VIII. "Et lorsqu'il sortait du temple, un de ses disciples lui dit : Maître ! Regarde quelles pierres et quels édifices ! Jésus répondit et lui dit : Vois-tu ces grands édifices ? Tout cela sera détruit pour qu'il y ait pas de pierre après pierre" Mc .13 : 1-2 ; Luc 21 : 5-6 Profond et

Agence fédérale pour l'éducation

Université technique d'État du pétrole d'Oufa

Faculté d'architecture et de génie civil

I.V. Fedortsev, E.A. Sultanova

Technologie de construction

structures de revêtement

bâtiments de grande portée

(Didacticiel)

Approuvé par la décision du Conseil académique de l'USPTU en tant que

manuel (procès-verbal de _________ n° _______)

Réviseurs :

____________________________________________________________________________________________________________________

Fedortsev I.V., Sultanova E.A.

Technologie pour l'érection de structures de toit pour les bâtiments de grande portée : Didacticiel/ I.V. Fedortsev, E.A. Sultanov. - Oufa : Maison d'édition USPTU, 2008. - p. ______

ISBN – 5 – 9492 – 055 – 1.

Le manuel "Technologie pour la construction de structures de toit pour bâtiments de grande portée" a été développé comme le principal guide pédagogique et méthodologique pour les étudiants de la spécialité - "Génie industriel et civil" dans l'étude de la discipline spéciale "Technologie pour la construction des bâtiments et des structures" (TVZS).

Contient du matériel systématisé de l'expérience existante dans la construction de structures de grande portée telles que: poutre, cadre, arc, haubanage, membrane, dalles structurelles, dôme, auvent, etc. dans une certaine séquence technologique avec un "détail" suffisant de processus d'installation sous la forme de " cartes technologiques»Et des schémas de mécanisation du travail. Ces dernières peuvent être utilisées comme recommandations fondamentales pour l'élaboration d'une documentation organisationnelle et technologique lors de la conception d'un projet de production d'œuvres pour des objets spécifiques.

L'expérience de l'assemblage du toit voûté du palais de glace d'Oufa, décrite dans le manuel, est particulièrement intéressante. du Bachkortostan selon le projet et par les efforts de Vostokneftezavodmontazh OJSC. Le manuel contient des conclusions et des questions de test pour chaque type de structure, permettant à l'utilisateur d'évaluer de manière indépendante l'assimilation du matériel qui y est présenté.

Il est destiné aux étudiants des spécialités de la construction de l'USPTU lorsqu'ils étudient les cours TVZS, TVBzd et TSMR, aux étudiants de l'IPK USPTU et aux organismes et départements de la construction, d'une manière ou d'une autre, liés à la construction de bâtiments et de structures de grande envergure.

I.V. Fedortsev, E.A. Sultanova

ISBN – 5 – 9492 – 055 – 1 CDU 697.3

INTRODUCTION

Les bâtiments sont considérés comme de grande portée si la distance entre les appuis des structures porteuses du revêtement est supérieure à 40 m.

Les systèmes à grande portée sont le plus souvent conçus comme des systèmes à une seule travée, ce qui découle de la principale exigence fondamentale - l'absence de supports intermédiaires.

Dans la construction industrielle, il s'agit généralement d'ateliers de montage d'usines de construction navale, aéronautique et de construction de machines. Dans le civil - salles d'exposition, pavillons, salles de concert et installations sportives. L'expérience dans la conception et la construction de chaussées à grande portée montre que la tâche la plus difficile de leur érection est l'installation des structures de chaussée.

Les structures porteuses des revêtements de grandes portées selon le schéma statique sont subdivisées en poutre, cadre, arqué, structurel, dôme, plié, suspendu, combiné et maillé. Tous sont composés principalement d'acier et d'aluminium, de béton armé, de bois, de matières plastiques et de tissus étanches à l'air. Possibilités et portée structures spatiales en raison de leur conception et de la taille de la travée.

Lors du choix du type de bâtiment et de structure, un facteur important, souvent décisif, est la méthode de construction. Ceci est dû au fait fonds existants la mécanisation et les méthodes d'installation traditionnelles ne sont pas toujours adaptées aux structures de grande portée. Par conséquent, les coûts de construction de tels bâtiments sont beaucoup plus élevés que les coûts de construction des structures traditionnelles typiques. La théorie et la pratique de la construction de structures de grande portée dans notre pays et à l'étranger ont montré que la plus grande réserve pour augmenter l'efficacité d'une telle construction dans les conditions modernes réside dans l'amélioration des aspects organisationnels et technologiques de la construction, de l'adaptabilité de l'assemblage et des solutions de conception architecturale. L'adaptabilité de l'érection est comprise comme une propriété d'une structure qui détermine sa conformité aux exigences de la technologie des travaux d'installation et permet le plus simple, avec le moins de travail, de temps et de moyens de production, d'effectuer leur fabrication, leur transport et leur installation dans le respect des exigences de sécurité et de qualité des produits. Un exemple d'une telle solution organisationnelle et technologique intégrée d'ingénierie pour l'installation d'un bâtiment de grande envergure dans le "Manuel" est l'expérience ci-dessus d'ériger un objet de jubilé au Bachkortostan - le palais de glace Ufa Arena. Le caractère unique de l'installation du toit voûté de la structure réside dans l'organisation originale des processus d'assemblage et d'assemblage proposés par OJSC Vostokneftezavodmontazh, réalisés non pas au sol, comme d'habitude, mais à des élévations de conception (20 m), suivis de "poussées " d'un bloc entièrement agrandi de plus de 500 tonnes à l'aide d'un système de vérin hydraulique. Cette méthode d'installation, d'abord développée par JSC VNZM, a assuré les conditions "optimales" pour la construction de l'installation anniversaire et, surtout, a permis à l'ensemble des équipements de construction lourds à la disposition de l'entrepreneur d'assembler et d'ériger des structures massives directement dans la conception position. L'utilisation d'une alternative, dans ce cas, en option, la méthode traditionnelle de "poussage" nécessiterait l'intervention de grues de montage plus puissantes (SKG-160), qui, compte tenu de l'infrastructure existante du microdistrict de la ville, où la glace palais était en construction, était pratiquement irréalisable.

Les caractéristiques des structures de grande portée en tant qu'ensemble de leurs paramètres de conception, de leur matériau de fabrication et de leurs dimensions globales sont considérées ci-dessous selon le type suivant de ces structures, à savoir :

Rayonner;

Arqué;

Plaques structurelles;

Systèmes à haubans;

Revêtements membranaires;

Structures d'auvents;

Couvertures de hanches.

1 Classification des ouvrages de grande portée

La classification des structures de grande portée par types de schémas structurels pour couvrir les bâtiments et les structures est donnée dans le tableau. 1, contenant des informations de base caractérisant le domaine de leur application et la gamme de portées couvertes par ces systèmes. Une brève annotation pour chacun des types de structures de grande portée, différenciés par la taille des travées, vous permet de systématiser leurs avantages et inconvénients inhérents et, finalement, de déterminer la "cote" possible de l'une ou l'autre solution pour la "toiture " revêtement du bâtiment conçu.

Couvertures de poutres- se composent des principales poutres intermédiaires spatiales et plates transversales des structures - poutres. Ils se caractérisent par l'absence de poussée de la structure de la chaussée, ce qui « simplifie » considérablement la nature du travail des éléments porteurs de la charpente et des fondations. Le principal inconvénient est la forte consommation d'acier et la hauteur de construction importante des travées elles-mêmes. Par conséquent, ils peuvent être utilisés dans des portées allant jusqu'à 100 m et, principalement, dans les industries caractérisées par la nécessité d'utiliser des ponts roulants lourds.

Habillages de cadres se caractérisent par rapport aux poutres avec une masse plus faible, une rigidité plus élevée et une hauteur de construction plus faible. Peut être utilisé dans des bâtiments d'une portée allant jusqu'à 120 m.

Revêtements cintrés selon le schéma statique, ils sont subdivisés en 2 x, 3 x et sans charnière. Ils ont moins de masse que les poutres et les cadres, mais plus

Possibilités d'utilisation de structures spatiales

Tableau 1

difficile à fabriquer et à installer. La qualité caractéristique des arcs dépend principalement de leur hauteur et de leur forme. La hauteur optimale de la voûte est de 1/4 ... 1/6 de la portée. La meilleure forme est lorsque l'axe géométrique coïncide avec la courbe de pression.

Les sections des arcs sont en treillis ou en plein avec une hauteur de 1/30 ... 1/60 et 1/50 ... 1/80 de la portée, respectivement. Les couvertures cintrées sont utilisées avec une portée allant jusqu'à 200 m.

Couverture spatiale se caractérisent par le fait que les axes de tous les éléments porteurs ne se trouvent pas dans le même plan. Ils sont divisés en : dômes et coques, caractérisés comme des structures porteuses tridimensionnelles, caractérisées par un travail spatial et constituées de surfaces à simple ou double courbure. Par coque, on entend une structure dont la forme est une surface courbe d'épaisseur suffisamment faible par rapport à la surface elle-même. La principale différence entre les coques et les voûtes est que des forces de traction et de compression s'y produisent.

Dômes nervurés se composent d'un système de fermes plates reliées en bas et en haut par des anneaux de support. Les membrures supérieures des fermes forment une surface de révolution (sphérique, parabolique). Un tel dôme est un système d'entretoise dans lequel la bague inférieure est étirée et la bague supérieure est comprimée.

Dômes à anneaux nervurés formé de demi-arcs nervurés reposant sur l'anneau inférieur. Les nervures sont liées en hauteur avec des poutres annulaires horizontales. Des dalles de béton léger incurvées ou un platelage en acier peuvent être posés le long des nervures porteuses. L'anneau de support est généralement en béton armé et précontraint.

Dômes à anneaux côtelés avec liens en treillis sont conçus principalement à partir de structures métalliques. L'introduction de liens diagonaux dans le système d'éléments annulaires nervurés permet de répartir plus rationnellement les forces d'étirement et de flexion comprimées, ce qui garantit une faible consommation de métal et le coût du couvercle du dôme lui-même.

Revêtements structurels utilisé pour couvrir de grandes portées à des fins industrielles et civiles. Ce sont des systèmes spatialement pivots, caractérisés par le fait qu'au cours de leur formation, il devient possible d'utiliser des éléments répétitifs de façon répétée. Les plus répandues sont les structures du type : TsNIISK, "Kislovodsk", "Berlin", "MARKHI", etc.

Couverture suspendue(les mecs et membranes) - les principaux éléments porteurs sont des câbles d'acier flexibles ou des structures en tôle à paroi mince étirées orthogonalement pour soutenir les contours.

Les câbles et les membranes sont très différents des conceptions traditionnelles. Leurs avantages comprennent : les éléments étirés sont utilisés efficacement sur toute la surface de la section transversale ; un faible poids de la structure porteuse est prévu, l'érection de ces structures ne nécessite pas le dispositif d'échafaudage et d'échafaudage des revêtements suspendus. Plus la portée du bâtiment est grande, plus la construction de la chaussée est économique. Cependant, ils ont aussi leurs propres inconvénients :

Déformabilité accrue du revêtement. Pour assurer la rigidité du revêtement, des décisions de conception supplémentaires doivent être prises en raison de l'introduction d'éléments stabilisants ;

La nécessité d'aménager une structure de support spéciale sous la forme d'un contour de support pour percevoir la « dilatation » des câbles ou de la membrane, ce qui augmente le coût du revêtement.

NOTES DE LECTURE

Makeevka 2011

MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION ET DES SCIENCES, DE LA JEUNESSE ET DES SPORTS D'UKRAINE

ACADÉMIE NATIONALE DE CONSTRUCTION ET D'ARCHITECTURE DU DONBASS

Département "Economie des Entreprises"

Développé par : Ph.D., Assoc. Zakharchenko D.A.

NOTES DE LECTURE

au cours "Fondements de l'industrie de la construction"

pour les étudiants de la spécialité 6.030504 "Enterprise Economics"

N° de code_______

Approuvé à la réunion du département

"Économie d'entreprise"

PROTOCOLE N°__ du _______2011 p.

Makeevka 2011

SUJET 4. BÂTIMENTS ET STRUCTURES DE GRANDE PORTÉE

Les structures à grande portée comprennent celles qui ont des portées de plus de 40 à 80 m. Relativement récemment, de telles structures étaient considérées comme uniques et ont été construites extrêmement rarement, à l'heure actuelle, le développement rapide de la science et de la technologie, ainsi qu'un grand besoin de telles structures dans l'industrie et le domaine des loisirs et du divertissement construction intensive prédéterminée de telles installations dans de nombreux pays.

Les structures spatiales sont particulièrement intéressantes, car elles ne sont pas constituées d'éléments porteurs séparés et indépendants qui transfèrent la charge les uns aux autres, mais représentent un seul système complexe de parties actives de la structure.

Une telle spatialité des structures, largement introduite dans la construction partout dans le monde, est un symbole des équipements de construction du 20ème siècle. Et bien que certains types de structures spatiales - dômes, croix et voûtes - soient connus depuis l'antiquité, ils ne répondent pas aux exigences de la construction moderne ni en termes d'applicabilité des matériaux ni de solutions structurelles, car bien qu'ils couvraient des portées importantes, ils étaient extrêmement lourds. et massif.

Il est attrayant dans les structures spatiales et leur capacité à répondre de manière optimale aux exigences fonctionnelles et esthétiques de l'architecture. L'échelle des travées qui se chevauchent, la capacité de mettre en œuvre une planification flexible, une variété de formes géométriques, de matériaux, d'expressivité architecturale - ce n'est pas une liste complète des caractéristiques de ces structures.

La combinaison du fonctionnel, de la technique et de l'esthétique-artistique offre aux structures spatiales une large perspective, sans parler du fait que leur utilisation permet de réaliser d'énormes économies. matériaux de construction- réduire de 20 à 30 % la consommation de matériaux des bâtiments et des structures.

Les structures plates de grande portée comprennent les poutres, les cadres, les fermes et les arches. Les structures planes fonctionnent de manière autonome sous charge, chacune dans son propre plan. L'élément porteur des structures planes couvrant une certaine zone du bâtiment (dalle, poutre, ferme) fonctionne de manière indépendante et ne participe pas au travail des éléments auxquels il est attenant. Cela conduit à une rigidité spatiale et à une capacité portante inférieures des éléments plans par rapport aux éléments spatiaux, ainsi qu'à leur intensité de ressources plus élevée, tout d'abord, à une consommation accrue de matériaux.

Riz. 4.1. Solutions constructives pour les structures de grande portée

a - structures plates; b - les structures spatiales ; c - structures suspendues; d - structures pneumatiques; 1- les fermes ; 2 - cadres; 3-4 arcs articulés ; 5- coquilles cylindriques; 6- coquilles de double courbure; 7- dômes ; 8- structures ; 9- structures à haubans; 10- structures membranaires; 11- structures de tentes; 12- structures de support pneumatiques; 13- Structures à charpente pneumatique ;

L'installation des cadres de construction solide est réalisée par deux grues à flèche automotrices. Tout d'abord, les supports de cadre avec une partie de la barre transversale sont installés sur la fondation, reposant sur un support temporaire, puis la section médiane de la barre transversale est montée. L'assemblage des pièces du tableau arrière se fait sur des supports provisoires par soudure ou fort. Après l'installation du premier cadre, les structures sont contreventées à l'aide de haubans.

Dans certains cas, il est conseillé de monter des structures de cadre en utilisant la méthode coulissante. Cette méthode est utilisée si les structures à ossature ne peuvent pas être installées immédiatement en position de projet (des travaux sont en cours à l'intérieur ou des structures déjà érigées ne permettent pas de positionner les grues).

Le bloc est assemblé à l'extrémité du bâtiment dans un conducteur spécial de 2-3 ou 4 fermes. Le bloc assemblé et fixe est levé le long du rail jusqu'à la position de conception. Installé avec des crics ou des grues légères.

Les structures cintrées sont de 2 types : sous la forme d'un arc à 2 charnières avec un serrage et d'un arc à 3 charnières. Lors de l'installation de structures cintrées avec une partie portante en forme d'arc à double charnière, elle est réalisée de la même manière que l'installation de structures à châssis à l'aide de grues à flèche automotrices. La principale exigence est une grande précision d'installation, qui garantit l'alignement de la cinquième charnière (support) avec le support.

L'installation d'arcs à trois articulations diffère par certaines caractéristiques associées à la présence d'une charnière supérieure. L'assemblage de ces derniers est réalisé à l'aide d'un support de montage temporaire installé au milieu de la travée. L'installation s'effectue par levage vertical, coulissant ou tournant.

Riz. 4.3. Pose de cadres

a - installation entièrement avec deux grues ; b - mise en place des cadres en pièces à l'aide de supports temporaires ; c - pose des cadres par retournement ; 1 grue d'assemblage ; assemblage à 2 cadres ; cadre 3 pièces ; 4 fois les soutiens ; 5 treuils ; 6 flèches d'assemblage.

Chaque demi-arceau est élingué au centre de gravité et réglé de manière à ce que l'articulation du talon soit posée sur le support, et la deuxième extrémité sur le support provisoire. La même chose avec l'autre demi-arc. La rotation dans l'articulation du talon est obtenue en alignant les axes des trous de verrouillage de l'articulation supérieure.

Dans les structures spatiales, tous les éléments sont interconnectés et participent à l'œuvre. Cela conduit à une réduction significative de la consommation de métal par unité de surface. Cependant, jusqu'à récemment, de tels systèmes spatiaux (dôme, haubans, structurels, coques) n'ont pas été développés en raison de la forte intensité de main-d'œuvre de fabrication et d'installation.

Riz. 4.4. Montage du dôme avec un support central temporaire

A - système de coupe en dôme ; B - installation du dôme; Support unique avec haubans ; 2 panneaux radiaux ; 3 anneaux de support;

Les systèmes de dôme sont assemblés à partir de tiges individuelles ou de plaques individuelles. Selon la solution de conception, l'installation des structures de dôme peut également être effectuée à l'aide d'un support fixe temporaire, articulé ou dans son ensemble.

Les dômes sphériques sont érigés en gradins circulaires, de manière articulée. Chacun de ces niveaux, après assemblage complet, présente une stabilité statistique et une capacité portante et sert de base au niveau supérieur. Les dômes préfabriqués peuvent être montés à l'aide de dispositifs conducteurs et de fixations temporaires - un dôme de cirque, ou l'ensemble du dôme est assemblé au sol puis soulevé à l'horizon de conception par une grue, un transport pneumatique ou un palan. La méthode de culture par le bas est utilisée.

Les structures suspendues ont commencé à être utilisées à partir de la 2e moitié du 19e siècle. Et l'un des premiers exemples est le revêtement du pavillon de la foire panrusse de Nijni Novgorod, réalisé en 1896. éminent ingénieur soviétique Shukhov.

L'expérience d'utilisation de tels systèmes a prouvé leur progressivité, car ils permettent d'utiliser au maximum des aciers à haute résistance et des structures d'enveloppe légères en plastiques et alliages d'aluminium, ce qui permet de créer des revêtements de portées importantes.

Riz. 4.5. Installation de structures suspendues

grue à 1 tour ; 2-traversée ; semi-treillis à 3 câbles ; tambour à 4 centres ; 5 fois l'assistance ; semi-truss 6 montés; 7- anneau de support.

Récemment, les structures suspendues à cadre se sont généralisées. La particularité du dispositif de structures suspendues réside dans le fait qu'au début, des supports porteurs sont érigés, sur lesquels est posé le contour du support, qui perçoit la tension des câbles des câbles. Après leur disposition complète, le revêtement est chargé d'une charge temporaire tenant compte de la charge de conception complète. Cette technique de précontrainte exclut l'apparition de fissures dans la coque après sa pleine charge en fonctionnement.

Un type de structures suspendues à haubans sont des revêtements à membrane. La couverture membranaire est un système d'accrochage se présentant sous la forme d'une structure en tôle mince tendue sur un contour support en béton armé. Une extrémité du rouleau est fixée sur le contour du support, et le rouleau est déroulé par une grue sur toute sa longueur à l'aide d'une traverse spéciale, tirée par des treuils et fixée sur la section opposée du contour du support.

L'inconvénient des revêtements à membrane est la nécessité de souder des feuilles minces sur la longueur et des éléments de montage les uns avec les autres avec un chevauchement de 50 mm. Dans le même temps, il est pratiquement impossible d'obtenir en soudant un joint de résistance égale au métal de base, par conséquent, l'épaisseur de la tôle est artificiellement surestimée. Ce problème est en partie résolu par le système des rubans en alliage d'aluminium entrelacés.

Les premiers obus cylindriques longs ont été utilisés pour la première fois en 1928. à Kharkov lors de la construction du bureau de poste.

Les longs boîtiers cylindriques sont fournis entièrement finis ou mis à l'échelle sur site. Le poids des éléments de montage 3x12 est d'environ 4 tonnes. Avant le levage, deux plaques sont agrandies dans un gabarit mobile avec serrage en un seul élément. Lors de l'agrandissement, les pièces encastrées sont soudées au niveau du joint, resserrées et les coutures sont monolithiques.

Après avoir installé 8 sections agrandies, formant une travée de 24 m, elles sont vérifiées pour que les trous coïncident, puis toutes les parties encastrées et les sorties d'armature longitudinale sont soudées, l'armature est tendue et les joints sont bétonnés. Après durcissement du béton, la coque est déroulée et les échafaudages sont réarrangés.

Dans la pratique de la construction, les structures spatiales, croisées, nervurées et à barres sont communément appelées structures structurelles.

Les systèmes croisés de diverses formes structurelles de revêtements avec des grilles rectangulaires et diagonales se sont répandus relativement récemment depuis la seconde moitié du 20e siècle dans des pays tels que les États-Unis, l'Allemagne, le Canada, l'Angleterre, l'ex-URSS.

Pendant un certain temps, les structures structurelles n'ont pas connu un développement important en raison de la forte intensité de main-d'œuvre de la fabrication et des particularités de l'assemblage de la structure. L'amélioration de la conception, notamment avec l'utilisation d'ordinateurs, a permis d'assurer le passage à leur fabrication en ligne, de réduire l'intensité de travail de leur calcul, d'augmenter sa précision et, par conséquent, sa fiabilité.

Graphique 4.6. Revêtement d'un bâtiment avec de grandes dalles

1 dalle mesurant 3x24m ; lampe 2-zénith ; ferme à 3 chevrons; 4 colonnes.

Les systèmes de barres transversales sont basés sur une forme de référence géométrique. Caractéristique distinctive différents types structures structurelles - un nœud spatial pour les bielles, qui détermine en grande partie la complexité de fabrication et d'assemblage de ces structures.

Les structures structurelles offrent un certain nombre d'avantages par rapport aux solutions planes traditionnelles telles que les cadres et les poutres :

• sont pliables et peuvent être utilisés à plusieurs reprises ;
• peut être fabriqué en ligne lignes automatisées ce qui est facilité par une typification et une unification élevées des éléments structurels (souvent un type de tiges et un type de nœud sont nécessaires) ;
• l'assemblage ne nécessite pas de hautes qualifications;
• ont un emballage compact et sont pratiques pour le transport.

Outre les avantages mentionnés, les conceptions structurelles présentent également un certain nombre d'inconvénients :

• l'assemblage à grande échelle nécessite l'utilisation d'une quantité importante de main-d'œuvre manuelle;
• capacité portante limitée de certains types de structures;
• faible préparation en usine des structures arrivant pour l'installation.

Les structures pneumatiques sont utilisées pour un abri temporaire ou pour une utilisation à des fins auxiliaires, par exemple, comme structures de support pour la construction de coques et d'autres structures spatiales.

Les revêtements pneumatiques peuvent être de 2 types - à air et à air. Dans le premier cas, une légère surpression de la coque souple de la structure assure l'obtention de la forme souhaitée. Et cette forme sera maintenue tant que l'alimentation en air et la surpression nécessaire seront maintenues.

Dans le second cas, la structure porteuse est remplie de tuyaux d'air en matériau élastique, formant en quelque sorte le cadre de la structure. Ils sont parfois appelés structures pneumatiques haute pression car la pression d'air dans les tuyaux est beaucoup plus élevée que sous le film de support d'air.

La construction de structures de support aérien commence par la préparation du site sur lequel est posé du béton ou de l'asphalte. Une fondation avec des dispositifs d'ancrage et d'étanchéité est disposée le long du contour de la structure. Sous l'action de la pression de l'air, la coque se redresse et prend la forme du dessin.

Les structures à air ou à cadre pneumatique sont construites de la même manière que les structures à air, à la seule différence que l'air est fourni par le compresseur par des tuyaux en caoutchouc et par des vannes spéciales est pompé dans les canaux fermés du soi-disant cadre de structure. Grâce à haute pression dans les chambres, le cadre prend la position de conception (le plus souvent sous forme d'arcs) et soulève le tissu de clôture derrière lui.

Les toits à grande portée des bâtiments industriels modernes, ainsi que les grands bâtiments publics tels que les gymnases, les palais des sports, les bâtiments des supermarchés et hypermarchés modernes, peuvent être conçus comme des structures planes ou spatiales de grande portée. Ils diffèrent par la nature de leur travail statique. Dans les structures planes, tous les éléments fonctionnent de manière autonome sous charge, en règle générale, dans une direction et ne participent pas au travail des structures qui leur sont connectées. Dans les structures spatiales, tous ou la plupart des éléments fonctionnent ensemble dans deux directions. Grâce à ce travail conjoint, la rigidité et la capacité portante de la structure augmentent et la consommation de matériaux pour sa construction est réduite.

Les structures planes de grande portée sont les poutres et les fermes de toit. Les poutres peuvent être rectangulaires et à pignon. La membrure inférieure de la poutre est en tension et la membrure supérieure est en compression. Par conséquent, le renforcement de travail principal doit être situé dans la membrure inférieure et la section de la membrure supérieure doit avoir une grande surface de béton qui fonctionne bien en compression. Sur les appuis, les poutres doivent être épaissies pour absorber le maximum d'effort tranchant des réactions d'appui. Cela sera discuté dans les cours pertinents de mécanique des structures et des structures. Les portées des poutres ne dépassent pas 18 m.

Les portées de 15, 18, 24 m et plus sont recouvertes de structures planes à barres - fermes de toit. En figue. 13.48 montre les types de fermes, de forme différente et, dans une certaine mesure, de travail statique. Les fermes peuvent être en béton armé, en acier et en bois. Un exemple de fermes en bois est les fermes conçues et construites par l'ingénieur AA Betancourt pour couvrir la portée de 24 mètres de la salle d'exposition centrale de l'ancien manège sur la place Manezhnaya à Moscou, qui, après avoir été restaurée après un incendie, offrent une belle vue sur l'intérieur.

Riz. 13.48.

une - les principaux types d'exploitations ; b - un nœud d'appui sur une colonne en treillis avec des courroies parallèles avec un lien "zéro" (le long du bord extérieur de la colonne); v - le même, polygonal lors de l'encliquetage 250 et 500 mm ; d - le même, triangulaire avec reliure « zéro » ; 1 – étagère suspendue; 2 - Colonne ; 3 - traverse à colombages

Avec les systèmes poteaux-poutres les plus anciens bâtiments à ossature du milieu du XXe siècle. introduit systèmes de barres transversales spatiales.

Les systèmes de traverses sont formés d'éléments linéaires (fermes ou poutres) se coupant mutuellement à un angle de 90 ou 60 °, qui forment un maillage rectangulaire, triangulaire ou diagonal (figure 13.49). Le travail spatial conjoint des éléments linéaires entrecroisés augmente considérablement la rigidité de la structure. Par rapport aux couvertures conventionnelles constituées d'éléments plans séparés, la hauteur structurelle de la couverture peut être réduite de plus de la moitié. L'utilisation de systèmes de barres transversales est la plus appropriée pour le chevauchement de pièces carrées, rondes et polygonales en termes de proportions de 1: 1 à 1: 1,25. Pour décharger les travées principales, il est conseillé d'installer des surplombs en porte-à-faux de la chaussée transversale de 0,20 à 0,25 fois la taille de la travée principale.

Riz. 13.49.

un F - schémas des systèmes croisés ; h - k - la position des supports sous la traverse ; je - revêtement des traverses ; m - les options de support et les types de supports ; L - la portée de la structure ; L K – départ de la console ; 1 – les soutiens; 2 – élément de support en bordure (poutre ou ferme); 3 – noyau; 4 – connecteur; 5 - support du système cross rod

Distinguer les systèmes à nervures croisées et à barres transversales. Côtes croisées constitués de réservoirs ou d'éléments en planches métalliques ou en béton armé. Barre transversale les structures sont réalisées principalement en métal sous forme de systèmes de deux ou quatre disques plats en treillis, fixés dans les deux sens par des tiges inclinées, qui forment une rangée de pyramides identiques avec les sommets en dessous, fixés par les tiges du disque en treillis inférieur.

Cambre est une structure plan-spatiale sous la forme d'un faisceau de contours curvilignes (circulaires, paraboliques, etc.) (Fig. 13.50, une). Le moi est en quelque sorte un type de construction intermédiaire entre planaire et spatial. Dans les arcs, des forces de compression se produisent principalement et uniquement dans certaines conditions des forces de flexion. Par conséquent, les arcs peuvent couvrir des portées beaucoup plus grandes que les poutres. Cependant, contrairement aux poutres, les arcs transmettent non seulement des forces verticales, mais aussi horizontales aux supports - raster. Par conséquent, les supports doivent être puissants, renforcés contreforts. L'entretoise peut également être amortie en serrant les talons de la voûte plantaire et en travaillant en tension.

Voûte cylindrique(fig.13.50, 6) - une structure spatiale, composée de nombreux arcs, courbure dans une direction. La génératrice d'une voûte cylindrique est une ligne droite qui forme une surface courbe le long d'un guide (le long d'un arc d'arc). Une telle surface est pratique dans le secteur de la construction, car un simple coffrage à partir de planches droites posées le long de "cercles" incurvés peut être utilisé pour sa fabrication.

L'intersection de deux arches cylindriques avec la même flèche de levage ( F ) formes voûte croisée, constitué de quatre parties égales d'une voûte cylindrique - dénudage et comportant quatre supports (Fig.13.50, v).

Riz. 13.50.

une - cambre; b - voûte cylindrique; v - la voûte d'arêtes ; G - voûte fermée : ré - le dôme ; e - la voûte à voiles ; F - une coquille peu profonde ; s - la voûte en berceau ; et - la voûte de chute ; À - une surface en forme de paraboloïde hyperbolique ; je - un revêtement de quatre coques en forme de paraboloïde hyperbolique ; 1 - contraction; 2 - le décapage ; 3 - joue

Voûte ferméeégalement formé de quatre parties identiques de la surface d'une voûte cylindrique, appelées plateaux ou joues, mais reposant sur tout le périmètre de la zone de chevauchement (Fig. 13.50, G).

Divers types de structures voûtées ont été utilisés dans l'architecture de la Perse antique. Ils ont prospéré à l'époque de la Rome antique et de Byzance (1er siècle avant JC - 4ème siècle après JC). Ces structures ont été érigées en brique, pierre de taille et béton. Ils ont reçu un développement ultérieur à l'époque romane et gothique (XI-XV siècles). Des arcs et des voûtes gothiques en ogive ont été introduits en Europe pendant les croisades. Ils étaient caractéristiques de l'architecture du califat arabe (VII-IX siècles). Dans la pratique de la construction moderne, les structures voûtées sont en béton armé, en ciment armé et les structures en arc sont en béton armé, en acier et en bois. En mécanique des structures, de tels éléments structuraux sont appelés coquilles.

Si la moitié de l'arc est tournée comme une génératrice autour de l'axe vertical, alors nous obtenons dôme(Fig. 13.50, d). La surface du dôme est incurvée dans deux directions. Les coquilles courbées dans deux directions sont appelées coquilles à double courbure gaussienne(Karl Friedrich Gauss est un grand mathématicien). La dérivée du dôme est arche de voile(coque de voile), qui, contrairement au dôme, ne repose que sur quatre supports et couvre un espace de plan carré (Fig.13.50, e).

Coquilles douces à double courbure gaussienne positive (Fig.13.50, g) trouver large application dans la construction de bâtiments publics et industriels modernes. Ces coques comprennent également des coques de transfert : voûtes en berceau et à plateaux. Leurs surfaces sont formées en déplaçant (transférant) une courbe le long d'une autre courbe située dans un plan perpendiculaire au plan de la première courbe (Fig. 13.50, h, et).

Un groupe spécial de structures courbes est représenté par des coques à double courbure gaussienne négative sous la forme paraboloïde hyperbolique, ou gipara(fig.13.50, À). Sa surface est formée par le mouvement de la parabole avec ses branches vers le haut le long de la parabole, avec ses branches vers le bas, c'est-à-dire les paraboles ont des signes différents. La voûte en auge peut également se présenter sous la forme d'un paraboloïde hyperbolique. Un paraboloïde hyperbolique appartient au nombre de surfaces réglées et peut être formé en appliquant des rectilignes éléments structurels... De la partie du paraboloïde mis en évidence dans la Fig. 13.50, À , vous pouvez par différentes combinaisons recevoir vues originales coquillages (Fig.13.50, je ).

Courbure complète (ou gaussienne) surface À est appelée valeur inverse du produit des rayons des courbes du guide et de la surface génératrice, c'est-à-dire .

Dans le cas où les deux rayons ont les mêmes signes, c'est-à-dire leurs centres sont situés d'un côté de la surface, la valeur À sera positif (Fig.13.51, une). Dans le second cas (fig.13.51, b) sens À - négatif, car les rayons ont des signes différents. La surface est appelée surface de courbure de Gauss négative.

Riz. 13.51. Surface positive(une) et négatif(b) courbure

Les coques à double courbure sont des structures d'espacement. Dans la plupart des types de voûtes en coque, la poussée est dirigée vers l'extérieur. Dans les ginars et les toboggans, il est dirigé vers l'intérieur. Cela signifie que pour percevoir la poussée dans les coques à courbure positive et cylindrique, il faut disposer des bouffées, comme dans les arcs. Au lieu de cela, des diaphragmes peuvent être utilisés aux extrémités et à l'intérieur de longues coques cylindriques, ou ces coques peuvent être soutenues par des supports puissants, parfois renforcés par des contreforts.

Les possibilités techniques d'utilisation de la pierre dans les structures en forme de dôme ont été épuisées au 1er millénaire après JC. en chevauchant le bâtiment du Panthéon à Rome avec un dôme d'un diamètre de 43,2 m. Le dôme repose sur un mur annulaire, dont l'épaisseur est de 8 m pour combler l'écart (Fig. 13.52). Une autre structure en forme de dôme inégalée de l'Antiquité est la coupole de l'église Sainte-Sophie de Constantinople d'un diamètre de 31,5 m. Cette coupole repose sur seulement quatre supports grâce à un système de quatre voiles sphériques (Fig. 13.53). Contrairement au mur massif du Panthéon, dans l'église Sainte-Sophie, la poussée du dôme est transmise à travers les arcs et les demi-coupoles aux travées adjacentes (nefs), dont la rigidité spatiale lui permet de résister à l'horizontale composante de la poussée.

Riz. 13.52.

une - Forme générale: b - incision

Riz. 13.53.

une - Forme générale; b - planifier; v - axonométrie des structures porteuses ; 1 - des culées cintrées, percevant l'expansion du revêtement dans le sens transversal ; 2 - naviguer; 3 - le dôme ; 4 – demi-dômes, percevant une poussée dans le sens longitudinal

Au XXe siècle. les paramètres géométriques des dômes et des coques ont changé. Durabilité construction en pierre le dôme nécessitait que la flèche de son ascension ait environ la moitié de son diamètre. Le béton armé a permis de réduire la flèche de levage à 1 / 5–1 / 6 du diamètre et en même temps d'atteindre une telle finesse des dômes, qui dépasse la finesse des structures biologiques. Ainsi, le rapport épaisseur/diamètre de l'enveloppe de la couverture du grand Palais des Sports Olympiques à Rome, construit en 1959 par l'éminent ingénieur-architecte Pietro Luigi Nervi, est égal à 1/1525. Dans un œuf de poule, c'est 1/100.

L'utilisation du béton armé et du métal pour les voûtes en coque de courbure gaussienne positive et négative permet de les rendre très légères et de créer de nouvelles formes architecturales. En figue. 13.54 montre la construction du parc aquatique de Voronej, recouvert d'une coque en forme de paraboloïde hyperbolique. La coque en béton armé sur un plan rectangulaire repose sur deux "jambes" - les principaux supports situés dans deux coins opposés. Les appuis perçoivent les forces normales des côtés et transmettent la réaction verticale au sol, et la composante horizontale à travers le contreventement au serrage situé dans le sous-sol de la structure. La perception des charges asymétriques est assurée par les structures métalliques des vitraux. Les murs vitrés donnent au bâtiment une impression de légèreté et d'originalité.

Riz. 13.54.

Coquillages combinés du dernier tiers du XXe siècle. sont largement utilisés pour couvrir les bâtiments de grande envergure. Ils sont combinés à partir de fragments de coquille avec des signes de courbure identiques ou différents. De telles combinaisons permettent d'obtenir des paramètres techniques avantageux (par exemple, une réduction de la flèche de levage) et d'obtenir une expressivité individuelle des structures architecturales avec sous diverses formes planifier. Avec les revêtements des halls, ces coques sont efficaces pour une utilisation dans les structures d'ingénierie - tours, réservoirs, etc.

Les structures pliées (plis) représentent un groupe spécial de structures spatiales. Les plis sont constitués d'éléments plats ou curvilignes à paroi mince de forme triangulaire, trapézoïdale ou autre section (Fig. 13.55). Ils permettent de couvrir de grandes portées (jusqu'à 100 m), d'utiliser économiquement les matériaux et déterminent souvent l'expressivité architecturale et artistique d'un ouvrage. Les plis, ainsi que les coques cylindriques et les coques à double courbure, sont des structures d'espacement. Ainsi, le long des extrémités dans toutes les vagues du pli, ou dans une ou plusieurs vagues, il est nécessaire de disposer des diaphragmes de raideur ou des tirants horizontaux fonctionnant en traction.

Riz. 13.55.

un B - dent de scie prismatique et trapézoïdale; v - en dents de scie provenant de plans triangulaires ; g - une tente à toit plat ; ré - majuscule; e - tente pliante avec bords abaissés ; F - tente aux multiples facettes; h - k - voûtes pliées à multiples facettes; je - le dôme plié à multiples facettes ; m - couverture prismatique pliée préfabriquée ; m - pli préfabriqué d'éléments plats

Les structures suspendues sont connues depuis le milieu du XIXe siècle. Mais ils ont commencé à être largement utilisés 100 ans plus tard. Les principaux éléments porteurs qu'ils contiennent sont des cordes flexibles, des chaînes, des câbles (câbles), qui ne perçoivent que les forces de traction. Les systèmes de suspension (Fig. 13.56) peuvent être plats et spatiaux. V structures plates les réactions d'appui des câbles de travail parallèles sont transmises aux pylônes de support aptes à recevoir des réactions d'appui verticales et la poussée, qui agit ici en sens inverse de la poussée dans les coques convexes. Par conséquent, pour le percevoir, dans certains cas, des gars sont utilisés (voir Fig. 13.56, une), solidement ancré dans le sol avec des ancrages - des éléments spéciaux pouvant résister aux forces de traction. Parfois, une poussée négative est perçue par la forme même des structures de support, comme, par exemple, dans une salle de sport à Brême (Allemagne) (Fig. 13.57). Ici, les structures porteuses sont réalisées sous forme de gradins équilibrant cette poussée.

Riz. 13.56. :

une - appartement: b - double courbure spatiale : v - horizontale spatiale

Riz. 13.57.

La structure enveloppante du revêtement est suspendue à la structure principale à l'aide de câbles tendus. La structure d'enceinte peut également être réalisée en béton armé monolithique ou en dalles préfabriquées en béton armé, qui jouent également le rôle d'éléments de chargement empêchant la flexion inverse de tels revêtements lors d'une « aspiration » du vent, c'est-à-dire. charge de vent ascendante. Pour assurer l'immutabilité géométrique de telles structures, diverses méthodes de leur stabilisation sont utilisées. Au dessus systèmes plats souvent la précontrainte est utilisée en plaçant des poids supplémentaires sur les dalles. Après avoir enlevé le poids, les câbles, essayant de réduire à leur longueur d'origine, serrent le revêtement monolithique en béton armé, le transformant en une coque rigide concave suspendue. Le drainage du toit dans de telles structures est effectué en ajustant la tension des câbles de revêtement (plus forts - au centre du bâtiment, plus faibles - aux extrémités).

Structure suspendue spatiale(fig. 13.58) se compose d'un contour de support et d'un système de câbles qui forment une surface le long de laquelle la structure d'enceinte peut être posée. Le contour du support (béton armé ou acier) perçoit la poussée du système de câbles. Les charges verticales sont transférées aux entretoises qui supportent la boucle de support ou à d'autres structures. Pour stabiliser les structures suspendues spatiales, deux systèmes de câbles sont souvent utilisés - travaillant et stabilisant (structure à deux courroies). Les câbles des deux systèmes sont disposés par paires dans des plans perpendiculaires à la surface du revêtement, et sont reliés entre eux par des entretoises rigides qui créent une prétension des câbles. Dans le fonctionnement statique d'un tel système, la structure enveloppante du revêtement ne participe pas et peut être disposée le long de câbles de support (affaissement) ou de stabilisation (convexe) (figure 13.59).

Riz. 13.58.

une - couverture de l'arène aux USA ; b - couvrir la scène de chant à Tallinn ; v - le treillis de précontrainte haubané avec crochets ; G - revêtement en maille multi-mâts du pavillon d'exposition de l'Allemagne à l'Exposition universelle de 1967 à Montréal; ré - son plan avec contours ; 1 - câbles porteurs ; 2 - câbles stabilisateurs précontraints ; 3 – deux arcs inclinés qui se croisent - contour de support; 4 – haubans utilisés comme cadre de clôture; 5 - arc incliné avant; 6 - l'arc de support arrière appuyé sur le mur ; 7 - les soutiens; 8 - les tribuns ; 9 - fondations; 10 - la fondation du mur ; 11 – cordes de ramassage; 12 - haubans ; 13 - les ancres ; 14 - des mâts pour le support supérieur des cordes de rebond ; 15 – couverture horizontale

Riz. 13.59.

une - double ceinture sur un plan rond au dessus du public (USA) ; b - le même, au-dessus du palais des sports Yubileiny à Saint-Pétersbourg ; 1 - câbles porteurs ; 2 - câbles stabilisateurs ; 3 - entretoises ; 4 - tambour central avec une lanterne ; 5 - contour de référence; 6 - étagères ; 7 – tribuns; 8 – haubans; 9, 10 - liaisons annulaires de rigidité; 11 - plate-forme suspendue pour l'équipement

Enveloppes à membrane les plus efficaces parmi les structures suspendues, car elles combinent les fonctions de support et de clôture. Ils sont composés de fines feuilles de métal fixé au contour. Utilisant l'acier comme matériau d'une épaisseur de seulement 2 à 5 mm, ils peuvent couvrir des portées supérieures à 300 m. La membrane travaille principalement en traction dans deux directions. Ainsi, le risque de perte de stabilité est éliminé. efforts avec structure de travée sont perçus par une boucle de support fermée travaillant en conjonction avec une membrane, ce qui dans la plupart des cas assure sa stabilité. La portée maximale (224 183 m) est recouverte d'une membrane métallique couvrant le Palais des sports olympiques de Moscou. En figue. 13.60 montre une vue générale et le processus d'installation de la coque en membrane sur le centre de patinage à Kolomna.

Riz. 13.60.

une - disposition architecturale du complexe; b - alimenter des panneaux de membrane enroulés, les faire rouler sur des éléments de lit temporaires

Couvertures de stores utilisé comme structures temporaires pour de grandes portées - cirques sous tente, entrepôts, pavillons sportifs et d'exposition. Selon le type de matériau souple, de telles structures peuvent également être utilisées pour des structures critiques. Citons par exemple les installations olympiques de Munich (Allemagne), qui ont été construites pour les Jeux olympiques de 1972, mais fonctionnent parfaitement depuis 40 ans. Le matériau de revêtement est un verre organique flexible translucide spécial - le plexiglas-215. C'est un matériau précontraint, selon Aspect extérieur pas différent du verre organique ordinaire.

Structures pneumatiquesà partir de la seconde moitié du XXe siècle. largement utilisé pour les structures temporaires nécessitant un montage et un démontage rapides (entrepôts temporaires, pavillons d'exposition). Ces dernières années, de telles structures ont été utilisées pour la construction massive de salles de sport. De telles structures sont également utilisées pour le coffrage lors de la construction de coques monolithiques en béton armé. Les constructions sont faites de tissu caoutchouté hermétique, de films synthétiques ou d'autres matériaux souples hermétiques. La structure occupe la position de conception en raison de la surpression de l'air qui la remplit. Distinguer à air comprimé et pneumo-encadré dessins (Fig.13.61).

Riz. 13.61.

un B - air-supporté; v - lentille pneumatique; g - un fragment d'une construction matelassée ; d, e - charpente des toits voûtés pneumatiques ; F - le dôme arqué pneumatique ; 1 - une coque étanche ; 2 - le hublot en plexiglas ; 3 - ancres tire-bouchon pour l'ancrage au sol ; 4 - Passerelle; 5 - " quilting " lourd; 6 – ceinture de lentille de support en acier; 7 - étirement pour donner une stabilité longitudinale et soutenir l'auvent de la bâche

La position de conception de la structure pneumatique est assurée par une surpression très insignifiante (0,002 à 0,01 atm), qui n'est pas ressentie par les personnes présentes dans la pièce. Pour maintenir la surpression, les entrées dans les locaux se font par des serrures spéciales avec des portes hermétiquement fermées. Le système d'équipement d'ingénierie comprend des ventilateurs qui, si nécessaire, pompent de l'air dans la pièce. Les portées typiques sont de 18 à 24 m, mais il existe des projets au Canada pour couvrir des villes entières de l'Arctique avec des obus à support aérien d'une portée allant jusqu'à 5 km ou plus. Les cadres pneumatiques (systèmes de transport d'air) sont constitués de longs cylindres étroits, dans lesquels une surpression est créée (0,3-1,0 atm). La forme constructive d'un tel cadre est arquée. Les arches sont installées à proximité les unes des autres, formant une voûte continue, ou à distance. Le pas des arches est de 3-4 m, la portée est de 12-18 m.

Aspect architectural bâtiments de grande portée est largement déterminé par leur rôle dans la composition d'un fragment du développement urbain environnant, les caractéristiques fonctionnelles des bâtiments et les structures appliquées des revêtements.

Les fonctions publiques des bâtiments de type hall nécessitent l'attribution d'espaces libres importants à des fins diverses devant eux pour : déplacer de larges flux de spectateurs avant ou après le spectacle (devant des installations sportives spectaculaires ou de démonstration) ; placement de la partie ouverte de l'exposition (devant les pavillons d'exposition) : commerce saisonnier (devant les halles), etc. Devant chacun de ces bâtiments, un territoire est également alloué au stationnement des voitures individuelles. Ainsi, quelle que soit la destination du bâtiment, son placement dans l'aménagement permet de percevoir le volume de la structure de manière holistique à partir de points de vue distants. Cette circonstance détermine les exigences générales de composition pour l'architecture des bâtiments : l'intégrité et la monumentalité de leur aspect et principalement la grande échelle des divisions principales du volume.

Cette caractéristique du rôle urbanistique des bâtiments publics de type hall est souvent prise en compte dans la composition de leur aspect. Les locaux auxiliaires et de service, qui peuvent être situés dans des volumes séparés, à proximité du principal (comme, par exemple, dans le palais des sports Yubileiny à Saint-Pétersbourg), pour la plupart ne bloquent pas, mais s'intègrent dans le volume principal de le bâtiment. Pour cela, les locaux annexes et de service des bâtiments sportifs sont situés dans les étages inférieurs ou dans l'espace sous les stands, dans les bâtiments des halles et pavillons d'exposition - en sous-sol et sous-sols, etc.

Des exemples typiques de la mise en œuvre d'un tel principe d'aménagement de l'espace de l'aménagement du bâtiment sont des objets extérieurs tels que la salle olympique universelle « Amitié » à Loujniki à Moscou et la construction du centre sportif dans la préfecture de Takamatsu à Niigata (Japon).

La salle "Amitié" dispose d'une salle d'exposition principale d'une capacité de 1,5 à 4 000 spectateurs (en cours de transformation) avec une arène 42X42 m, conçue pour 12 sports avec une visibilité optimale de toutes les compétitions (distance maximale 68 m). La salle est recouverte d'une coque sphérique peu profonde, supportée par 28 supports inclinés de coques pliées monolithiques préfabriquées à double courbure. La disposition inclinée des supports a permis d'augmenter les dimensions du premier étage et, de ce fait, d'y accueillir quatre salles d'entraînement et quatre terrains de sport, inscrits dans un seul volume à symétrie centrale avec une tectonicité prononcée de la forme architecturale ( ).

Les deux exemples montrent l'influence de la forme structurelle de la chaussée sur la forme architecturale. Et ce n'est pas un hasard, puisque la construction du revêtement constitue de 60 à 100 % des clôtures extérieures des bâtiments.

Parmi les paramètres fonctionnels, le choix de la forme de couverture est le plus influencé par le plan adopté, la capacité, la nature de l'emplacement des sièges de spectateurs (dans les bâtiments sportifs et de divertissement) et la taille des portées de couverture ( ). Dans la pratique mondiale, un nombre limité de formes de plan est utilisé pour l'exposition, les auditoriums multifonctionnels et les gymnases : rectangle, trapèze, ovale, cercle, polygone.

Cependant, la forme du plan d'étage et la taille de ses portées ne prédéterminent pas sans ambiguïté la forme du revêtement. Son choix est fortement influencé non seulement par le plan, mais aussi par la forme du bâtiment en raison des caractéristiques fonctionnelles. Comme vous le savez, dans les salles de sport de démonstration, la capacité et la disposition des tribunes déterminent la composition asymétrique ou centralement symétrique du bâtiment, avec laquelle le choix de la forme de couverture doit être coordonné. Les toits suspendus s'harmonisent bien avec la forme asymétrique du bâtiment et avec la forme axisymétrique - à la fois voûtée et suspendue. Pour les bâtiments centrés dans le plan, les structures de toit centrées sont applicables ( , ).

Le choix final de la forme du revêtement, en plus de la fonction, est déterminé par les exigences structurelles, technologiques, techniques, économiques et architecturales et artistiques. Selon ce dernier, la conception d'un bâtiment de grande envergure devrait contribuer à la création d'une forme architecturale tectonique expressive, individuelle et à grande échelle. L'introduction de structures spatiales suspendues et de coques rigides a fourni des possibilités architecturales sans précédent et polyvalentes. En combinant divers types, nombres, tailles de coques élémentaires, un architecte, à l'aide d'un constructeur, peut réaliser la division à grande échelle requise de la forme et l'individualisation de son aspect, et placer les ouvertures de la lucarne dans le revêtement de manière originale.

Ainsi, par exemple, pour couvrir uniquement une pièce de plan triangulaire, on peut utiliser une coque peu profonde sur un contour convexe, un revêtement combiné de quatre coques triangulaires à courbure positive, de trois à courbure négative et une à courbure positive, etc. constructions les plus originales et expressives forme architecturale est la couverture d'un bâtiment d'exposition de plan triangulaire à Paris avec une coque combinée en forme de voûte fermée de trois plateaux d'une portée de 206 m. Les plateaux sont constitués de deux coques ondulées, fixées toutes les trois vagues par des diaphragmes raidisseurs. L'utilisation d'une forme ondulée a permis de résoudre non seulement un problème purement constructif (pour atteindre la stabilité d'une coque mince), mais a également assuré l'ampleur de la composition de ce bâtiment unique, et le système de voûte fermée, traditionnel pour la pierre architecture, a reçu une interprétation tectonique individuelle et résolument moderne. L'interprétation compositionnelle de la voûte croisée en béton armé du toit sur le plan carré du bâtiment de la patinoire olympique couverte de Grenoble s'est avérée tout aussi individuelle et moderne.

Naturellement, cependant, le caractère le plus moderne de l'architecture des toits de grande portée avec des coques rigides en béton armé est donné par des combinaisons de formes géométriques qui ne leur sont inhérentes que sous la forme de dômes et de voûtes ondulés, de fragments de coques élémentaires ou combinés avec des surfaces de courbure négative, ou une combinaison de coques de forme géométrique arbitraire.

Les capacités architecturales et compositionnelles des systèmes de toiture suspendue sont directement liées à leur forme constructive, aux possibilités de son individualisation et de son identification tectonique dans la forme volumétrique du bâtiment. À cet égard, les couvertures suspendues de type tente, les couvertures sur un contour spatial, ainsi que diverses options pour les systèmes de suspension combinés ont les plus grandes capacités. L'extraordinaire diversité de l'aspect extérieur des bâtiments, qui est assurée par l'utilisation de revêtements suspendus sur un contour spatial fermé, peut être vue en comparant des installations olympiques à Moscou comme une piste cyclable couverte et une salle de sport à Izmailovo. Malheureusement, l'individualité de l'aspect extérieur du bâtiment ne contribue pas beaucoup à l'utilisation d'un certain nombre de structures suspendues techniquement les plus efficaces, par exemple, des systèmes à une ou deux ceintures avec un contour de support annulaire horizontal sur des bâtiments circulaires ou elliptiques dans planifier. La structure de support avec un petit affaissement n'est pas visible dans la forme extérieure du bâtiment, mais à l'intérieur, elle est généralement cachée par des plafonds suspendus ou des installations d'éclairage. Les bâtiments avec des revêtements de ce type ont généralement une composition sous la forme d'un périmètre rond, dont l'entablement est l'anneau du contour de support et les colonnes qui le soutiennent (le palais des sports de Yubileiny et la salle olympique de Saint-Pétersbourg, le Palais des sports olympiques sur Prospekt Mira à Moscou, etc.).

Outre les structures porteuses des revêtements, les murs extérieurs non porteurs jouent généralement un rôle important dans la composition des salles publiques. Une expression figurative de leur fonction non portante peut être leur mise en œuvre avec un léger écart par rapport à la verticale, conférant au bâtiment une silhouette caractéristique (effilée ou élargie vers le bas).

Une partie importante de la surface des murs extérieurs des bâtiments du hall est occupée par des structures en vitrail translucide. Leurs propriétés de composition et leur segmentation s'enrichissent lorsque deux ou trois matériaux translucides sont combinés dans la construction, par exemple le profilé et le verre à vitre.