — плита покрытия,
4 — центральная опора,
5 — траверса для подъема
вант,
6 — монтируемая ванта.
