Тема: Технология возведения зданий с большепролетными висячими покрытиями Подготовила: студентка группы 12Стр(б)-ЭУН Паршикова А.О.
Содержание Введение 1 Классификация висячих покрытий 2 Технология монтажа висячих однопоясных, двухпоясных и вантовых конструкций покрытий с различными типами опорных элементов 3 Технология монтажа мембранных конструкций из отдельных полос и укрупненных блоков 4 Преимущества и недостатки висячих покрытий Заключение Список использованных источников
Висячие конструкции – это строительные конструкции, в которых основные элементы, несущие нагрузку (тросы, кабели, цепи, сетки, листовые мембраны и т.п.), испытывают только растягивающие усилия. Работа висячих конструкций на растяжение позволяет полностью использовать механические свойства высокопрочных материалов (стальной проволоки, капроновых нитей и др.), а незначительный вес их даёт возможность перекрывать сооружения с наибольшими пролётами Они сравнительно просты в монтаже, надёжны в эксплуатации, отличаются архитектурной выразительностью.
Основными несущими элементами висячих конструкций являются гибкие тросы, ванты, цепи или кабели. Они работают только на растяжении и несут подвешенные к ним ограждающие горизонтальные, а иногда и вертикальные конструкции. Висячие конструкции могут быть плоскими и пространственными. В плоскостных системах помимо одиночных параллельных несущих тросов используют опорные пилоны, через которые перекинуты тросы и специальные анкерные крепления тросов к фундаментам, воспринимающим вертикальные и горизонтальные опорные реакции. В пространственных системах обязательным конструктивным элементом помимо рабочих тросов является жесткий опорный контур (железобетонный или стальной), воспринимающий распор от системы тросов, которые образуют криволинейную поверхность для укладки покрытия. Вертикальные реакции покрытия передаются на стойки, поддерживающие опорный контур, или другие вертикальные конструкции.
УСТОЙЧИВОСТЬ ВИСЯЧИХ ПОКРЫТИЙ ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ЗА СЧЕТ СТАБИЛИЗАЦИИ (ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАТЯЖЕНИЯ) ГИБКИХ ТРОСОВ (ВАНТ). СТАБИЛИЗАЦИЯ ТРОСОВ МОЖЕТ БЫТЬ ДОСТИГНУТА ПУТЕМ ПРИГРУЗКИ В ОДНОПОЯСНЫХ СИСТЕМАХ, СОЗДАНИЕМ ДВУХПОЯСНЫХ СИСТЕМ (ТРОСОВЫХ ФЕРМ) И САМОНАПРЯЖЕНИЕМ ТРОСОВ ПРИ ПЕРЕКРЕСТНЫХ СИСТЕМАХ (ТРОСОВЫХ СЕТКАХ).
1 Классификация висячих покрытий Общая классификация по конструктивному признаку включает: а) однопоясные покрытия из тросов и стержней ; б) мембранные покрытия из стальных листов ; в) покрытия из систем изгибно-жестких элементов ; г) двухпоясные системы из тросов, вант и тросовые фермы; д ) седловидные покрытия из сеток или металлических лент ; е) комбинированные системы.
По геометрическому признаку различают висячие конструкции: а) с нулевой гауссовой кривизной поверхности (цилиндрические, коноидальные ); б) положительной кривизной (поверхность переноса, сфероидальная, параболоида вращения) ; в) отрицательной кривизной (шатры, гипары, поверхности переноса); г) комбинированной кривизной.
По способу стабилизации: а) пригрузом ; б) изгибно-жесткие элементы; г) преднапряженные оттяжки; д ) преднапряженные центральные опоры. По типу отражающих конструкций: а) железобетонные плиты; б) металлический настил; в) металлические панели; г) металлические мембраны.
По восприятию распора: а) оттяжками; б) конструкцией трибуны; в) пилонами; г) смежными конструкциями; д ) замкнутые опорным контуром.
В висячих вантовых покрытиях ванты изготовляются преимущественно из стальных канатов и круглых арматурных стержней. Возможно изготовление вант из прядей высокопрочной проволоки, полосовой стали и прокатных профилей (швеллеров, двутавров ). Несущие конструкции покрытий подразделяются на двухпоясные и однопоясные системы. В покрытиях двухпоясной системы предусматриваются стабилизирующие ванты, расположенные параллельно несущим вантам выше или ниже их. Несущие и стабилизирующие ванты соединяются между собой растяжками, распорками, образуя тем самым вантовые фермы. В покрытиях однопоясной системы стабилизирующие ванты расположены поперек направления несущим. В этих системах стабилизация возможна за счет пригруза плитами покрытия. Покрытия опираются либо на замкнутый опорный контур, либо на разомкнутый в сочетании с подкосами, оттяжками или тросподбором.
Монтаж висячих покрытий состоит из следующих операций: И зготовление вант (производится у места монтажа на стенде с натяжной станцией и опрессовочной установкой. Один конец каната заделывают в гильзовый анкер. Канат раскладывают на стенде и вытягивают на усилие для его обжатия. После вытяжки канат разрезают на требуемые длины, концы запрессовывают в гильзовые анкеры. Готовые ванты испытывают на усилие 1300-1400 кН); монтаж продольных вант и первоначальное их натяжение; монтаж поперечных вант и их натяжение; монтаж плит покрытия; напряжение вантовой сети; замоноличивание плит бетонной смесью.
А) Б) 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
Для подачи к месту установки ванты наматывают на барабаны. При установке ванты вместе с подвесками, соединёнными попарно, поднимают двумя башенными кранами одновременно, концы с гильзовыми анкерами заводят в отверстия в опорном контуре и натягивают домкратными устройствами на заданное усилие. Сначала ставят продольные ванты, потом поперечные. После натяжения и выверки канаты в узлах соединяют. Для соединения канатов в узлах пересечения используют передвижные люльки и мостики. Ванты натягивают, дополнительно закрепляя их подвесками и натягивая подвески лебёдками в узлах пересечения вант. При установке канатов необходима их тщательная геодезическая выверка. Плиты покрытия укладывают на канаты башенными кранами от нижней отметки к верхней, загружая перекрытия равномерно. В швы между плитами укладывают арматуру. До замоноличивания швов ванты натягивают гидродомкратами в третий раз, чем создают предварительное натяжение вантовой сети. После этого производят замоноличивание плит и после достижения бетоном проектной прочности подвески снимают от краёв к середине. В бетоне создаётся предварительное напряжение.
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.
3 Технология монтажа мембранных конструкций из отдельных полос и укрупненных блоков Достоинства мембранных покрытий - высокая технологичность их изготовления и монтажа. Как правило, мембрану укрупняют на заводе в крупноразмерные полотнища шириной 6... 12 м, их сворачивают в компактные рулоны для транспортирования на стройплощадку, а при устройстве покрытия раскатывают рулоны. Особенность мембраны состоит в том, что в покрытии они работают только на двухосное растяжение, что позволяет перекрывать 200-метровые пролеты стальной мембраной толщиной 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, например до 60 х 65 м, собирают целиком внизу, а затем с помощью подъемников поднимают на проектную отметку.
1) Сооружение объекта с мембранным покрытием следует начинать с установки мобильным краном колонн и связей между ними. 2) По выверенным и закрепленным колоннам этим же краном монтируется опорный контур последовательно по периметру сооружения. 3) После выверки и проектного закрепления опорного контура и закладных деталей приступают к монтажу конструкций покрытия. 4) Монтаж конструкций покрытий следует выполнять непосредственно на проектной отметке, на "постели", при этом раскатку рулонов следует выполнить с помощью лебедок с применением специальных приспособлений. 5) Возможен вариант монтажа прямоугольных покрытий, разворачивая рулоны внизу на спланированной площадке внутри опорного контура. В проектное положение собранное покрытие поднимается с помощью подъемников, устанавливаемых по углам опорного контура. 6) Уложенное полотнище следует временно закрепить от возможного выхлопа при срыве от ветровой нагрузки. 7) Для монтажа конструкций покрытий, круглых и овальных в плане, устанавливают центральную опору. 8) Натяжение и проектное закрепление покрытия выполняют после геодезического контроля в последовательности, указанной выше. Предельные отклонения фактического положения смонтированных конструкций должны быть разработаны. 9) Проектное закрепление полотнищ между собой выполняется сваркой под флюсом или электрозаклепками, или высокопрочными болтами.
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.
4 Преимущества и недостатки висячих покрытий Преимущества: 1) экономичность, получаемая за счет более целесообразного использования затраченного материала. С увеличением перекрываемого пролета экономичность вантовых покрытий значительно возрастает. Теоретические расчеты и примеры из практики проектирования и строительства показывают, что вантовые покрытия дают возможность перекрывать рекордно большие пролеты без промежуточных опор. 2) технологичность и возможность монтажа без лесов. 3) возможность применения современных высокопрочных материалов, которые вследствие сравнительно низкого модуля упругости не могут с надлежащим эффектом использоваться в других конструкциях. 4) Обладая относительно небольшой стрелой подъема или провисания (в пределах 1/20—1/25 пролета), вантовые покрытия обеспечивают наименьшую строительную высоту здания, уменьшают внутренний объем и расходы на системы отопления и эксплуатацию здания. 5) Отсутствие в основных элементах сжимающих напряжений обеспечивает повышенную огнестойкость вантовых покрытий, так как исключается явление потери устойчивости — наиболее характерная причина разрушения при пожаре. 6) Вантовые покрытия, обладающие большими возможностями формообразования, предопределяют архитектурную выразительность
Недостатки: неустойчивость их формы. Для предотвращения этого необходима стабилизация конструкций. наличие распора, передаваемого на опорные конструкции
Общий вид Роли-арены с седловидным висячим покрытием.
Конструкция висячего покрытия круглого в плане павильона на Нижегородской выставке. 1896 год
Крыша Овального павильона с сетчатым стальным висячим покрытием для Всероссийской выставки 1896 года в Нижнем Новгороде.
Стадион «Уэмбли » Париж
Стадион « Спирос Луис » Афины.
Заключение Висячие покрытия на современном этапе развития строительной техники стали наиболее рациональными и экономичными конструкциями перекрытия больших пролетов. Поскольку экономический эффект применения висячих систем по сравнению с пространственными конструкциями из жестких оболочек существенно возрастает по мере увеличения пролета, их применяют преимущественно для пролетов свыше 60-70 м, выполняют из металла - тросов, прутков, тонколистовых мембран, сеток, металлических лент.
Список используемых источников 1 Штолько В.Г. «Архитектура сооружений с висячими покрытиями» стр. 4 2 СТО 0053-2006 « Монтаж и демонтаж стальных строительных конструкций» 3 В.И. Теличенко «Технология возведения зданий и сооружений» стр.156 4 А.В. Демина «Здания с большепролетными покрытиями» стр. 20 5 Электронный ресурс http:// www.armaxbio.com/1717.html 6 Электронный ресурс http:// helpiks.org/2-43286.html 7 Электронный ресурс http:// www.vbeelinez.ru/production_buld/583 8 Электронный ресурс http:// www.firma-stroitel.ru/vis.html
Спасибо за внимание!
