VIII. „Și când ieșea din templu, unul dintre ucenicii Săi I-a zis: Învățătorule! Iată ce pietre și ce clădiri! Iisus a răspuns și i-a zis: Vezi aceste clădiri mari? Toate acestea vor fi distruse, ca să fie nici piatră după piatră” Mc .13: 1–2; Luca 21: 5-6 Adânc și

Agenția Federală pentru Educație

Universitatea Tehnică a Petrolului de Stat Ufa

Facultatea de Arhitectură și Inginerie Civilă

I.V. Fedortsev, E.A. Sultanova

Tehnologia constructiilor

structuri de acoperire

clădiri cu deschidere mare

(tutorial)

Aprobat prin decizia Consiliului Academic al USPTU ca

manual (proces-verbal din _________ Nr. _______)

Recenzători:

____________________________________________________________________________________________________________________

Fedortsev I.V., Sultanova E.A.

Tehnologie pentru ridicarea structurilor de acoperiș pentru clădiri cu deschidere mare: Tutorial/ I.V. Fedortsev, E.A. Sultanov. - Ufa: Editura USPTU, 2008. - p. ______

ISBN – 5 – 9492 – 055 – 1.

Manualul „Tehnologie pentru construcția structurilor de acoperiș pentru clădiri cu deschidere mare” a fost elaborat ca principal ghid educațional și metodologic pentru studenții specialității – „Inginerie industrială și civilă” în studiul disciplinei speciale „Tehnologie pentru construcții”. de clădiri și structuri” (TVZS).

Conține material sistematizat din experiența existentă în construcția unor astfel de structuri cu deschidere mare ca: grindă, cadru, arcuit, prins, membrană, plăci structurale, cupolă, copertine etc. într-o anumită secvență tehnologică cu suficient „detaliu” de procese de instalare sub formă de " harti tehnologice»Și scheme de mecanizare a muncii. Acestea din urmă pot fi folosite ca recomandări fundamentale pentru elaborarea documentației organizaționale și tehnologice atunci când se proiectează un proiect de producere a lucrării pentru obiecte specifice.

Un interes deosebit este experiența de asamblare a acoperișului arcuit al palatului de gheață din Ufa, descrisă în Manual, a cărui metodă de construcție a fost pentru prima dată în practica construirii unor astfel de clădiri cu deschidere mare implementată de diviziile de construcție și instalare. din Bashkortostan conform proiectului și prin eforturile Vostokneftezavodmontazh OJSC. Manualul conține concluzii și întrebări de testare pentru fiecare tip de structură, permițând utilizatorului să evalueze în mod independent asimilarea materialului prezentat în acesta.

Este destinat studenților specialităților de construcții ale USPTU atunci când studiază cursurile TVZS, TVBzd și TSMR, studenților IPK USPTU și organizațiilor și departamentelor de construcții, într-un fel sau altul, legate de construcția de clădiri și structuri cu deschidere mare.

I.V. Fedortsev, E.A. Sultanova

ISBN – 5 – 9492 – 055 – 1 UDC 697.3

INTRODUCERE

Clădirile sunt considerate a avea deschidere lungă dacă distanța dintre suporturile structurilor de susținere ale acoperirii este mai mare de 40 m.

Sistemele care se întind pe deschideri mari sunt cel mai adesea proiectate ca sisteme cu o singură travă, ceea ce decurge din principala cerință fundamentală - absența suporturilor intermediare.

În construcțiile industriale, acestea sunt, de regulă, ateliere de asamblare ale fabricilor de construcții navale, aviație și de mașini. În civil - săli de expoziție, pavilioane, săli de concert și facilități sportive. Experiența în proiectarea și construcția pavajelor cu deschidere mare arată că cea mai dificilă sarcină a ridicării acestora este instalarea structurilor de pavaj.

Structurile portante ale acoperirilor de deschideri mari conform schemei statice sunt subdivizate în grinda, cadru, arcuit, structural, cupolă, pliat, suspendat, combinat și plasă. Toate sunt realizate în principal din oțel și aluminiu, beton armat, lemn, materiale plastice și țesături etanșe. Posibilitati si scop structuri spațiale datorită designului lor și mărimii travei.

La alegerea tipului de clădire și a structurii, un factor important, adesea decisiv este metoda de construcție a acestora. Asta pentru ca fondurilor existente mecanizarea și metodele tradiționale de instalare nu sunt întotdeauna potrivite pentru structurile cu deschidere mare. Prin urmare, costurile de construcție ale unor astfel de clădiri sunt mult mai mari decât costurile de construcție ale structurilor tradiționale tipice. Teoria și practica construirii structurilor cu deschidere mare în țara noastră și în străinătate au arătat că cea mai mare rezervă pentru creșterea eficienței unei astfel de construcții în condiții moderne constă în îmbunătățirea aspectelor organizatorice și tehnologice ale construcțiilor, adaptabilitatea la montaj și soluțiile de proiectare arhitecturală. Adaptabilitatea la ridicare este înțeleasă ca o proprietate a unei structuri care determină conformitatea acesteia cu cerințele tehnologiei lucrărilor de instalare și permite celor mai simple, cu cea mai mică forță de muncă, timp și mijloace de producție, să realizeze fabricarea, transportul și instalarea acestora în respectarea cerințelor de siguranță și calitate a produsului. Un exemplu de astfel de soluție organizațională și tehnologică integrată de inginerie pentru instalarea unei clădiri cu deschidere mare în „Manual” este experiența de mai sus de ridicare a unui obiect jubiliar în Bashkortostan - palatul de gheață Ufa Arena. Unicitatea instalării acoperișului arcuit al structurii constă în organizarea originală a proceselor de asamblare și asamblare propuse de OJSC Vostokneftezavodmontazh, efectuate nu pe sol, ca de obicei, ci la cote de proiectare (20 m), urmată de „împingere”. " a unui bloc complet mărit cu o greutate mai mare de 500 de tone folosind un sistem de cric hidraulic. Această metodă de instalare, dezvoltată inițial de JSC VNZM, a asigurat condițiile „optime” pentru construcția instalației aniversare și, cel mai important, a permis setului de echipamente grele de construcții aflate la dispoziție antreprenorului să asambla și să ridice structuri masive direct în proiect. poziţie. Utilizarea unei alternative, în acest caz, ca opțiune, metoda tradițională de „împingere” ar necesita implicarea unor macarale de montaj mai puternice (SKG-160), care, având în vedere infrastructura existentă a microdistrictului orașului, unde gheața se construia palatul, era practic imposibil de fezabil.

Caracteristicile structurilor cu deschidere mare ca un set al parametrilor lor de proiectare, materialul de fabricație și dimensiunile de gabarit sunt considerate mai jos în funcție de următorul tip de aceste structuri, și anume:

Grinda;

Arcuit;

Plăci structurale;

Sisteme de cabluri;

Acoperiri cu membrane;

Structuri de copertine;

Acoperiri de șold.

1 Clasificarea structurilor cu deschidere mare

Clasificarea structurilor cu deschidere mare pe tipuri de scheme structurale pentru acoperirea clădirilor și structurilor este dată în tabel. 1, care conțin informații de bază care caracterizează domeniul de aplicare a acestora și gama de intervale acoperite de aceste sisteme. O scurtă adnotare pentru fiecare dintre tipurile de structuri cu deschidere mare, diferențiată în funcție de dimensiunea traveelor, vă permite să sistematizați avantajele și dezavantajele lor inerente și, în cele din urmă, să determinați posibila „evaluare” a uneia sau alteia soluții pentru „acoperiș”. „acoperirea clădirii proiectate.

Acoperiri cu grinzi- constau din principalele grinzi spațiale transversale și intermediare plate ale structurilor - grinzi. Ele se caracterizează prin absența împingerii din structura pavajului, ceea ce „simplifica” în mod semnificativ natura lucrării elementelor portante ale cadrului și fundațiilor. Principalul dezavantaj este consumul mare de oțel și înălțimea semnificativă a clădirii a traveelor ​​în sine. Prin urmare, ele pot fi folosite în intervale de până la 100 m și, în principal, în industriile caracterizate prin necesitatea utilizării macaralelor aeriene grele.

Acoperiri de cadru sunt caracterizate în comparație cu grinzile cu o masă mai mică, rigiditate mai mare și înălțime de construcție mai mică. Poate fi folosit în clădiri cu o deschidere de până la 120 m.

Acoperiri arcuite conform schemei statice, acestea sunt subdivizate în 2 x, 3 x și fără balamale. Au o masă mai mică decât grinzile și ramele, dar mai mult

Posibilitati de utilizare a structurilor spatiale

tabelul 1

dificil de fabricat și instalat. Caracteristica calitativă a arcelor depinde în principal de înălțimea și forma lor. Înălțimea optimă a arcului este de 1/4 ... 1/6 din deschidere. Cea mai bună formă este atunci când axa geometrică coincide cu curba presiunii.

Secțiunile arcadelor sunt realizate în zăbrele sau pline cu o înălțime de 1/30 ... 1/60 și respectiv 1/50 ... 1/80 din deschidere. Acoperirile arcuite sunt folosite cu o deschidere de până la 200 m.

Acoperire spațială se caracterizează prin faptul că axele tuturor elementelor portante nu se află în același plan. Acestea sunt împărțite în: cupole și cochilii, caracterizate ca structuri portante tridimensionale, caracterizate prin lucru spațial și formate din suprafețe cu curbură simplă sau dublă. O coajă este înțeleasă ca o structură a cărei formă este o suprafață curbată cu o grosime suficient de mică în comparație cu suprafața însăși. Principala diferență dintre cochilii și bolți este că în ele apar atât forțe de tracțiune, cât și forțe de compresiune.

Domuri cu nervuri constau dintr-un sistem de ferme plate conectate la partea inferioară și superioară cu inele de sprijin. Coardele superioare ale fermelor formează o suprafață de revoluție (sferică, parabolică). Un astfel de dom este un sistem distanțier în care inelul inferior este întins și inelul superior este comprimat.

Domuri cu inele nervurate formate din semi-arce nervurate sprijinite pe inelul inferior. Nervurile sunt legate în înălțime cu grinzi inelare orizontale. De-a lungul nervurilor portante pot fi așezate plăci de beton ușor curbate sau podele din oțel. Inelul de sprijin este de obicei din beton armat și precomprimat.

Domuri cu inele nervurate cu legături cu zăbrele sunt proiectate în principal din structuri metalice. Introducerea legăturilor diagonale în sistemul de elemente cu inele nervurate face posibilă o distribuire mai rațională a forțelor de îndoire comprimat-întinsă și de îndoire, ceea ce asigură un consum redus de metal și costul acoperirii cupolei în sine.

Acoperiri structurale sunt folosite pentru acoperirea unor deschideri mari în scopuri industriale și civile. Acestea sunt sisteme pivotante din punct de vedere spațial, caracterizate prin faptul că, în timpul formării lor, devine posibilă utilizarea elementelor care se repetă în mod repetat. Cele mai răspândite sunt structurile de tipul: TsNIISK, „Kislovodsk”, „Berlin”, „MARKHI” etc.

Husa suspendata(baietiși membranelor) - elementele portante principale sunt frânghii flexibile din oțel sau structuri din tablă cu pereți subțiri întinse ortogonal pentru a susține contururile.

Cablurile și membranele sunt semnificativ diferite de modelele tradiționale. Avantajele lor includ: elementele întinse sunt utilizate eficient pe întreaga suprafață a secțiunii transversale; este prevăzută o greutate redusă a structurii de susținere, ridicarea acestor structuri nu necesită dispozitivul de schele și schele de acoperiri suspendate. Cu cât deschiderea clădirii este mai mare, cu atât construcția pavajului este mai economică. Cu toate acestea, au și propriile lor dezavantaje:

Deformabilitate crescută a acoperirii. Pentru a asigura rigiditatea acoperirii, trebuie luate decizii suplimentare de proiectare datorită introducerii elementelor de stabilizare;

Necesitatea de a aranja o structură de sprijin specială sub forma unui contur de sprijin pentru a percepe „expansiunea” de la cabluri sau membrană, ceea ce crește costul acoperirii.

NOTE DE CURS

Makeevka 2011

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI, TINERETULUI ȘI SPORTULUI DIN UCRAINA

ACADEMIA NAȚIONALĂ DE CONSTRUCȚII ȘI ARHITECTURĂ DONBASS

Departamentul „Economia Întreprinderilor”

Elaborat de: dr., Conf. univ. Zakharchenko D.A.

NOTE DE CURS

la cursul „Fundamentele industriei construcțiilor”

pentru studenții specialității 6.030504 „Economia întreprinderilor”

Cod nr._______

Aprobat în ședința departamentului

„Economia întreprinderii”

PROTOCOL Nr __ din data de _______2011 p.

Makeevka 2011

TEMA 4. CLĂDIRI ȘI STRUCTURI MARI

Structurile cu deschidere mare le includ pe cele care au deschideri de peste 40-80 m. Relativ recent, astfel de structuri au fost considerate unice și au fost construite extrem de rar, în prezent, dezvoltarea rapidă a științei și tehnologiei, precum și o mare nevoie de astfel de structuri. structurile din industrie și domeniul agrementului și divertismentului au predeterminat construcția intensivă a unor astfel de facilități în multe țări.

De interes deosebit sunt structurile spațiale, care nu constau din elemente portante separate, independente, care transferă sarcina între ele, ci reprezintă un singur sistem complex de părți de lucru ale structurii.

O astfel de natură spațială a structurilor, care este introdusă pe scară largă în construcții în întreaga lume, este un simbol al echipamentelor de construcții ale secolului al XX-lea. Și, deși unele tipuri de structuri spațiale - cupole, bolți în cruce și bolți - sunt cunoscute încă din antichitate, acestea nu îndeplinesc cerințele moderne de construcție nici în aplicabilitatea materialelor, nici în soluțiile de proiectare, întrucât, deși acopereau trave importante, erau extrem de grele și masiv.

Este atractiv în structurile spațiale și capacitatea acestora de a îndeplini în mod optim cerințele funcționale și estetice ale arhitecturii. Amploarea intervalelor suprapuse, capacitatea de a implementa o planificare flexibilă, o varietate de forme geometrice, materiale, expresivitate arhitecturală - aceasta nu este o listă completă a caracteristicilor acestor structuri.

Combinația dintre funcțional, tehnic și artistic-estetic oferă structuri spațiale cu o perspectivă largă, ca să nu mai vorbim de faptul că utilizarea lor permite economii uriașe. materiale de construcții- reducerea consumului de material al clădirilor și structurilor cu 20-30%.

Structurile plate cu deschidere mare includ grinzi, cadre, ferme, arcade. Structurile plane funcționează autonom sub sarcină, fiecare în planul său. Elementul portant al structurilor plane care acoperă o anumită zonă a clădirii (dală, grindă, ferme) funcționează independent și nu participă la lucrul elementelor cu care se învecinează. Aceasta duce la o rigiditate spațială și o capacitate portantă mai scăzută a elementelor plane în comparație cu cele spațiale, precum și la o intensitate mai mare a resurselor acestora, în primul rând, un consum crescut de materiale.

Orez. 4.1. Soluții constructive pentru structuri cu deschidere mare

a - structuri plate; b - structuri spațiale; c - structuri suspendate; d - structuri pneumatice; 1- ferme; 2 - rame; 3-4 arcade cu balamale; 5- cochilii cilindrice; 6- cochilii de dublă curbură; 7- cupole; 8- structuri; 9- structuri cu tirant; 10- structuri membranare; 11- structuri de corturi; 12- structuri de sprijin pneumatice; 13- structuri pneumo-cadru;

Instalarea cadrelor de construcție solidă se realizează cu două macarale cu braț autopropulsate. În primul rând, rafturile de cadru cu o parte a barei transversale sunt instalate pe fundație, sprijinindu-se pe un suport temporar, apoi se montează secțiunea de mijloc a barei transversale. Îmbinarea pieselor traversei se face pe suporturi temporare prin sudare sau rezistente. După instalarea primului cadru, structurile sunt contravântuite cu ajutorul cablurilor.

În unele cazuri, este recomandabil să montați structurile de cadru folosind metoda de alunecare. Această metodă este utilizată în cazul în care structurile cadru nu pot fi instalate imediat în poziția de proiectare (în interior se lucrează sau au fost deja ridicate structuri care nu permit poziționarea macaralelor).

Blocul se montează la capătul clădirii într-un conductor special de 2-3 sau 4 ferme. Blocul asamblat și fix este ridicat de-a lungul căii până în poziția de proiectare. Instalat cu cricuri sau macarale ușoare.

Structurile arcuite sunt de 2 tipuri: sub forma unui arc cu 2 balamale cu o strângere și un arc cu 3 balamale. La instalarea structurilor arcuite cu o piesă portantă sub forma unui arc cu balamale duble, se realizează în mod similar cu instalarea structurilor cadru folosind macarale cu braț autopropulsate. Cerința principală este o precizie ridicată a instalării, care garantează alinierea celei de-a cincea balamale (suport) cu suportul.

Instalarea arcadelor cu trei articulații diferă prin unele caracteristici asociate cu prezența unei balamale superioare. Asamblarea acestuia din urmă se realizează folosind un suport de montaj temporar instalat la mijlocul travei. Instalarea se realizează prin ridicare verticală, alunecare sau rotire.

Orez. 4.3. Instalarea ramelor

a - instalatie in intregime cu doua macarale; b - montarea cadrelor în piese folosind suporturi temporare; c - montarea ramelor prin strunjire; 1-macara de montaj; 2-ansamblu cadru; cadru din 3 piese; Suporturi de 4 ori; 5 trolii; 6-asamblare braţe.

Fiecare jumătate de arc este strâns la centrul de greutate și fixat astfel încât articulația călcâiului să fie pusă pe suport, iar al doilea capăt pe suportul temporar. La fel și cu cealaltă jumătate de arc. Rotirea în articulația călcâiului se realizează prin alinierea axelor găurilor de blocare ale articulației superioare.

În structurile spațiale, toate elementele sunt interconectate și participă la lucru. Acest lucru duce la o reducere semnificativă a consumului de metal pe unitatea de suprafață. Cu toate acestea, până de curând, astfel de sisteme spațiale (cupolă, braț, structurale, cochilii) nu au primit dezvoltare din cauza intensității ridicate a forței de muncă de fabricație și instalare.

Orez. 4.4. Montarea domului cu un suport central temporar

A - sistem de tăiere cu dom; B - instalarea domului; Sprijin 1 dată cu fire de tip; 2-panouri radiale; 3-inel de sprijin;

Sistemele de cupole sunt asamblate din tije individuale sau din plăci individuale. În funcție de soluția de proiectare, instalarea structurilor de cupole se poate realiza și folosind un suport staționar temporar, articulat sau în ansamblu.

Domurile sferice sunt ridicate în etaje circulare, în mod articulat. Fiecare astfel de niveluri, după asamblarea completă, are stabilitate statistică și capacitate portantă și servește drept bază pentru nivelul de deasupra. Domurile prefabricate pot fi montate folosind dispozitive conductoare și elemente de fixare temporare - o cupolă de circ, sau întregul dom este asamblat pe sol și apoi ridicat la orizontul de proiectare cu macara, transport pneumatic sau palan. Se folosește metoda de creștere de jos.

Structurile suspendate au început să fie folosite din a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Și unul dintre primele exemple este acoperirea pavilionului Târgului din Nizhny Novgorod, realizat în 1896. remarcabil inginer sovietic Şuhov.

Experiența utilizării unor astfel de sisteme și-a dovedit progresivitatea, deoarece permit utilizarea maximă a oțelurilor de înaltă rezistență și a structurilor de închidere ușoare din materiale plastice și aliaje de aluminiu, ceea ce face posibilă realizarea de acoperiri cu deschideri semnificative.

Orez. 4.5. Instalarea structurilor suspendate

1-macara turn; 2-traversa; 3-cablu semi-fermă; tambur cu 4 centre; suport de 5 ori; 6-montat semi-ferme; 7- inel de sprijin.

Recent, structurile de suspendare a ramelor au devenit larg răspândite. Particularitatea dispozitivului de structuri suspendate constă în faptul că la început se ridică suporturi portante, pe care este așezat conturul suportului, care percepe tensiunea de la cablurile cablurilor. După structura lor completă, acoperirea este încărcată cu o sarcină temporară, ținând cont de sarcina totală de proiectare. Această tehnică de pretensionare exclude apariția fisurilor în carcasă după încărcarea sa completă în timpul funcționării.

Un tip de structuri suspendate cu brațe sunt acoperiri cu membrană. Capacul cu membrană este un sistem de suspendare sub forma unei structuri subțiri din tablă metalică întinsă peste un contur de sprijin din beton armat. Un capăt al rolei este fixat pe conturul suport, iar rola este derulată de o macara pe toată lungimea sa folosind o traversă specială, trasă cu trolii și fixată pe secțiunea opusă a conturului suport.

Dezavantajul acoperirilor cu membrană este necesitatea de a suda foi subțiri de-a lungul lungimii și elementele de montare între ele, cu o suprapunere de 50 mm. În același timp, este practic imposibil de obținut prin sudare o cusătură egală ca rezistență cu metalul de bază, prin urmare, grosimea tablei este supraestimată artificial. Această problemă este într-o oarecare măsură rezolvată de sistemul de panglici din aliaj de aluminiu întrețesute.

Primele carcase lungi cilindrice au fost folosite pentru prima dată în 1928. la Harkov în timpul construcției oficiului poștal.

Carcasele cilindrice lungi sunt livrate complet finisate sau extinse la fața locului. Greutatea elementelor de montare 3x12 este de aproximativ 4 tone. Înainte de ridicare, două plăci sunt mărite într-un dispozitiv mobil împreună cu strângerea într-un singur element. La mărire, piesele înglobate sunt sudate la îmbinare, strânse, iar cusăturile sunt monolitice.

După ce sunt instalate 8 secțiuni lărgite, formând o deschidere de 24 m, acestea sunt verificate astfel încât găurile să coincidă, apoi toate părțile înglobate și ieșirile de armătură longitudinală sunt sudate, armătura este tensionată și cusăturile sunt betonate. După întărirea betonului, carcasa este derulată și schelele sunt reamenajate.

În practica construcțiilor, structurile spațiale, transversale, nervurate și cu bare sunt denumite în mod obișnuit structuri structurale.

Sistemele încrucișate de diferite forme structurale de acoperiri cu grătare dreptunghiulare și diagonale s-au răspândit relativ recent începând cu a doua jumătate a secolului al XX-lea în țări precum SUA, Germania, Canada, Anglia, fosta URSS.

Pentru un anumit timp, structurile structurale nu au primit o dezvoltare largă din cauza intensității ridicate a forței de muncă a producției și a particularităților de asamblare a structurii. Îmbunătățirea designului, în special prin utilizarea calculatoarelor, a făcut posibilă asigurarea trecerii la fabricarea lor în linie, reducerea intensității forței de muncă a calculului acestora, creșterea preciziei și, în consecință, a fiabilității.

Figura 4.6. Acoperirea unei clădiri cu plăci mari

1-placa de masura 3x24m; 2-lampa zenit; 3-grip; 4- coloana.

Sistemele de bare transversale se bazează pe o formă geometrică de referință. Trăsătură distinctivă tipuri diferite structuri structurale - un nod spațial pentru biele, care determină în mare măsură complexitatea fabricării și asamblarii acestor structuri.

Structurile structurale oferă o serie de avantaje față de soluțiile plane tradiționale, cum ar fi cadre și grinzi:

• sunt pliabile și pot fi folosite în mod repetat;
• poate fi fabricat on-line linii automate care este facilitat de tipificarea ridicată și unificarea elementelor structurale (adesea este nevoie de un tip de tije și un tip de nod);
• asamblarea nu necesită calificări înalte;
• au ambalaje compacte și sunt convenabile pentru transport.

Pe lângă avantajele notate, proiectele structurale au și o serie de dezavantaje:

• asamblarea pe scară largă necesită utilizarea unei cantități semnificative de muncă manuală;
• capacitatea portantă limitată a anumitor tipuri de structuri;
• pregătirea scăzută din fabrică a structurilor care sosesc pentru instalare.

Structurile pneumatice sunt utilizate pentru adăpostirea temporară sau pentru utilizarea în anumite scopuri auxiliare, de exemplu, ca structuri de sprijin pentru construcția de cochilii și alte structuri spațiale.

Acoperirile pneumatice pot fi de 2 tipuri - suportate de aer și purtătoare de aer. În primul caz, o ușoară suprapresiune a învelișului moale a structurii asigură obținerea formei necesare. Și această formă se va menține atâta timp cât se menține alimentarea cu aer și suprapresiunea necesară.

În cel de-al doilea caz, structura de susținere este umplută cu conducte de aer din material elastic, formând, parcă, cadrul structurii. Acestea sunt uneori numite structuri pneumatice de înaltă presiune, deoarece presiunea aerului din țevi este mult mai mare decât sub filmul de susținere a aerului.

Construcția structurilor de susținere a aerului începe cu pregătirea șantierului pe care este așezat beton sau asfalt. O fundație cu dispozitive de ancorare și etanșare este dispusă de-a lungul conturului structurii. Sub acțiunea presiunii aerului, carcasa se îndreaptă și capătă forma de design.

Structurile transportoare de aer sau pneumo-cadru sunt construite în același mod ca și structurile susținute de aer, cu singura diferență că aerul este furnizat de la compresor prin țevi de cauciuc și prin supape speciale este pompat în canalele închise ale așa-numitei structuri. cadru. Mulțumită presiune ridicataîn camere, cadrul ia poziția de proiectare (cel mai adesea sub formă de arcade) și ridică țesătura de închidere în spatele său.

Acoperișurile cu deschidere mare ale clădirilor industriale moderne, precum și clădirile publice mari, cum ar fi săli de sport, palate de sport, clădiri de super- și hipermarketuri moderne, pot fi proiectate ca structuri plane sau spațiale cu deschidere mare. Ele diferă prin natura muncii lor statice. În structurile plane, toate elementele funcționează autonom sub sarcină, de regulă, într-o singură direcție și nu participă la activitatea structurilor conectate la ele. În structurile spațiale, toate sau majoritatea elementelor lucrează împreună în două direcții. Datorită acestei lucrări de îmbinare, rigiditatea și capacitatea portantă a structurii cresc, iar consumul de materiale pentru construcția acesteia este redus.

Structurile plane cu deschidere mare sunt grinzi și ferme de acoperiș. Grinzile pot fi dreptunghiulare și frontoane. Coarda inferioară a grinzii este în tensiune, iar coarda superioară este în compresie. Prin urmare, armătura principală de lucru ar trebui să fie amplasată în coarda inferioară, iar secțiunea coardei superioare ar trebui să aibă o zonă mare de beton care funcționează bine la compresie. Pe suporturi, grinzile trebuie îngroșate pentru a absorbi forța de forfecare maximă din reacțiile de sprijin. Acest lucru va fi discutat în cursurile relevante de mecanică structurală și structuri. Lucrările grinzilor nu depășesc 18 m.

Lucrările de 15, 18, 24 m și mai mult sunt acoperite cu structuri plane cu bare - ferme de acoperiș. În fig. 13.48 prezintă tipurile de ferme, diferite ca formă și, într-o oarecare măsură, în lucru static. Fermele pot fi din beton armat, oțel și lemn. Un exemplu de ferme din lemn sunt fermele proiectate și construite de inginerul A.A.

Orez. 13.48.

A - principalele tipuri de ferme; b - un nod de rezemare pe o coloană de ferme cu curele paralele cu o legătură „zero” (de-a lungul marginii exterioare a coloanei); v - la fel, poligonal la snapping 250 si 500 mm; d - la fel, triunghiular cu legare „zero”; 1 – suport deasupra capului; 2 - Coloana; 3 - bară transversală pe jumătate din lemn

Alături de cele mai vechi sisteme de stâlpi și grinzi de tijă cladiri cu cadru de la mijlocul secolului XX. introdus sisteme de bare transversale spațiale.

Sistemele de bare transversale sunt formate din elemente liniare (ferme sau grinzi) care se intersectează reciproc la un unghi de 90 sau 60 °, care formează o plasă dreptunghiulară, triunghiulară sau diagonală (Figura 13.49). Lucrarea spațială comună a elementelor liniare care se intersectează crește semnificativ rigiditatea structurii. În comparație cu acoperirile convenționale din elemente plane separate, înălțimea structurală a capacului poate fi redusă cu mai mult de jumătate. Utilizarea sistemelor de bare transversale este cea mai potrivită pentru suprapunerea încăperilor pătrate, rotunde și poligonale din punct de vedere al proporțiilor de la 1: 1 la 1: 1,25. Pentru descărcarea traveelor ​​principale, este recomandabil să instalați consolă în consolă ale pavajului transversal de 0,20–0,25 ori dimensiunea travei principale.

Orez. 13.49.

a - f - diagrame ale sistemelor încrucișate; h - k - poziția suporturilor sub sistemul transversal; l - acoperire cu bară transversală; m - optiuni de suport si tipuri de suporturi; L - anvergura structurii; L K – plecarea consolei; 1 – suporturi; 2 – element de susținere de margine (grindă sau ferme); 3 – nucleu; 4 – conector; 5 - suportul sistemului cross-rod

Distingeți între sistemele cu nervuri transversale și cele cu bare transversale. Cruce cu nervuri din rezervoare metalice sau din beton armat sau elemente din scânduri. Bară transversală structurile sunt realizate în principal din metal sub formă de sisteme de două sau patru discuri de zăbrele plate, fixate în două direcții prin tije înclinate, care formează un șir de piramide identice cu vârfurile dedesubt, fixate de tijele discului de zăbrele inferior.

Arc este o structură plan-spațială sub forma unui fascicul de contururi curbilinii (circulare, parabolice etc.) (Fig. 13.50, A). Eul este, parcă, un tip intermediar de construcție între planar și spațial. În arcade apar în principal forțe de compresiune și numai în anumite condiții forțe de încovoiere. Prin urmare, arcurile pot acoperi deschideri mult mai mari decât grinzile. Cu toate acestea, spre deosebire de grinzi, arcurile transmit suporturilor nu numai forțe verticale, ci și orizontale - raster. Prin urmare, suporturile trebuie să fie puternice, întărite contraforturi. Distanțiatorul poate fi amortizat și prin strângerea călcâielor arcului și lucrând în tensiune.

bolta cilindrica(fig.13.50, 6) - o structură spațială, compusă din mai multe arcade, curbură într-o singură direcție. Generatoarea dintr-o boltă cilindrică este o linie dreaptă, care formează o suprafață curbată de-a lungul unui ghidaj (de-a lungul unui arc de arc). O astfel de suprafață este convenabilă în domeniul construcțiilor, deoarece un cofraj simplu din plăci drepte așezate de-a lungul „cercurilor” curbate poate fi utilizat pentru fabricarea sa.

Intersecția a două arcade cilindrice cu același braț de ridicare ( f ) forme boltă în cruce, alcătuită din patru părți egale ale unei bolți cilindrice - decoperitoare și având patru suporturi (Fig.13.50, v).

Orez. 13.50.

A - arc; b - bolta cilindrica; v - boltă în cruce; G - seif închis: d - cupola; e - bolta cu vele; f - o coajă de mică adâncime; s - bolta de butoaie; și - bolta jgheab; La - o suprafata sub forma unui paraboloid hiperbolic; l - o acoperire din patru cochilii sub forma unui paraboloid hiperbolic; 1 - strangere; 2 - decapare; 3 - obraz

Bolta închisă format tot din patru părți identice ale suprafeței unei bolți cilindrice, numite tăvi sau obraji, dar sprijinite de-a lungul întregului perimetru al zonei suprapuse (Fig. 13.50, G).

În arhitectura Persiei antice au fost folosite diferite tipuri de structuri boltite. Au înflorit în epoca Romei antice și a Bizanțului (secolul I î.Hr. - secolul IV d.Hr.). Aceste structuri au fost ridicate din cărămidă, piatră cioplită și beton. Au primit o dezvoltare ulterioară în epoca romanicului și gotic (secolele XI-XV). Arcurile și bolțile gotice ascuțite au fost aduse în Europa în timpul cruciadelor. Ele erau caracteristice arhitecturii Califatului Arab (secolele VII-IX). În practica modernă de construcție, structurile boltite sunt realizate din beton armat, ciment armat, iar structurile arcuite sunt din beton armat, oțel și lemn. În mecanica structurală, astfel de elemente structurale sunt numite scoici.

Dacă jumătate din arc este rotită ca generator în jurul axei verticale, atunci obținem dom(Fig. 13.50, d). Suprafața domului este curbată în două direcții. Se numesc cochilii curbate în două direcții cochilii de dublă curbură gaussiană(Karl Friedrich Gauss este un mare matematician). Derivatul dom este arc de vele(cochilie de pânză), care, spre deosebire de cupolă, se sprijină doar pe patru suporturi și acoperă un spațiu care este în plan pătrat (Fig.13.50, e).

Învelișuri blânde de curbură gaussiană dublă pozitivă (Fig.13.50, g) găsi aplicare largăîn construcţia de clădiri publice şi industriale moderne. Aceste carcase includ și carcase de transfer: bolti de butoi si tavi. Suprafețele lor sunt formate prin deplasarea (transferarea) unei curbe de-a lungul unei alte curbe situate într-un plan perpendicular pe planul primei curbe (Fig. 13.50, h, și).

Un grup special de structuri curbe este reprezentat de învelișuri cu curbură gaussiană dublă negativă în formă paraboloid hiperbolic, sau gipara(fig.13.50, La). Suprafața sa este formată prin mișcarea parabolei cu ramurile în sus de-a lungul parabolei, cu ramurile în jos, adică. parabolele au semne diferite. Bolta jgheabului poate fi, de asemenea, sub forma unui paraboloid hiperbolic. Un paraboloid hiperbolic aparține numărului de suprafețe rigle și poate fi format prin aplicarea rectilinii. elemente structurale... Din partea paraboloidului evidențiată în Fig. 13.50, La , poți prin diferite combinații a primi vederi originale scoici (Fig.13.50, l ).

Curbură completă (sau gaussiană). suprafaţă LA se numeste valoarea inversa produsului dintre razele curbelor ghidajului si suprafata generatoare, i.e. .

În cazul în care ambele raze au aceleași semne, i.e. centrele lor sunt situate pe o parte a suprafeței, valoarea LA va fi pozitiv (Fig.13.51, A). În al doilea caz (fig.13.51, b) sens LA - negativ, deoarece razele au semne diferite. Suprafața se numește suprafață cu curbură Gaussiană negativă.

Orez. 13.51. Suprafață pozitivă(A) și negativ(b) curbură

Învelișurile cu dublă curbură sunt structuri distanțiere. În majoritatea tipurilor de bolți cu obuze, împingerea este îndreptată spre exterior. În ginare și bolți cu jgheab, este îndreptat spre interior. Aceasta înseamnă că pentru a percepe împingerea în cochilii cu curbură pozitivă și cilindrice, este necesar să se aranjeze puf, ca în arcade. În schimb, diafragmele pot fi folosite la capete și în interiorul unor cochilii lungi cilindrice, sau aceste cochilii pot fi susținute pe suporturi puternice, uneori întărite de contraforturi.

Posibilitățile tehnice de utilizare a pietrei în structuri cu cupolă au fost epuizate în mileniul I d.Hr. la suprapunerea clădirii Panteonului din Roma cu un dom cu diametrul de 43,2 m. Domul se sprijină pe un perete inelar, grosimea căruia este de 8 m pentru a stinge golul (Fig. 13.52). O altă structură în formă de cupolă neîntrecută din antichitate este cupola Bisericii Sf. Sofia din Constantinopol cu ​​un diametru de 31,5 m. Această cupolă se sprijină pe doar patru suporturi printr-un sistem de patru pânze sferice (Fig. 13.53). Spre deosebire de zidul masiv din Panteon, din Biserica Sf. Sofia, împingerea cupolei este transmisă prin arcade și semicupole către trave adiacente (naos), a căror rigiditate spațială îi permite să reziste la orizontală. componentă a împingerii.

Orez. 13.52.

A - forma generala: b - incizie

Orez. 13.53.

A - forma generala; b - plan; v - axonometria structurilor de susținere; 1 - bonturi arcuite, sesizand expansiunea invelisului in directie transversala; 2 - sail; 3 - cupola; 4 – semicupole, percepând o împingere în direcția longitudinală

În secolul XX. parametrii geometrici ai cupolelor și cochiliilor s-au schimbat. Durabilitate construcție din piatră cupola cerea ca boom-ul ridicării sale să fie de aproximativ jumătate din diametrul său. Betonul armat a făcut posibilă reducerea brațului de ridicare la 1 / 5–1 / 6 din diametru și, în același timp, obținerea unei astfel de subțiri a domurilor, care depășește subțirea structurilor biologice. Astfel, raportul dintre grosime și diametru pentru învelișul învelișului marelui Palat Olimpic al Sporturilor din Roma, construit în 1959 de remarcabilul inginer-arhitect Pietro Luigi Nervi, este egal cu 1/1525. Într-un ou de găină, este 1/100.

Utilizarea betonului armat și a metalului pentru bolțile cu cochilie cu curbură gaussiană pozitivă și negativă le permite să fie foarte ușoare și să creeze noi forme arhitecturale. În fig. 13.54 arată clădirea parcului acvatic din Voronezh, acoperită cu o coajă sub formă de paraboloid hiperbolic. Învelișul din beton armat pe plan dreptunghiular stă pe două „picioare” - suporturile principale, situate în două colțuri opuse. Suporturile percep forțe normale din laterale și transmit reacția verticală la sol, iar componenta orizontală prin contravântuire la strângerea situată în subsolul structurii. Percepția încărcărilor asimetrice este asigurată de structurile metalice ale vitraliilor. Peretii vitrati dau cladirii o impresie de lejeritate si originalitate.

Orez. 13.54.

Cochilii combinate din ultima treime a secolului XX. sunt utilizate pe scară largă pentru acoperirea clădirilor cu deschidere mare. Ele sunt combinate din fragmente de coajă cu semne de curbură identice sau diferite. Astfel de combinații permit realizarea unor parametri tehnici avantajoși (de exemplu, o reducere a brațului de ridicare) și obținerea expresivității individuale a structurilor arhitecturale cu în diverse forme plan. Împreună cu acoperirile halelor, astfel de carcase sunt eficiente pentru utilizarea în structuri de inginerie - turnuri, rezervoare etc.

Structurile pliate (pliurile) reprezintă un grup special de structuri spațiale. Pliurile constau din elemente plate sau curbilinii cu pereți subțiri de formă triunghiulară, trapezoidală sau altă formă secțională (Fig. 13.55). Acestea permit acoperirea unor deschideri mari (până la 100 m), folosesc economic materiale și determină adesea expresivitatea arhitecturală și artistică a unei structuri. Pliurile, precum și învelișurile cilindrice și învelișurile cu dublă curbură, sunt structuri distanțiere. Prin urmare, de-a lungul capetelor în toate valuri ale pliului, sau într-unul sau mai multe valuri, este necesar să se dispună diafragme de rigiditate sau legături orizontale de tijă care funcționează în tensiune.

Orez. 13.55.

a, b - dinți de ferăstrău prismatic și trapezoidal; v - dinți de ferăstrău din planuri triunghiulare; G - un cort cu blat plat; d - cu majuscule; e - cort pliabil cu marginile coborâte; f - cort multifațetat; h - k - bolți pliate cu mai multe fațete; l - cupolă pliată cu mai multe fațete; m - acoperire prismatica prefabricata pliata; n - pliu prefabricat din elemente plate

Structurile suspendate sunt cunoscute încă de la mijlocul secolului al XIX-lea. Dar au început să fie utilizate pe scară largă 100 de ani mai târziu. Principalele elemente portante din ele sunt cablurile flexibile, lanțurile, cablurile (cablurile), care percep doar forțe de tracțiune. Sistemele de suspendare (Fig. 13.56) pot fi plane și spațiale. V structuri plate reacţiile de sprijin ale cablurilor de lucru paralele sunt transmise stâlpilor de sprijin capabili să accepte reacţii de sprijin verticale şi împingerea, care în acest caz acţionează în sens opus împingerii în carcasele convexe. Prin urmare, pentru a o percepe, în unele cazuri, se folosesc băieți (vezi Fig. 13.56, A), înfipt în siguranță în pământ cu ancore - elemente speciale care pot rezista forțelor de tragere. Uneori, o împingere negativă este percepută prin însăși forma structurilor de susținere, ca, de exemplu, într-o sală de sport din Bremen (Germania) (Fig. 13.57). Aici, structurile de susținere sunt realizate sub formă de standuri care echilibrează această împingere.

Orez. 13.56. :

A - apartament: b - dubla curbura spatiala: v - orizontală spațială

Orez. 13.57.

Structura de inchidere a invelisului este suspendata de structura principala cu ajutorul unor cabluri intinse. Structura de închidere poate fi realizată și din beton armat monolit sau plăci prefabricate din beton armat, care joacă și rolul de elemente de încărcare care împiedică îndoirea inversă a unor astfel de acoperiri în timpul „aspirației” vântului, adică. sarcina de vant ascendenta. Pentru a asigura imuabilitatea geometrică a unor astfel de structuri, se folosesc diverse metode de stabilizare a acestora. În cele de mai sus sisteme plate adesea precomprimarea este utilizată prin plasarea unor greutăți suplimentare deasupra plăcilor. După îndepărtarea greutății, cablurile, încercând să se reducă la lungimea inițială, stoarce pavajul monolit din beton armat, transformându-l într-o carcasă rigidă concavă suspendată. Drenajul de pe acoperiș în astfel de structuri se realizează prin reglarea tensiunii cablurilor de acoperire (mai puternice - în centrul clădirii, mai slabe - la capete).

Structură spațială suspendată(fig. 13.58) constă dintr-un contur de sprijin și un sistem de cabluri care formează o suprafață de-a lungul căreia poate fi pozată structura de închidere. Conturul de sprijin (beton armat sau otel) percepe impingerea din sistemul de cabluri. Sarcinile verticale sunt transferate la barele care susțin bucla de susținere sau la alte structuri. Pentru a stabiliza structurile spațiale suspendate, se folosesc adesea două sisteme de cabluri - de lucru și de stabilizare (structură cu două centuri). Cablurile ambelor sisteme sunt dispuse în perechi în planuri perpendiculare pe suprafața învelișului și sunt conectate între ele prin niște bare rigide care creează o tensiune preliminară a cablurilor. La funcționarea statică a unui astfel de sistem, structura de închidere a acoperirii nu participă și poate fi aranjată de-a lungul cablurilor de susținere (lafundare) sau stabilizatoare (convexe) (Figura 13.59).

Orez. 13.58.

A - acoperirea arenei din SUA; b - acoperirea scenei de cânt din Tallinn; v - plasă de pretensionare strânsă cu frânghii; G - acoperire cu mai multe catarge din plasă a pavilionului expozițional al Germaniei la Expoziția Mondială din 1967 de la Montreal; d - planul lui cu contururi; 1 - cabluri de rulment; 2 - cabluri de stabilizare precomprimate; 3 – două arcuri înclinate care se intersectează - contur de sprijin; 4 – fire de sârmă utilizate ca cadru de gard; 5 - arc înclinat frontal; 6 - arc de sprijin spate sprijinit pe perete; 7 - suporturi; 8 - tribune; 9 - fundații; 10 - fundatie pentru perete; 11 – frânghii de ridicare; 12 - linii de tip; 13 - ancore; 14 - catarge pentru suportul superior al frânghiilor de rebound; 15 – acoperire orizontală

Orez. 13.59.

A - curea dublă pe un plan rotund deasupra publicului (SUA); b - la fel, deasupra Palatului Sportiv Yubileiny din Sankt Petersburg; 1 - cabluri de rulment; 2 - cabluri de stabilizare; 3 - distanțiere; 4 - tambur central cu lanterna; 5 - contur de referință; 6 - rafturi; 7 – tribune; 8 – fire de tip fire; 9, 10 - legaturi inelare de rigiditate; 11 - platforma suspendata pentru echipamente

Carcase membranare cele mai eficiente dintre structurile suspendate, deoarece combină funcțiile de rulment și de închidere. Sunt compuse din subțiri table metalice fixat pe contur. Folosind oțel ca material cu o grosime de numai 2–5 mm, pot acoperi deschideri de peste 300 m. Membrana lucrează în principal în tensiune în două direcții. Astfel, riscul pierderii stabilității este eliminat. Eforturi cu structura span sunt percepute printr-o buclă de susținere închisă care funcționează împreună cu o membrană, care în majoritatea cazurilor asigură stabilitatea acesteia. Lucrarea maximă (224 χ 183 m) este acoperită cu o membrană metalică peste Palatul Sporturilor Olimpice din Moscova. În fig. 13.60 prezintă o vedere generală și procesul de instalare a carcasei membranare peste centrul de patinaj din Kolomna.

Orez. 13.60.

A - dispunerea arhitecturală a complexului; b - alimentarea panourilor laminate cu membrană, rularea lor peste elementele de pat temporare

Acoperiri de copertine folosite ca structuri temporare pentru deschideri mari - circuri de corturi, depozite, pavilioane de sport si expozitii. În funcție de tipul de material moale, astfel de structuri pot fi utilizate și pentru structuri critice. Un exemplu sunt instalațiile olimpice de la München (Germania), care au fost construite pentru Jocurile Olimpice din 1972, dar funcționează excelent de 40 de ani. Materialul de acoperire este o sticlă organică flexibilă translucidă specială - plexiglas-215. Este material precomprimat, conform aspectul exterior nu diferă de sticla organică obișnuită.

Structuri pneumaticeîncepând din a doua jumătate a secolului XX. utilizat pe scară largă pentru structuri temporare care necesită asamblare și demontare rapidă (depozite temporare, pavilioane expoziționale). În ultimii ani, astfel de structuri au fost folosite pentru construcția în masă a sălilor de sport. Astfel de structuri sunt, de asemenea, folosite pentru cofraj în timpul construcției de învelișuri monolitice din beton armat. Construcțiile sunt realizate din material cauciucat etanș, folii sintetice sau alte materiale moi etanșe. Structura ocupă poziția de proiectare datorită presiunii excesive a aerului care o umple. Distinge suportat de aer și pneumo-încadrat desene (Fig.13.61).

Orez. 13.61.

a, b - suportat de aer; v - lentila pneumatica; G - un fragment dintr-o construcție matlasată; d, e - cadru acoperisuri boltite pneumatice; f - dom arcuit pneumatic; 1 - o carcasă etanșă; 2 - fereastra hublo din plexiglas; 3 - ancore tirbuson pentru ancorarea la sol; 4 - Gateway; 5 - „matlasare” grea; 6 – centură de sprijin din oțel pentru lentile; 7 - intindere pentru a da stabilitate longitudinala si a sustine copertina invelisului

Poziția de proiectare a structurii suportate de aer este asigurată de un exces de presiune foarte nesemnificativ (0,002–0,01 atm), care nu este resimțit de oamenii din cameră. Pentru a menține excesul de presiune, intrările în incintă se realizează prin încuietori speciale cu uși închise ermetic. Sistemul de echipamente de inginerie include ventilatoare care, dacă este necesar, pompează aer în cameră. Întinderile tipice sunt de 18-24 m. Dar există proiecte în Canada care să acopere orașe întregi din Arctica cu obuze susținute de aer, cu o lungime de până la 5 km sau mai mult. Cadrele pneumatice (sisteme de transport de aer) sunt realizate din cilindri lungi și îngusti, în care se creează un exces de presiune (0,3-1,0 atm). Forma constructivă a unui astfel de cadru este arcuită. Arcurile sunt instalate aproape unele de altele, formând o boltă continuă, sau la distanță. Treapta arcurilor este de 3-4 m, deschiderea de 12-18 m.

Aspect arhitectural clădiri cu deschidere mare este determinată în mare măsură de rolul lor în compoziția unui fragment din dezvoltarea urbană înconjurătoare, de caracteristicile funcționale ale clădirilor și de structurile aplicate ale acoperirilor.

Funcțiile publice ale clădirilor de tip sală impun alocarea unor spații libere semnificative în diverse scopuri în fața acestora pentru: deplasarea fluxurilor mari de spectatori înainte sau după spectacol (în fața unor facilități sportive spectaculoase sau demonstrative); amplasarea părții deschise a expoziției (în fața pavilioanelor expoziționale): comerț sezonier (în fața piețelor acoperite), etc. În fața oricăreia dintre aceste clădiri este alocat și un teritoriu pentru parcarea mașinilor individuale. Astfel, indiferent de scopul clădirii, plasarea acesteia în dezvoltare face posibilă perceperea volumului structurii într-o manieră holistică din puncte de vedere îndepărtate. Această împrejurare determină cerințele generale de compoziție pentru arhitectura clădirilor: integritatea și monumentalitatea aspectului lor și, în principal, scara mare a principalelor diviziuni ale volumului.

Această caracteristică a rolului urbanistic al clădirilor publice de tip hală este adesea luată în considerare în compoziția aspectului lor. Spațiile auxiliare și de servicii, care pot fi amplasate în volume separate, aproape de cea principală (ca, de exemplu, în Palatul Sportiv Yubileiny din Sankt Petersburg), în cea mai mare parte nu blochează, ci se încadrează în volumul principal al clădirea. Pentru aceasta, spațiile auxiliare și de serviciu ale clădirilor sportive sunt amplasate la etajele inferioare sau în spațiul de sub tribune, în clădirile piețelor acoperite și pavilioane expoziționale - la subsol și subsol etc.

Exemple tipice de implementare a unui astfel de principiu de planificare a spațiului al amenajării clădirii sunt obiecte atât de diferite în exterior, cum ar fi Sala Olimpică universală „Prietenia” din Luzhniki din Moscova și clădirea centrului sportiv din prefectura Takamatsu din Niigata (Japonia).

Sala „Prietenia” dispune de un showroom principal cu o capacitate de 1,5-4 mii de spectatori (în timpul transformării) cu o arenă de 42X42 m, destinată pentru 12 sporturi cu vizibilitate optimă a tuturor competițiilor (distanță maximă 68 m). Sala este acoperită cu o cochilie sferică de mică adâncime, sprijinită pe 28 de suporturi înclinate din cochilii prefabricate monolitice pliate de dublă curbură. Dispunerea înclinată a suporturilor a făcut posibilă creșterea dimensiunilor etajului și, din această cauză, să găzduiască în acesta patru săli de antrenament și patru terenuri de sport, înscrise într-un singur volum simetric central cu o tectonicitate pronunțată a formei arhitecturale ( ).

Ambele exemple arată influența formei structurale a pavajului asupra formei arhitecturale. Și aceasta nu este o coincidență, deoarece construcția acoperirii reprezintă de la 60 la 100% din gardurile exterioare ale clădirilor.

Dintre parametrii funcționali, alegerea formei de acoperire este cea mai influențată de planul adoptat, capacitatea, natura amplasării locurilor pentru spectatori (în clădirile de sport și divertisment) și dimensiunea intervalelor de acoperire ( ). În practica mondială, un număr limitat de forme de plan sunt folosite pentru expoziții, săli de sport multifuncționale și săli de sport: dreptunghi, trapez, oval, cerc, poligon.

Cu toate acestea, forma planului de etaj și dimensiunea traveilor sale nu predetermina fără ambiguitate forma acoperirii. Alegerea sa este foarte influențată nu numai de plan, ci și de forma clădirii datorită caracteristicilor funcționale. După cum știți, în sălile de sport demonstrative, capacitatea și amenajarea tribunelor determină compoziția asimetrică sau central simetrică a clădirii, cu care trebuie coordonată alegerea formei de acoperire. Acoperișurile suspendate sunt în bună armonie cu forma asimetrică a clădirii și cu cea axisimetrică - atât boltită, cât și suspendată. Pentru clădirile centrate în plan sunt aplicabile structurile de acoperiș centrate ( , ).

Alegerea finală a formei acoperirii, pe lângă cea funcțională, este determinată de cerințele structurale, tehnologice, tehnice, economice și arhitecturale și artistice. Potrivit acestuia din urmă, designul unui unic clădire cu deschidere mare ar trebui să contribuie la crearea unei forme arhitecturale tectonice expresive, individuale, la scară largă. Introducerea agățatului spațial și a structurilor rigide de înveliș a oferit posibilități arhitecturale fără precedent și versatile. Prin combinarea diferitelor tipuri, numere, dimensiuni de cochilii elementare, un arhitect, folosind un constructor, poate realiza diviziunea pe scară largă necesară a formei și individualizarea aspectului său și poate plasa deschiderile lucarnului în acoperire într-un mod original.

Deci, de exemplu, numai pentru acoperirea unei încăperi cu plan triunghiular poate fi folosită o înveliș superficial pe un contur convex, o acoperire combinată din patru cochilii triunghiulare cu curbură pozitivă, trei curbură negativă și una pozitivă etc. cele mai originale constructii si expresive formă arhitecturală este acoperirea unei clădiri expoziționale în plan triunghiular din Paris cu o carcasă combinată sub formă de boltă închisă de trei tăvi cu o deschidere de 206 m. Tăvile constau din două cochilii ondulate, fixate la fiecare trei valuri prin diafragme de rigidizare. Utilizarea unei forme ondulate a făcut posibilă rezolvarea nu numai a unei probleme pur constructive (pentru a obține stabilitatea unei cochilii subțiri), dar a asigurat și amploarea compoziției acestei clădiri unice, precum și sistemul unei bolți închise, tradițional. pentru arhitectura din piatra, a primit o interpretare tectonica individuala si puternic moderna. Interpretarea compozițională a bolții în cruce din beton armat a acoperișului peste planul pătrat al clădirii patinoarului olimpic interior din Grenoble s-a dovedit a fi la fel de individuală și modernă.

Desigur, însă, caracterul cel mai modern al arhitecturii acoperișurilor cu deschidere mare cu învelișuri rigide din beton armat este dat de combinații de forme geometrice inerente numai acestora sub formă de cupole și bolți ondulate, fragmente elementare sau combinate de învelișuri cu suprafețe de curbură negativă sau o combinație de învelișuri de formă geometrică arbitrară.

Capacitățile arhitecturale și compoziționale ale sistemelor de acoperiș suspendate sunt direct legate de forma constructivă a acestora, de posibilitățile de individualizare și de identificare tectonică a acesteia în forma volumetrică a clădirii. În acest sens, învelișurile suspendate de tip cort, învelișurile pe contur spațial, precum și diferitele opțiuni pentru sistemele de suspendare combinate au cele mai mari capacități. Diversitatea extraordinară a aspectului exterior al clădirilor, care este asigurată de utilizarea acoperirilor suspendate pe un contur spațial închis, poate fi văzută comparând astfel de facilități olimpice din Moscova precum o pistă de ciclism interioară și o sală de sport din Izmailovo. Din păcate, individualitatea aspectului exterior al clădirii nu contribuie prea mult la utilizarea unui număr de structuri suspendate cele mai eficiente din punct de vedere tehnic, de exemplu, sisteme cu una sau două centuri cu un contur de sprijin orizontal inelar peste clădiri circulare sau eliptice în plan. Structura de susținere cu o mică înclinare nu este vizibilă în forma exterioară a clădirii, dar în interior este de obicei ascunsă de tavane suspendate sau de instalații de iluminat. Clădirile cu acoperiri de acest tip au de obicei o compoziție sub forma unui peripter rotund, al cărui antablament este inelul conturului de susținere și coloanele care îl susțin (Palatul Sportiv Yubileiny și Sala Olimpică din Sankt Petersburg, Palatul Sporturilor Olimpice de pe Prospekt Mira din Moscova etc.).

Alături de structurile portante ale acoperirilor, pereții exteriori, de regulă, neportanți joacă un rol semnificativ în compoziția sălilor publice. O expresie figurativă a funcției lor neportante poate fi implementarea lor cu o ușoară abatere de la verticală, dând clădirii o siluetă caracteristică (conică sau extinzându-se în jos).

O parte semnificativă a suprafeței pereților exteriori ai clădirilor halei este ocupată de structuri translucide cu vitralii. Proprietățile lor compoziționale și segmentarea sunt îmbogățite atunci când două sau trei materiale translucide sunt combinate în construcție, de exemplu, profil și sticlă.