Расчет куполов-оболочек

В мировой практике строительства имеется много  примеров возведения оригинальных железобетонных оболочек в покрытиях аэропортов, выставочных залов, рынков, спортивных сооружений и в ряде случаев промышленных зданий. Большинство из них имеют  сложную конструктивную форму и  поэтому выполнены в монолитном железобетоне.

В Советском  Союзе для возведения пространственных конструкций, как правило, применяют  сборные элементы заводского изготовления. Этому способствуют разработанные  в стране конструкции сборно-монолитных оболочек, в том числе и унифицированная  серия оболочек двоякой продолжительной  кривизны, предназначенных для покрытий промышленных зданий с сеткой колонн от 18X18 до 36X36 м, которые монтируют  из плоских однотипных элементов.

Различают два  основных принципа сборки сборно-монолитных оболочек: сборку на уровне земли на специальном кондукторе с последующим  подъемом цельнособранной оболочки в проектное положение с помощью  домкратов или кранов; сборку на проектных отметках — основной технологический  метод строительства оболочек в  нашей стране (рис. 8.18).

Сборку на проектных  отметках осуществляют двумя способами: на монтажных поддерживающих устройствах  и с опиранием укрупненных  элементов оболочки на несущие конструкции  здания.

Сборку оболочек на монтажных поддерживающих устройствах  применяют при монтаже покрытий промышленных зданий, устройстве отдельно стоящих большепролетных оболочек и некоторых других конструкций.

При строительстве  многопролетных промышленных зданий перекрытых оболочками двоякой кривизны размерами 24X24 или 36X36 м используют инвентарные  кондукторы, передвигающиеся по рельсам. Работы производят в такой последовательности. В пролете (или одновременно в  нескольких пролетах) устанавливают, а  затем поднимают на проектные  отметки кондукторы, которые представляют собой сетчатые кружальные конструкции, повторяющие очертания оболочки. На колонны с помощью монтажных  кранов устанавливают контурные  фермы оболочки. После укладки  сборных плит, которую производят от контуров оболочки к центру, и  выверки их сваривают стыковые соединения и замоноличивают швы.

Рис. 11. Сборка покрытия промышленного здания из оболочек двоякой кривизны:

1 — контурная  ферма; 2 — элементы оболочки; 3 —  механизированные подмости в  рабочем положении; 4 — то же, в  транспортном положении

Рис. 12. Схема монтажа сборно-монолитной оболочки крытого рынка.

На рис. 8.19 показан  монтаж большепролетной оболочки размером в плане 103x103 м из сборных легкобетонных  элементов (Минск). Сборные элементы оболочки укладывались краном на поддерживающие трубчатые леса. Оболочка освобождалась  от поддерживающих лесов после сварки закладных частей, замоноличивания  стыков, армирования и бетонирования  угловых зон и достижения бетоном 70 % проектной прочности.

Сборку с опиранием  на несущие конструкции здания осуществляют при монтаже оболочек двоякой  кривизны, цилиндрических оболочек, складчатых покрытий и т, д. При этом осуществляют предварительную наземную укрупнительную сборку и применяют грузозахватные устройства, исключающие возникновение  в элементах монтажных напряжений. Монтаж оболочки двоякой кривизны размером от 12X18 до 24X36 м ведут с установкой укрупненных элементов непосредственно  на контурные фермы. Укрупнение элементов  производят на земле, в зоне действия монтажного крана, на специальных передвижных  стендах-кондукторах.

Рис. 13. Схема монтажа купольного покрытия: 1 — кольцевой рельсовый путь; 2 — стойка-мачта; 3 — тросовые расчалки: 4 — стержневые подвески; 5—панели  купола; 6 — фериа-шаблон; 7 — башенный кран; 8 — опорная площадка 

Байтовые висячие  покрытия являются разновидностью железобетонных оболочек. Они состоят из железобетонного  контура с натянутой на него сеткой стальных канатов (вант) и уложенных  по ним сборных железобетонных плит.

Монтаж висячих  покрытий производят в такой последовательности. На железобетонный контур натягивают вантовую сетку из стальных канатов  с провесом, обеспечивающим заданную проектом кривизну оболочки. По канатам  укладывают сборные железобетонные плиты покрытия с временной равномерной  загрузкой оболочки штучным грузом (например, кирпичом), вес которого соответствует  весу кровли и временной нагрузке. Замоноличивают швы между сборными плитами оболочки. После достижения бетоном проектной прочности  временную при грузку снимают. Указанным  способом в железобетонных плитах создают  предварительное напряжение, и они  включаются в общую работу покрытия, что резко уменьшает деформативность  висячей конструкции. Затем сооружают  кровлю, подвесной потолок и др.

Купольные покрытия монтируются на проектных отметках методом навесной сборки (рис. 8.20). Так  за 20 дней был собран, например, купол  цирка диаметром 42,3 м. При монтаже  применяли ферму, которая одним  концом опиралась на поворотное устройство на башне крана, а другим (с помощью  тележки) перемещалась по кольцевому рельсу на уровне опорного кольца. Ферма служила  шаблоном при установке плит, которые  выверяли с помощью установленных  на ферме винтовых домкратов. Монтаж купола начинали с первого кольцевого пояса. Консольный конец панели закрепляли с помощью гибких подвесок к стойкам, установленным по периметру купола (по одной на каждую панель яруса). Затем  ферму перемещали на смежную позицию. После сборки кольцевого яруса, сварки закладных частей и замоноличивания  швов подвески снимали.

Новый цирк в Минске.

Театр оперы  и балета 

Новосибирский государственный академический  театр оперы и балета (открыт 12 мая 1945 года) — крупнейшее театральное  здание России.

У театра необычная  крыша. Впервые в истории строительной практики сооружен железобетонный купол  диаметром 60 м, высотой 35 м с толщиной в среднем 8 см, перекрывающий зрительную часть театра. Монолитный, гладкий  железобетонный купол свободно лежит  на опорном железобетонном кольце, опирающемся на стоящие по кругу  колонны. Железобетонные конструкции  купола разработаны профессором  П. Пастернаком. Покрытие купола — алюминиевые  листы по деревянным конструкциям обрешетки. Внутренняя отделка здания театра выполнена  новосибирскими архитекторами, художниками  и скульпторами. Богатый барельеф на тему «Советское искусство», выполненный  скульптором В. Штейн, украшает парадный вход в театр. Самые отдаленные места  находятся в 56 м от сцены. Зрительный зал вмещает 2100 зрителей. Высота зрительного  зала — 22 м. Главная люстра весит  более 2 т и имеет диаметр 5,9 м. На ней несколько сотен электрических  лампочек и 13 тыс. подвесок хрусталя. Для  ее опускания устроен специальный  механизм. Кроме главной, в зрительном зале есть еще 23 малые люстры, подвешенные  в лоджиях, обрамляющих амфитеатр  зала. Под малыми люстрами на фоне красного бархата выделяются белые античные скульптуры. Это 16 гипсовых копий статуй периода расцвета древнегреческой  скульптуры. Рабочая площадь сцены  — 1044 кв. м. Она больше, чем в Большом  театре. При желании на ней можно  разместить около 1 тыс. человек. Парадный занавес площадью более 350 кв. м весит  почти 3 т. В фойе театра на торцевых стенах панно «Лебединое озеро» и  «Сад Черномора» художника И. Янина. В здании театра также расположен концертный зал на 1 тыс. мест и малый  зал на 130 мест.

Под Москвой был сооружен железобетонный купол диаметром 32 и высотой 36 м с цокольной цилиндрической частью. Толщина купола 5— 6 см. В качестве арматуры использована проволока диаметром 5,5 мм, расположенная в меридиональном и широтном направлениях с ячейкой около 200 мм. На рис. 17 приведены этапы возведения купола.

Крытый рынок  построен в Донецке в 1957 году.

У здания центричная композиция и купольное покрытие. Купол сборный, железобетонный и  состоит из 15 горизонтальных кольцевых  ярусов, каждый из которых имеет 24 секторных  ребристых панели. В панелях восьми нижних ярусов сделаны круглые остекленные  отверстия диаметром от 65 до 45 см, для облегчения веса купола. Диаметр  купола — 35,6 метров.

Фасады с арочными проемами и пилястрами со сложным  карнизом.

Зал Народа (нем. Volkshalle), также Зал Славы, Великий  Зал - созданный А.Шпеером по указанию А.Гитлера архитектурный проект, предназначенный для планируемой  на послевоенное время (после окончания  Второй мировой войны) новой столицы  Третьего рейха Германия.

Внутреннее помещение  Зала должно было стать культовым  центром и залом проведения конгрессов, вмещающим от 150 тысяч до 180 тысяч  человек. Мегасооружение должно было служить  свидетельством мощи Германского государства  и его превосходства над другими  нациями.

Здание планировалось  возвести на севере Берлина, на одном  из изгибов Шпре. Одним из образцов, повлиявших на архитектуру Зала, считается  римский Пантеон, который Гитлер приватно посетил в мае 1938 года. Первые же наброски Зала, принадлежащие фюреру, относятся к 1925 году. В 1937, когда А.Шпееру была поручена перепланировка Берлина  в духе архитектуры эпохи национал-социализма, в проект Зала также были внесены  изменения.

Стоимость работ  по созданию Зала была оценена Гитлером в 1 млрд. рейхсмарок. Строительство  его планировалось окончить к 1950 году (как и другие постройки в  новой столице-«Германии»). Здание должно было сооружаться из гранита и  мрамора и, по оценке фюрера, просуществовало  бы 10.000 лет. Фундамент имел в периметре 315 x 315 метров с глубиной в 74 метра. Купол, объём которого 17-кратно превышал подобный у Собора Святого Петра в Риме, должен был стать (со значительным отрывом) самым большим в мире. Венчать  купол должен был германский орёл, держащий в когтях земной шар. Высота всего сооружения должна была составлять 320 метров, к зданию с северо-запада примыкал крупнейший в мире водный бассейн площадью 1200х400 метров. 

МОСКОВСКИЙ ПЛАНЕТАРИЙ. Общий вид Московского планетария. Здание сделано из железобетона. Высота здания - 32 метра. Поперечник купола - 30 метров. 

установлен  восьмигранный железобетонный купол (диаметр купола 7 метров) 

Этап  строительства усадьбы на Никольской горе 
 
 
 
 

    Список  использованной литературы:

1. Липницкий М.Е. Купола (расчет и проектирование). — Л.: Стройиздат, 1973. — 129 с
2. Попов Н. Н., Забегаев А. В. Проектирование и расчет железобетонных и каменных конструкций: Учеб. для строит, спец. вузов.— 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1989. —400 с
3. Горенштеин Б. В. Железобетонные пространственные конструкции для строительства на Севере. — Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние, 1979.—160 с
4. Г. Рюле, Э. Кюн, К. Вайсбах, Д. Цаидлер Пространственные покрытия. (Конструкции и методы возведения). В 2-х т. Т. I. Железобетон, армоцемент. Пер. с нем. С. Б. Ермолова. Л.. Стройиздат, 1973. 304с