Sivil ve endüstriyel binalar için uzun açıklıklı çatı yapıları
Petersburg
bina kaplama kiriş kubbe
Tanıtım
Geçmiş referansı
sınıflandırma
Düzlem uzun açıklıklı kaplama yapıları
Mekansal geniş açıklıklı kaldırım yapıları
1 Pileler
3 Kabuk
Asılı (kablolu) yapılar
1 Asılı kapak
4 Kombine sistemler
Dönüştürülebilir ve pnömatik kaplamalar
1 Dönüştürülebilir kaplamalar
Kullanılmış Kitaplar
Tanıtım
Salonlu binaların tasarımı ve yapımında, karmaşık mimari ve mühendislik problemlerinden oluşan bir kompleks ortaya çıkar. Salonda konforlu koşullar yaratmak, teknolojinin, akustiğin gereksinimlerini sağlamak, diğer odalardan izole etmek ve Çevre salon kaplamasının tasarımı belirleyici öneme sahiptir. Matematiksel şekillendirme yasaları bilgisi, keyfi bir plan ilkesini kullanarak karmaşık geometrik yapılar (paraboller, hiperboller vb.) Yapmayı mümkün kıldı.
Modern mimaride, planın şekillendirilmesi iki eğilimin gelişmesinin sonucudur: yapıcı bir mimariye götüren özgür bir plan. çerçeve sistemi ve sadece planlama yapısını değil, binanın tüm hacmini düzenlemenize izin veren yapısal bir sistem gerektiren keyfi bir plan.
Salon, çoğu kamu binasının ana kompozisyon çekirdeğidir. En yaygın plan konfigürasyonları dikdörtgen, daire, kare, elipsoidal ve at nalı şeklindeki planlardır, daha az sıklıkla yamuk planlardır. Salonu kaplamak için yapılar seçerken, salonu açık cam yüzeyler aracılığıyla dış dünya ile bağlamak veya tam tersine tamamen izole etmek çok önemlidir.
Desteklerden arındırılmış, geniş açıklıklı bir yapı ile kaplanmış alan, binaya duygusal ve plastik bir ifade kazandırıyor.
1. Tarihsel arka plan
Uzun açıklıklı kaldırım yapıları eski zamanlarda ortaya çıktı. Bunlar taş kubbeler ve tonozlar, ahşap kirişlerdi. Örneğin, Roma'daki Pantheon'un (1125) taş kubbesi yaklaşık 44 m, İstanbul'daki Ayasofya camisinin kubbesi (537) - 32 m, Floransa Katedrali'nin kubbesi (1436) - 42 m çapındaydı. , Kremlin'deki kubbe Üst Konsey (1787) - 22.5 m.
O zamanın inşaat ekipmanları, taştan hafif yapılar inşa etmeye izin vermedi. Bu nedenle, geniş açıklıklı taş yapılar çok büyüktü ve yapıların kendileri on yıllar boyunca inşa edildi.
Ahşap yapılar, taş yapılara göre daha ucuz ve daha kolay inşa edilebiliyordu ve geniş açıklıkları da kaplamayı mümkün kıldı. Bir örnek, Moskova'daki eski Manege (1812) binasını kaplayan ve 30 m açıklığa sahip ahşap yapılardır.
18. - 19. yüzyıllarda demir metalurjisinin gelişimi inşaatçılara taş, ahşap - dökme demir ve çelikten daha güçlü malzemeler verdi.
XIX yüzyılın ikinci yarısında. geniş açıklıklı metal yapılar geniş uygulama.
18. yüzyılın sonunda. geniş açıklıklı binalar için yeni bir malzeme ortaya çıktı - betonarme. XX yüzyılda betonarme yapıların iyileştirilmesi. ince duvarlı mekansal yapıların ortaya çıkmasına neden oldu: kabuklar, kıvrımlar, kubbeler. Yerli bilim adamlarının da yer aldığı ince duvarlı kaplamaların hesaplanması ve tasarımı teorisi ortaya çıktı.
XX yüzyılın ikinci yarısında. Asma kapaklar yaygın olarak kullanıldığı gibi pnömatik ve çubuk sistemler de kullanılmaktadır.
Geniş açıklıklı yapıların kullanılması, malzemenin taşıma özelliklerini en üst düzeye çıkarmayı ve böylece hafif ve ekonomik kaplamalar elde etmeyi mümkün kılar. Yapıların ve yapıların kütlesini azaltmak, inşaattaki ana eğilimlerden biridir. Daha az ağırlık, daha az malzeme, çıkarılacak, işlenecek, taşınacak ve kurulacak daha az malzeme anlamına gelir. Bu nedenle, inşaatçıların ve mimarların, özellikle kaplamalarda büyük bir etki sağlayan yeni yapı biçimleriyle ilgilenmeleri oldukça doğaldır.
2. Sınıflandırma
Uzun açıklıklı kaplama yapıları, statik performanslarına göre iki ana uzun açıklıklı kaplama sistemleri grubuna ayrılabilir:
· düz (kirişler, kirişler, çerçeveler, kemerler);
· mekansal (kabuklar, kıvrımlar, asma sistemleri, çapraz çubuk sistemleri vb.).
Geniş açıklıklı çatıların kiriş, çerçeve ve kemerli, düzlemsel sistemleri, genellikle tüm yük taşıyan elemanların ortak çalışması dikkate alınmadan tasarlanır, çünkü bireysel düz diskler, önemli ölçüde dağıtamayan nispeten zayıf bağlarla birbirine bağlanır. yükler. Bu durum doğal olarak yapıların kütlesinde bir artışa yol açar.
Yükleri yeniden dağıtmak ve mekansal yapıların kütlesini azaltmak için bağlantılara ihtiyaç vardır.
Geniş açıklıklı yapıların üretimi için kullanılan malzemeye göre, bunlar ayrılır:
Ahşap
Metal
Betonarme
Ø Ahşabın iyi taşıma özellikleri vardır (çamın sıkıştırma ve bükülmeye karşı tasarım direnci 130-150 kg / m'dir. 2) ve düşük kütle yoğunluğu (havada kuruyan çam için 500 kg / m3 ).
Ahşap yapıların kısa ömürlü olduğuna dair bir görüş var. Gerçekten de, kötü bakımla, ahşap yapılar, çeşitli mantar ve böceklerin ahşaba zarar vermesi nedeniyle çok hızlı bir şekilde bozulabilir. Ahşap yapıları korumanın ana kuralı, havalandırma veya havalandırma için koşullar yaratmaktır. Ahşabın inşaatta kullanılmadan önce kurutulduğundan emin olmak da önemlidir. Şu anda, ağaç işleme endüstrisi, yüksek frekanslı akımlar vb. dahil olmak üzere modern yöntemlerle etkili kurutma sağlayabilir.
Ahşabın biyolojik direncini arttırmak, çeşitli etkili antiseptiklerle emprenye etmek için uzun süredir geliştirilmiş ve ustalaşmış yöntemlerin yardımıyla kolayca elde edilir.
Daha da sık olarak, yangın güvenliği nedeniyle ahşabın kullanımına itirazlar vardır.
Bununla birlikte, temel yangın güvenliği kurallarına uyulması ve yapıların denetlenmesi ve ayrıca ahşabın yangına dayanıklılığını artıran yangın geciktiricilerin kullanılması, ahşabın yangınla mücadele özelliklerini önemli ölçüde artırabilir.
Ahşap yapıların dayanıklılığına bir örnek olarak, Moskova'da 180 yıldan daha eski olan Manege'yi, Leningrad'daki Admiralty'deki 1738'de inşa edilmiş yaklaşık 72 m yüksekliğindeki kulesini, bir gözetleme kulesini gösterebiliriz. Yaklaşık 300 yıl önce inşa edilen Yakutsk, Vladimir, Suzdal, Kizhi ve Kuzey Rusya'nın diğer şehirleri ve köylerinde birkaç yüzyıl öncesine dayanan birçok ahşap kilise.
Ø Başta çelik olmak üzere metal yapılar yaygın olarak kullanılmaktadır.
Avantajları: yüksek mukavemet, nispeten düşük ağırlık. Çelik yapıların dezavantajları, korozyona yatkınlık ve düşük yangın direncidir (yüksek sıcaklıklarda taşıma kapasitesi kaybı). Çelik yapıların korozyonuyla mücadele etmenin birçok yolu vardır: boyama, polimer filmlerle kaplama vb. Yangın güvenliği amacıyla kritik çelik yapılar betonla kaplanabilir veya ısıya dayanıklı beton karışımları (vermikülit vb.) ile çelik yapıların yüzeyine püskürtülebilir.
Ø Betonarme yapılar çürümeye, paslanmaya maruz kalmaz, yangına dayanımı yüksektir ancak ağırdır.
Bu nedenle, geniş açıklıklı yapılar için bir malzeme seçerken, belirli inşaat koşullarında eldeki göreve en uygun malzemeyi tercih etmek gerekir.
3. Düzlem uzun açıklıklı kaplama yapıları
Toplu inşaatın kamu binalarında, salonları kaplamak için esas olarak geleneksel düz yapılar kullanılır: döşeme, kirişler, kafes kirişler, çerçeveler, kemerler. Bu yapıların işleyişi, malzemenin iç fiziksel ve mekanik özelliklerinin kullanılmasına ve yapının gövdesindeki kuvvetlerin doğrudan desteklere aktarılmasına dayanmaktadır. İnşaatta, düz tip kaplamalar iyi çalışılmış ve üretimde ustalaşmıştır. Çoğu 36 m'ye kadar açıklığa sahip prefabrik standart yapılar olarak tasarlanmıştır. Bunları iyileştirmek, ağırlığı ve malzeme tüketimini azaltmak için sürekli çalışmalar devam etmektedir.
Düşük estetik nitelikleri nedeniyle, kamu binalarının iç mekanlarında salon kaplamasının düz yapısı neredeyse her zaman pahalı bir asma tavanla kaplanır. Bu, nadiren kullanılan kaplama yapısı alanında binada gereksiz boşluklar ve hacimler yaratır. teknolojik ekipman... Bir binanın dışında, bu tür yapılar, ifadesizliklerinden dolayı genellikle yüksek duvar korkuluklarının arkasına gizlenir.
Kirişler çelik profillerden, betonarme (prefabrik ve monolitik), ahşaptan (tutkal veya çivi) yapılmıştır.
T şeklindeki veya kutu şeklindeki bölümlerin çelik kirişleri (Şekil 1, a, b) büyük miktarda metal tüketimi gerektirir, genellikle bina asansörü (1 / 40-1 / 50'si) tarafından telafi edilen büyük bir sapmaya sahiptir. aralık).
Bir örnek, 1958'de Cenevre'de inşa edilen kapalı yapay buz pateni pistidir (Şekil 1, c). 80.4 boyutlarında salon kapsamı × 93.6 m, 10.4 m'den sonra monte edilen, değişken kesitli on adet tek parça kaynaklı katı çelik kirişten yapılmıştır.Kirişin bir ucunda bir adam bulunan konsol cihazı nedeniyle, bir ön gerilim oluşturulur, bu da yükün azaltılmasına yardımcı olur. kirişin enine kesiti.
Betonarme kirişlerin büyük bir bükülme momenti ve büyük bir ölü ağırlığı vardır, ancak üretimi kolaydır. Monolitik, prekast-monolitik ve prefabrike yapılabilirler (ayrı bloklardan ve katılardan). Öngerilmeli donatı ile betonarme yapılırlar. Kiriş yüksekliğinin açıklığa oranı 1/8 ila 1/20 arasındadır. İnşaat uygulamasında, 60 m'ye kadar açıklığa sahip kirişler ve 100 m'ye kadar konsollu kirişler vardır.Kirişlerin kesiti T-kiriş, I-kiriş veya kutu şeklindedir ( Şekil 2, a, b, c, d, e, g).
a - çelik I-kiriş (kompozit);
b - çelik kutu kesitli kiriş (kompozit);
c - Cenevre'de yapay kapalı buz pateni pisti (1958). Kapak ölçüleri 80.4 × 93.6 m.
Ana I-kirişler her 10,4 m'de bir yer almaktadır.
Ana kirişler boyunca alüminyum aşıklar döşenir.
Pirinç. 1 (devam)
d - birleşik yatay kafes kirişlerin şemaları
paralel kayışlar ile. TsNIIEP tarafından eğlence için geliştirildi ve
Spor tesisleri;
d - üçgen çelik kafes kirişlerin diyagramları: çokgen ve üçgen
g - Essen'deki Kongre Salonu (FRG). Kaplama boyutları 80,4 × 72.0.
Kapak 4 kafes direğine dayanmaktadır. Ana kafes kirişler 72.01 m açıklığa sahiptir, ikincil olanlar - 12 m'lik bir adımla 80.4 m
Pirinç. 2. Betonarme kirişler ve makaslar
a - paralel kayışlı betonarme dökme kiriş
T bölümü;
b - betonarme beşik I-kiriş;
c - paralel kayışlı yatay betonarme kiriş
I-bölümü;
g - paralel ve kompozit betonarme yatay kiriş
T bölümünün kayışları;
d - betonarme yatay kutu kesitli kiriş
Pirinç. 2 (devam)
e - oluşan kompozit üçgen betonarme kafes kiriş
ön gerilimli bir alt kirişe sahip iki yarı kafes kiriş;
g - British Overseas Aviation Company'nin (BOAS) Londra 1955'teki binası. Betonarme kirişin yüksekliği 5,45 m, kirişin kesiti dikdörtgen;
h - Springfield'deki (ABD) lise spor salonu
Ülkemizde toplu inşaat uygulamasında, Şekil 2'de gösterildiği gibi kirişler yaygın olarak kullanılmaktadır. 2, a, b, c.
Orman bakımından zengin alanlarda ahşap kirişler kullanılmaktadır. Düşük yangın dayanımları ve dayanıklılıkları nedeniyle genellikle sınıf III binalarda kullanılırlar.
Ahşap kirişler, 30-20 m uzunluğa kadar çivi ve yapıştırılmış kirişlere bölünmüştür.Çivi kirişleri (Şek. 3, a), 45 ° açıyla farklı yönlerde eğimli iki kat levhadan çivilere dikilmiş bir duvara sahiptir. Üst ve alt kayışlar, dikey duvarların her iki tarafına dikilmiş uzunlamasına ve enine kirişlerden oluşur. Çivi kirişlerinin yüksekliği kiriş açıklığından 1 / 6-1 / 8'dir. Tahta duvar yerine kontrplak duvar kullanılabilir.
Yapıştırılmış kirişler, çivi kirişlerinden farklı olarak, özel emprenye olmadan bile yüksek mukavemete ve artan yangın direncine sahiptir. Yapıştırılmış ahşap kirişlerin kesiti dikdörtgen, I-kiriş, kutu şeklinde olabilir. Düz veya kenar üzerine yerleştirilmiş, yapıştırılmış kalaslardan veya kalaslardan yapılırlar.
Bu tür kirişlerin yüksekliği, açıklıktan 1 / 10-1 / 12'dir. Üst ve alt kayışların ana hatlarına göre, yapıştırılmış kirişler yatay kayışlarla, bir veya iki eğimli, eğrisel olabilir (Şekil 3, b).
Pirinç. 3 (devam)
Kirişler gibi kirişler metal, betonarme ve ahşaptan yapılabilir. Çelik kafes kirişler, metal kirişlerin aksine kafes yapısı nedeniyle daha az metal gerektirir. Asma tavanla, geçiş sağlayan bir tavan arası oluşturulur. mühendislik iletişimi veya tavan arasında serbest geçiş. Kafesler, kural olarak, çelik profillerden yapılır ve mekansal üçgen kafesler, Çelik borular.
Essen'deki Kongre ve Spor Salonu 80,4 kat büyüklüğündedir. × 72 m (Şek. 1, g). Kapak, dört ayaktan oluşan dört kafes sütun üzerine oturmaktadır. Raflardan biri temele sağlam bir şekilde sabitlenmiştir, iki rafta makaralı rulman vardır, dördüncü raf sallanır ve iki yönde hareket edebilir. İki ana poligonal perçinli makas, destek direklerine dayanır ve açıklığın ortasında 72 m ve 5.94 ve 6.63 m ve destekler üzerinde sırasıyla 2.40 ve 2.54 m yüksekliğe sahiptir. Ana kafes kirişlerin kayışları, 600 mm'den daha geniş bir kutu kesitine sahiptir, destekler kompozit, I-kesitlidir. 80,4 m açıklıklı çift konsol, kaynaklı ikincil kafes kirişler, 12 m'lik bir eğime sahip ana kafes kirişler üzerinde durmaktadır.Bu kafes kirişlerin üst kayışı, T şeklinde bir kesite sahiptir, alt kısım - bir I şeklinde -geniş flanşlı kiriş. Çatının kenarlarından 11 m mesafede serbest dikey deformasyonları sağlamak için, hem kaplamanın kapalı yapısında hem de kafeslerde ve asma tavanda menteşeler düzenlenmiştir. 11 m uzunluğundaki makasların uçları, stantlarda bulunan hafif sallanan direklerle desteklenmektedir. Çapraz rüzgar yatay bağları, ana ve aşırı ikincil kirişler arasında ve ayrıca uzunlamasına duvarlar boyunca kaldırımın kenarından 3,5 m mesafede bulunur. Aşık ve çıtalar I-kirişlerden yapılmıştır. Bina, üzerine fiberglas üzerine dört kat sıcak bitümden su geçirmez bir halı serilmiş 48 mm kalınlığında preslenmiş hasır levhalarla kaplanmıştır.
Kafesler, hem üst hem de alt akorların farklı bir taslağına sahip olabilir. En yaygın kafes kirişler, paralel kayışlara sahip yatay kafes kirişlerin yanı sıra üçgen ve çokgendir (Şekil 1, d, e, g).
Betonarme kafes kirişler yapılır: sağlam - 30 m uzunluğa kadar; kompozit - 30 m'den daha uzun bir öngerilme takviyesi ile Kafes yüksekliğinin açıklığa oranı 1 / 6-1 / 9'dur.
Alt kayış genellikle yataydır, üst kayış yatay, üçgen, parçalı veya çokgen dış hatlara sahip olabilir. En yaygın olanı, Şekil 1'de gösterilen betonarme çokgen (üçgen) kafes kirişlerdir. 2, g. Tasarlanan betonarme makasların maksimum uzunluğu 12 m'lik bir basamakla yaklaşık 100 m'dir.
Betonarme makasların dezavantajı, büyük inşaat yüksekliğidir. Kafeslerin kendi ağırlığını azaltmak için, yüksek mukavemetli beton kullanmak ve etkili malzemelerden hafif çatı levhaları kullanmak gerekir.
Ahşap kafes kirişler - kütük veya Arnavut kaldırımlı asma kirişler şeklinde sunulabilir. Ahşap makaslar, 18 m'den fazla açıklıklar için kullanılır ve önleyici yangın güvenliği önlemlerinin uygulanmasına tabidir. Ahşap kafes kirişlerin üst (sıkıştırılmış) kayışı ve destekleri, açıklıktan 1 / 50-1 / 80'e eşit bir kenarı olan kare veya dikdörtgen kirişlerden, alt (gerilmiş) kayış ve süspansiyonlar hem kirişlerden hem de çelikten yapılmıştır. somunlar ve rondelalarla sıkmak için uçlarında vida dişleri olan teller.
Ahşap kafes kirişlerin sağlamlığı, düzlemlerine dik olarak kirişin kenarlarına ve ortasına yerleştirilen ahşap destekler ve bağlar ve ayrıca kaplamanın sabit diskini oluşturan çatı kaplamaları ile sağlanır. Ev yapımı uygulamada, üst kirişi FR-12 yapıştırıcı üzerinde 170 mm genişliğinde sürekli bir levha paketinden yapılan 15, 18, 21 ve 24 m açıklıklı kafes kirişler kullanılır. Braketler aynı genişlikte çubuklardan, alt kayış haddelenmiş köşelerden ve süspansiyon yuvarlak çelikten yapılmıştır (Şekil 3, c).
Metal-ahşap kafes kirişler - 1973 yılında TsNIIEP eğitim binaları, TsNIIEP muhteşem binalar ve spor tesisleri ve SSCB Devlet İnşaat Komitesi'nin TsNIISK tarafından geliştirilmiştir. Bu kafes kirişler 3 ve 6 m sonra kurulur ve iki versiyonda çatı kaplama için kullanılabilir:
a) sıcak çalışan bir asma tavan ve soğuk çatı panelleri ile;
b) asma tavan ve sıcak çatı panelleri olmadan.
Çerçeveler düz ayırıcı yapılardır. Genişlemeyen kiriş-direk yapısının aksine, çerçeve yapısındaki kiriş ve direk rijit bir bağlantıya sahiptir, bu da yüklerin çerçeve kirişi üzerindeki etkisinden direkte eğilme momentlerinin ortaya çıkmasının nedenidir. .
Çerçeve yapıları, düzensiz temel oturma riski yoksa, temele sağlam destek yerleştirme ile gerçekleştirilir. Çerçeve ve kemerli yapıların düzensiz yağışa karşı özel hassasiyeti, mafsallı çerçevelere (çift menteşeli ve üç menteşeli) ihtiyaç duyulmasına yol açar. Şekildeki kemer diyagramları. 4, a, b, c, d.
Çerçevelerin düzlemlerinde yeterli rijitliğe sahip olmadığı göz önüne alındığında, kaplama yapılırken, kaplama elemanlarını gömerek veya diyafram çerçevelerini düzleme dik veya takviye bağları takarak tüm kaplamanın uzunlamasına rijitliğini sağlamak gerekir.
Çerçeveler metal, betonarme veya ahşaptan yapılabilir.
Metal çerçeveler hem katı hem de kafes bölümlerden yapılabilir. Kafes bölümü, düşük ölü ağırlığı ve hem sıkıştırma hem de çekme kuvvetlerini eşit derecede iyi alma yeteneği nedeniyle daha ekonomik olduğundan, geniş açıklıklı çerçeveler için tipiktir. Kafes çerçevelerin kesitlerinin yüksekliği açıklığın 1 / 20-1 / 25'i içinde alınır ve dolu bölümün çerçeveleri açıklığın 1 / 25- / 30'u kadardır. Hem katı hem de kafes metal çerçevelerin enine kesitinin yüksekliğini azaltmak için, bazen özel desteklerle donatılmış boşaltma konsolları kullanılır (Şekil 4, d).
Çerçeveler: a - menteşesiz; b - çift menteşeli; â - üç menteşeli; g - çift menteşeli;
d - menteşesiz; e - iki mafsallı; g - üç menteşeli; ve - boşaltma konsolları ile çift menteşeli; k - baskıyı algılayan, sıkma ile çift menteşeli; h - çerçeve yüksekliği; ben - kemeri kaldıran bom; l - açıklık; r1 ve r2, kemerin alt ve üst kenarlarının eğrilik yarıçaplarıdır; 0.01 ve 02 eğrilik merkezleri; - menteşeler; s - sıkma; d - konsoldaki dikey yükler.
Metal çerçeveler inşaatta aktif olarak kullanılmaktadır (Şekil 5, 1, a, b, c, d, e; Şekil 6, a, c).
Çelik, betonarme ve ahşap çerçeveler
Betonarme çerçeveler - menteşesiz, çift menteşeli, daha az sıklıkla üç menteşeli olabilir.
30-40 m'ye kadar çerçeve açıklıkları ile, geniş açıklıklı - kafesli, sertleştirici nervürlü, I-kesitli sağlam yapılırlar. Dolu kesitli vasistas yüksekliği çerçeve açıklığının yaklaşık 1 / 20-1 / 25'i kadardır, kafes bölümü açıklığın 1 / 12-1 / 15'i kadardır. Çerçeveler tek açıklıklı ve çok açıklıklı, monolitik ve prefabrik olabilir. Prefabrike bir çözüm ile bağlantı bireysel elemanlar minimum bükülme momentlerinin olduğu yerlerde çerçeve yapılması tavsiye edilir. İncirde. 5, 2 ve, j ve şekil E 6, c, betonarme çerçeveler kullanarak bina inşa etme uygulamasından örneklerdir.
Ahşap kirişler gibi ahşap çerçeveler, 24 m'ye kadar açıklıklar için çivi veya yapıştırılmış elemanlardan yapılmıştır.Montajı kolaylaştırmak için üç menteşeli olmaları avantajlıdır. Çivi çerçevelerinden yapılan çapraz çubuğun yüksekliği çerçeve açıklığının yaklaşık 1/12'si, yapıştırılmış çerçeveler için açıklığın 1/15'i kadar alınır. Ahşap çerçeveler kullanan binaların inşaatına örnekler Şekil 5, l, m, Şekil 5'te gösterilmektedir. 7.
Pirinç. 7 Ahşap yapıştırılmış kaplama çerçeveli depo çerçevesi
Kemerler, çerçeveler gibi, düzlem aralayıcı yapılardır. Düzensiz yağışlara karşı çerçevelere göre daha hassastırlar ve menteşesiz, çift menteşeli ve üç menteşeli olarak yapılırlar (Şekil 4, e, f, g ve, j) Kaplamanın stabilitesi sağlanır. kaplamanın kapalı kısmının sert elemanları tarafından. 24-36 m açıklıklar için, iki segmentli kafes kirişlerden üç mafsallı kemer kullanmak mümkündür (Şekil 8, a). Sıkmanın sarkmasını önlemek için askılar takılır.
a - çokgen kafes kirişlerden yapılmış üç menteşeli ahşap kemer;
b - kafes ahşap kemer
Metal kemerler masif ve kafes bölümlerden yapılmıştır. Kemerlerin enine kesit kirişinin yüksekliği, açıklığın 1 / 50-1 / 80, kafes 1 / 30-1 / 60'ı içinde kullanılır. Tüm kemerler için bom-açıklık oranı, parabolik bir eğri için 1 / 2-1 / 4 ve dairesel bir eğri için 1 / 4-1 / 8'dir. İncirde. 8, a, Şek. 9, şek. 1, şek. 10, a, b, c, inşaat uygulamalarından örnekler sunulmaktadır.
Metal olanlar gibi betonarme kemerler, kirişin sağlam ve kafes enine kesitine sahip olabilir.
Dolu kemerlerin kesitinin yapısal yüksekliği açıklığın 1 / 30-1 / 40'ı, kafes kemerleri açıklığın 1 / 25-1 / 30'u kadardır.
Geniş açıklıkların prefabrik kemerleri, Şekil E'de yatay konumda betonlanmış ve daha sonra tasarım konumuna yükseltilmiş iki yarı kemerden yapılmıştır (Şekil 9, 2, a, b, c'deki örnek).
Ahşap kemerler çivi ve yapıştırılmış elemanlardan yapılmıştır. Kaldırma bomunun çivi kemerleri için açıklığa oranı, yapıştırılmış kemerler için 1 / 15-1 / 20'dir - 1 / 20-1 / 25 (Şek. 8, a, b, Şek. 10, c, d).
a - sütunlarda bir puf bulunan kemer; b - çerçeve üzerindeki kemerin desteği; veya payandalar; c - kemerin temellerde desteklenmesi
4. Mekansal geniş açıklıklı çatı yapıları
Farklı çağların geniş açıklıklı yapısal sistemleri, bir dizi temel özellik ile birleştirilir, bu da onları inşaatta teknik ilerleme olarak düşünmeyi mümkün kılar. Onlarla ilişkili, inşaatçıların ve mimarların hayali, alanı fethetmek, mümkün olan en büyük alanı engellemek. Tarihsel olarak kurulmuş ve modern eğrisel yapıların birleştirilmesi, uygun bir şekil arayışı, ağırlıklarını mümkün olduğunca azaltma arzusu, yeni malzemelerin ve potansiyel fırsatların keşfedilmesine yol açan yüklerin dağılımı için en uygun koşulların aranmasıdır. .
Mekansal geniş açıklıklı çatı yapıları, düz katlanmış çatıları, tonozları, kabukları, kubbeleri, çapraz nervürlü çatıları, çubuk yapıları, pnömatik ve tente yapılarını içerir.
Düz kıvrımlı kaplamalar, kabuklar, çapraz nervürlü kaplamalar ve çubuk yapılar sert malzemelerden (betonarme, metal profiller, ahşap vb.) Yapılır. Yapıların ortak çalışması nedeniyle, mekansal sert kaplamalar küçük bir kütleye sahiptir, bu da maliyetleri düşürür. hem kaplama cihazının hem de destek ve temellerin cihazı üzerinde.
Asma (kablolu), pnömatik ve tente kaplamaları sert olmayan malzemelerden (metal kablolar, metal pirinç membranlar, sentetik filmlerden ve kumaşlardan yapılmış membranlar) yapılır. Mekansal rijit yapılardan çok daha büyük ölçüde, yapıların hacimsel kütlesinde bir azalma sağlar ve yapıların hızlı bir şekilde inşa edilmesini mümkün kılar.
Mekansal yapılar, en çeşitli bina ve yapı biçimlerini yaratmayı mümkün kılar. Ancak mekansal yapıların inşası daha karmaşık bir organizasyon gerektirir. inşaat üretimi ve hepsinden kaliteli inşaat işleri.
Tabii ki, her bir özel durum için şu veya bu kaplama yapısının kullanımına ilişkin tavsiyelerde bulunmak mümkün değildir. Karmaşık bir alt sistemsel oluşum olarak örtü, diğer tüm unsurlarıyla, çevrenin dış ve iç etkileriyle, oluşumunun ekonomik, teknik, sanatsal ve estetik-üslup koşulları ile yakın ilişki içinde bir yapının yapısındadır. Ancak mekansal yapıların kullanımındaki bazı deneyimler ve verdiği sonuçlar, kamu binalarının belirli bir yapıcı ve teknolojik organizasyonunun yerini anlamada yardımcı olabilir. Dünya inşaat pratiğinde zaten iyi bilinen mekansal tipte yapı sistemleri, hemen hemen her plan konfigürasyonuyla bina ve yapıların üst üste binmesini mümkün kılar.
1 Pileler
Kıvrım, karşılıklı olarak kesişen düz elemanlardan oluşan uzamsal bir kaplama olarak adlandırılır. Kıvrımlar, sertleştirici diyaframlar üzerinde kenarlarda ve açıklıkta duran, belirli bir sırayla tekrar eden bir dizi elemandan oluşur.
Kıvrımlar testere dişi, yamuk, aynı tip üçgen düzlemler, kalça (dörtgen ve çokyüzlü) ve diğerleridir (Şek. 11, a, b, c, d).
Silindirik kabuk ve kubbelerde kullanılan kıvrımlı yapılar ilgili bölümlerde ele alınmıştır.
Kıvrımlar, konsol çıkıntıları oluşturmak için uç desteklerin ötesine bırakılabilir. Katlamanın düz elemanının kalınlığı, açıklığın yaklaşık 1/200'ü, elemanın yüksekliği 1/10'dan az ve yüzün genişliği, açıklığın 1/5'inden az değildir. . Kıvrımlar genellikle 50-60 m'ye kadar olan açıklıkları ve 24 m'ye kadar olan çadırları kapsar.
Katlanmış yapıların bir takım olumlu nitelikleri vardır:
formun sadeliği ve buna bağlı olarak üretimlerinin basitliği;
prefabrik üretim için büyük fırsatlar;
odanın yüksekliğini kaydetme vb.
Düz katlanmış testere dişi yapısının kullanımına ilginç bir örnek, Detroit'teki (ABD) Beton Enstitüsü'nün laboratuvarının 29.1 büyüklüğünde kaplanmasıdır. × 11,4 ( Şekil 11, e) mimarlar Yamasaki ve Leinweber, mühendisler Amman ve Whitney'in projesi. Orta koridoru oluşturan uzunlamasına iki sıra destek üzerine oturan ve 5,8 m uzunluğundaki desteklerin her iki yanına konsol uzantılarına sahip olan döşeme, zıt yönlerde yönlendirilen kıvrımların birleşimidir. Kıvrımların kalınlığı 9,5 cm'dir.
1972'de Moskova'da, Kursk tren istasyonunun yeniden inşası sırasında, 33 büyüklüğünde bir bekleme odasını engellemeyi mümkün kılan yamuk katlanmış bir yapı kullanıldı. × 200 m (Şek. 11, f).
En eski ve yaygın kavisli çatı sistemi tonozlu çatıdır. Tonoz, geçmişin (yirminci yüzyıla kadar) bir dizi mimari biçiminin yaratıldığı, çeşitli salonların farklı işlevsel amaçlarla üst üste binmesi sorununu çözmeyi mümkün kılan yapıcı bir sistemdir.
Silindirik ve kapalı tonozlar en basit tonoz formlarıdır ancak bu kaplamaların oluşturduğu boşluk kapalıdır ve form plastisiteden yoksundur. Bu tonozların kaşıklarının yapısında soyulma yapılarak görsel bir hafiflik hissi elde edilir. Tonozların iç yüzeyi genellikle zengin bir dekorla dekore edilmiş veya ahşap bir asma tavanın sahte konstrüksiyonu ile taklit edilmiştir.
Çapraz tonoz, iki silindirik tonozun kesişme noktasının kesilmesiyle oluşturulmuştur. Büyük termal banyolar ve fesleğen salonları tarafından engellendiler. Çapraz tonoz, Gotik mimaride yaygın olarak kullanılmaktadır.
Çapraz tonoz, Rus taş mimarisinde en yaygın kaplama biçimlerinden biridir.
Yelken tonozları, kubbe tonozları ve kanopi gibi tonoz türleri yaygın olarak kullanılmıştır.
3 Kabuk
İnce duvarlı kabuklar, mekansal yapı türlerinden biridir ve geniş alanlara sahip bina ve yapıların (hangarlar, stadyumlar, marketler vb.) yapımında kullanılır. İnce duvarlı bir kabuk, minimum kalınlığa ve buna bağlı olarak minimum kütle ve malzeme tüketimine sahip, çok yüksek bir yük taşıma kapasitesine sahip olan kavisli bir yüzeydir, çünkü kavisli şekli nedeniyle uzamsal bir yük taşıma yapısı görevi görür. .
Pirinç kağıdıyla yapılan basit bir deney, çok ince bir kavisli plakanın, kavisli şekli nedeniyle, aynı düz plakaya göre dış kuvvetlere karşı daha büyük bir direnç kazandığını göstermektedir.
Plan açısından herhangi bir konfigürasyondaki binaların üzerine sert kabuklar dikilebilir: dikdörtgen, kare, yuvarlak, oval, vb.
Konfigürasyonu çok karmaşık olan yapılar bile bir dizi benzer öğeye bölünebilir. Fabrikalarda yapı parçaları bireysel yapısal elemanların üretimi için ayrı teknolojik hatlar oluşturulur. Geliştirilen kurulum yöntemleri, herhangi bir yardımcı iskele olmadan veya envanter destek kuleleri yardımıyla kabuk ve kubbelerin kurulmasına izin verir, bu da kaldırımların inşası için gereken süreyi önemli ölçüde azaltır ve maliyeti düşürür. montaj işi.
Yapısal şemalara göre, sert kabuklar ayrılır: pozitif ve negatif eğrilik kabukları, şemsiye kabukları, tonozlar ve kubbeler.
Muhafazalar, betonarme, güçlendirilmiş çimento, metal, ahşap, plastik ve basınç kuvvetleri için iyi olan diğer malzemelerden yapılmıştır.
Daha önce ele aldığımız geleneksel yatak sistemlerinde, ortaya çıkan kuvvetlere karşı direnç, sürekli olarak tüm kavisli yüzeyleri üzerinde yoğunlaşır, yani. çünkü bu uzaysal taşıyıcı sistemlerin karakteristiğidir.
İlk betonarme kubbe kabuğu, 1925'te Jena'da inşa edildi. Çapı 40 m idi, bu da St. Peter, Roma'da. Bu kabuğun kütlesi, Aziz Petrus'un kubbesinden 30 kat daha az olduğu ortaya çıktı. Peter. Bu, yeni yapıcı ilkenin umut verici olanaklarını gösteren ilk örnektir.
Gerilme takviyeli betonun ortaya çıkışı, yeni hesaplama yöntemlerinin oluşturulması, yapıların modellerle ölçülmesi ve test edilmesi, kullanımlarının statik ve ekonomik faydalarının yanı sıra, kabukların dünya çapında hızla yayılmasına katkıda bulunmuştur.
Kabukların ayrıca bir takım avantajları vardır:
kaplamada aynı anda iki işlevi yerine getirirler: destekleyici yapı ve çatı;
ateşe dayanıklıdırlar, bu da onları birçok durumda eşit ekonomik koşullar altında bile daha avantajlı bir konuma getirir;
mimarlık tarihinde formların çeşitliliği ve özgünlüğü bakımından eşsizdirler;
son olarak, önceki tonozlu ve kubbeli yapılarla karşılaştırıldığında, örtülü açıklıklar ölçeğinde onları birçok kez geride bırakmışlardır.
Betonarme kabukların inşası oldukça geniş bir gelişme göstermişse, metal ve ahşapta bu yapılar hala sınırlı bir kullanıma sahiptir, çünkü metal ve ahşabın doğasında bulunan yeterince basit yapısal kabuk formları henüz bulunmamıştır.
Metal kabuklar, kabuğun aynı anda bir, iki veya daha fazla katmanda destekleyici ve kapalı bir yapının işlevlerini yerine getirdiği tamamen metal yapılabilir. Uygun tasarımla, kaplamanın konstrüksiyonu, büyük panellerin endüstriyel montajına indirgenebilir.
Tek katmanlı metal kabuklar çelik veya alüminyum pirinçten yapılır. Kabukların sertliğini arttırmak için enine nervürler eklenir. Üst ve alt kirişler boyunca birbirine bağlanan enine nervürlerin sık bir düzenlemesi ile iki katmanlı bir kabuk elde edilebilir.
Kabuklar tek ve çift eğridir.
Tek eğrilik kabukları, silindirik veya konik bir yüzeye sahip kabukları içerir (Şekil 12, a, b).
Pirinç. 12. En yaygın kabuk biçimleri
a - silindir: 1 - daire, parabol, sinüzoid, elips (kılavuzlar); 2 - düz (jenerik); b - koni: 1 - herhangi bir eğri; 2 - düz çizgi (jenerik); d - transfer yüzeyi: 1 - parabol (kılavuz); 2 - elips, daire (jenerik); c - dönüş yüzeyi (kubbe): 1-dönme; 2 - daire, elips, parabol (jenerik); Dönme veya transfer yüzeyi (küresel kabuk): 1, 2 - daire, parabol (jeneratörler veya kılavuzlar); 3 - daire, parabol (jenerik); 4 - dönme ekseni d - bir yönde çift eğrilik kabuklarının oluşumu: hiperbolik paraboloid: AV-SD, AS-VD - düz çizgiler (kılavuzlar); 1 - parabol (kılavuz).
Silindirik kabuklar, dairesel, eliptik veya parabolik bir dış hatlara sahiptir ve duvarlar, kafes kirişler, kemerler, orram şeklinde yapılabilen uç sertleştirici diyaframlara dayanır. Kabukların uzunluğuna bağlı olarak, uzunlamasına eksen boyunca açıklığın bir buçuk dalga boyundan (enine yönde açıklık) fazla olmadığı kısa olanlara ve açıklığın boyunca uzanan uzun olanlara ayrılırlar. boyuna eksen bir buçuk dalgadan fazladır (Şekil 13, a , c, e).
Uzun silindirik kabukların uzunlamasına kenarlarında, uzunlamasına takviyenin yerleştirildiği, kabuğun bir kiriş gibi uzunlamasına açıklık boyunca çalışmasına izin veren yan elemanlar (sertleştiriciler) sağlanır. Ek olarak, yan elemanlar, kabukların çalışmasından enine yöndeki itmeyi algılar ve bu nedenle yatay yönde yeterli sertliğe sahip olmalıdır (Şekil 13, a, e).
Uzun silindirik bir kabuğun dalga boyu genellikle 12 m'yi geçmez Kaldırma okunun dalga boyuna oranı, açıklığın en az 1/7'si olarak alınır ve kaldırma okunun açıklık uzunluğuna oranı daha az değildir. 1/10'dan fazla.
Prefabrike uzun silindirik kabuklar genellikle silindirik bölümlere, yan elemanlara ve takviyesi birbirine kaynaklanmış ve kurulum sırasında monolitik olan bir takviye diyaframına bölünür (Şekil 13, e).
Planda dikdörtgen bir çerçeveye sahip büyük odaları kaplamak için uzun silindirik kabukların kullanılması tavsiye edilir. Uzun kabuklar, uzunlamasına eksen boyunca kabukların açıklığını azaltmak için genellikle üst üste binen dikdörtgen boşluğun kısa kenarına paralel olarak yerleştirilir (Şekil 13, f). Uzun silindirik kabukların geliştirilmesi, inşaat işleri için daha kolay koşullara, bir binanın hacminde bir azalmaya ve çalışma koşullarında bir iyileşmeye yol açan küçük bir kaldırma bomu ile en düz yayı arama hattı boyunca ilerler.
Yapıcı çalışma açısından, birbirini izleyen bir sıra düz silindirik kabuk oluşturmak özellikle avantajlıdır, çünkü bu durumda yatay yönde etki eden bükme kuvvetleri komşu kabuklar tarafından emilir (aşırı olanlar hariç).
Uzun silindirik kabukların yapımında uygulama örnekleri vereceğiz.
Çok dalga boylu uzun silindirik kabuk, İngiltere'nin Bournemouth kentindeki bir garajda yapılmıştır.
Kabuk boyutları 4 5 × 90 m, kalınlık 6.3 cm, proje mühendis Morgan tarafından gerçekleştirilmiştir (Şekil 14, a).
c - Karaçi'deki havaalanı hangarı (Pakistan, 1944). Kaplama, 39.6 m uzunluğunda, 10.67 m genişliğinde ve 62.5 mm kalınlığında uzun silindirik kabuklardan oluşur. Kabuklar, hangar kapısının üzerinde bir lento olan 58 m uzunluğunda bir kirişe oturmaktadır; g - Bilimler Akademisi'ndeki Havacılık Bakanlığı hangarı! ıhlamur (1959). Hangarı kapatmak için, hangar kapısı açıklığına paralel olarak yerleştirilmiş üç silindirik kabuk kullanılmıştır. Mermilerin uzunluğu 55 m, hangarın derinliği 32,5 m'dir.
Madrid'deki bir spor salonunun çatı kaplaması (1935), mimar Zuazo ve mühendis Torroja tarafından tasarlandı. Kapak, uç duvarlara dayanan iki uzun silindirik kabuğun bir kombinasyonudur ve uzunlamasına duvarlarda destek gerektirmez, bu nedenle hafif malzemelerden yapılmıştır. Kabuk uzunluğu 35 m, açıklık 32.6 m, kalınlık 8.5 cm (Şek. 14, b).
1944 yılında inşa edilen Karaçi'deki havaalanının hangarı, 29.6 m uzunluğunda, 10.67 m genişliğinde ve 6.25 cm kalınlığında mermilerle temsil edilmektedir.Kabuklar, hangar kapılarının üzerinde bir lento olan 58 m'lik bir açıklığa dayanmaktadır (Şekil 14, v).
Uzun silindirik kabukların kullanımı, pratik olarak 50 m'ye kadar olan açıklıklarla sınırlıdır, çünkü bu sınırın ötesinde yan elemanların (kirişler) yüksekliği aşırı derecede büyüktür.
Bu tür muhafazalar genellikle endüstriyel inşaatta kullanılır, ancak kamu binalarında uygulama bulur. Kaliningradgrazhdanproekt, 18 açıklıklı uzun silindirik kabuklar geliştirdi × 24 m, genişlik 3 m Yalıtım - sunta ile birlikte açıklık için hemen yapılırlar. Yukarıdan, fabrikada bitmiş elemana bir su yalıtım tabakası uygulanır.
Uzun silindirik kabuklar, betonarme, güçlendirilmiş çimento, çelik ve alüminyum alaşımlarından yapılmıştır.
Örneğin, St. Petersburg'daki Moskova tren istasyonunu kaplamak için pirinç alüminyumdan yapılmış silindirik bir kabuk kullanıldı. Sıcaklık bloğunun uzunluğu 48 m, genişliği 9 m'dir Çatı, raylara monte edilen betonarme desteklerden asılır.
Uzun mermilerle karşılaştırıldığında, kısa silindirik mermiler daha belirgin bir dalga ve patlamaya sahiptir. Kısa silindirik kabukların eğriliği, kaplanacak odanın en büyük açıklığının yönüne karşılık gelir. Bu kabuklar tonoz gibi çalışır.
Bir eğrinin şekli, bir daire yayı veya bir parabol ile temsil edilebilir. Kısa kabuklarda burkulma tehlikesi nedeniyle, çoğu durumda enine takviyeler kullanılır. Yan elemanlara ek olarak, bu tür kabuklar, yatay kesme kuvvetlerini absorbe etmek için sıkılmalıdır (Şekil 13, c, e).
24 sütunlu bir ızgaraya sahip binalar için kısa silindirik kabuklar yaygın olarak bilinmektedir. × 12 m ve 18 × 12 m Kafes-diyaframlardan, nervürlü panellerden oluşur 3 × 12 m ve yan elemanlar (Şek. 15, a-d).
Bu açıklıklar için yapılar tipik olarak kabul edilir.
Kısa silindirik kabukların kullanımı, asma tavan kullanımını gerektirmez.
Konik kabuklar genellikle trapez binaları veya odaları kaplamak için kullanılır. Bu kabukların tasarım özellikleri, uzun silindirik kabuklarla aynıdır (Şekil 12, a). Bu formun ilginç bir kullanımına bir örnek, Georgia'da (ABD) bir gölün kıyısında, 9.14 m çapında bir dizi betonarme mantar şeklindeki koni şeklinde yapılmış bir restoranın kaplamasıdır. ayaklar kaplama yüzeyinden yağmur suyunu boşaltmak için kullanılır. Birbirine değen üç mantarın kenarlarının oluşturduğu üçgenler, plastik kubbeler şeklinde çatı pencereleri için yuvarlak açıklıklara sahip betonarme plakalarla kaplandı.
Pirinç. 15 Betonarme kısa silindirik kabukların uygulama örnekleri
Geniş açıklıklara sahip dalgalı ve kıvrımlı kabuklarda, rüzgar, kar, sıcaklık değişimleri vb.'den kaynaklanan geçici yükler nedeniyle önemli eğilme momentleri meydana gelir.
Bu tür kabukların gerekli güçlendirilmesi, kaburgaların cihazı ile sağlandı. Çabalardaki azalma, kabuğun dalgalı ve kıvrımlı profillerine geçişle sağlandı. Bu, kabukların sertliğini arttırmayı ve malzeme tüketimini azaltmayı mümkün kıldı.
Bu tür yapılar, taşıyıcı desteklerden bağımsız olabilen çevre duvar düzlemi ile üzerine oturan kaplama arasındaki kontrastı vurgulamayı mümkün kılar. Bu, bu yapılarda, destekler vb. için büyük konsol çıkıntılarının yapılmasını mümkün kılar. (Moskova'daki Kursk tren istasyonu).
Kıvrımlar ve dalgalar, tavan ve bazen iç mekanlarda duvarlar için ilginç bir plaka şeklidir.
Dalgalı bir kabuk, mimari estetiğin gereksinimlerine göre ölçek, eğrilik, şekil bulunduğunda oldukça etkileyici olabilir. Bu yapı türü 100 m'nin üzerindeki açıklıklar için tasarlanmıştır ve çok çeşitli nesneleri kapsayacak şekilde uygulanmıştır.
Çok yönlü katlanmış kabuk tonozlar, silindirik bir kabuğun sertliğini, ona çok yönlü bir şekil vererek artırmanın bir örneğidir.
Tek eğrilik kabuklardan çift eğrilik kabuklara geçiş, kabukların geliştirilmesinde yeni bir aşamaya işaret eder, çünkü içlerindeki bükme kuvvetlerinin etkisi en aza indirilir.
Bu tür kabuklar, farklı planlara sahip binalarda kullanılır: kare, üçgen, dikdörtgen vb.
Yuvarlak veya oval planlı bu tür kabukların bir çeşidi kubbedir.
Çift eğrilik kabukları hem genişletilmiş hem de yumuşak konturlarla gerçekleştirilebilir.
Dezavantajları şunları içerir: kaplanacak binanın fazla tahmin edilen hacmi, geniş bir çatı yüzeyi, her zaman uygun olmayan akustik özellikler. Kaplamada, özellikle merkezde olmak üzere çatı pencereleri kullanmak mümkündür.
Bu tür kabuklar, betonarmenin monolitik ve prekast monolitik bir versiyonunda yapılabilir.
Bu binaların açıklıkları 24-30 m arasında değişmektedir.Kabuğun stabilitesi, 12 ızgaralı bir öngerilmeli takviye kirişleri sistemi ile sağlanmaktadır. × 12 m Kabuğun konturu öngerilmeli bir kayışa dayanır.
Bazı durumlarda, betonarme yapılmış kesik bir piramit şeklinde kırma çatı kabukları ile salonların kaplanması tavsiye edilir. Bir kontur boyunca, iki tarafta veya köşelerde desteklenebilirler.
İnşaat uygulamasında çift eğriliğe sahip en yaygın kabuk türleri Şekil 2'de gösterilmektedir. 12, f, g, h.
Kubbe bir devrim yüzeyidir. İçindeki çabalar meridyen ve enlem yönünde hareket eder. Meridyen boyunca basınç gerilmeleri ortaya çıkar. Enlemlerde, tepeden başlayarak, kademeli olarak çekme kuvvetlerine dönüşen ve kubbenin alt kenarında maksimuma ulaşan sıkıştırma kuvvetleri de vardır. Kubbe kabukları, eğer kabuk planda kare veya çokyüzlü bir şekle sahipse, bir germe destek halkası üzerinde, kolonlar üzerinde - bir diyafram veya takviye sistemi aracılığıyla desteklenebilir.
Kubbe, Doğu ülkelerinde ortaya çıktı ve her şeyden önce faydacı bir amaca sahipti. Ahşap, kil ve tuğla kubbelerin yokluğunda konutlar için kaplama görevi gördü. Ancak yavaş yavaş, olağanüstü estetik ve tektonik nitelikleri sayesinde kubbe, mimari bir biçim olarak bağımsız bir anlamsal içerik kazandı. Kubbe şeklinin gelişimi, geometrisinin doğasında sürekli bir değişiklik ile ilişkilidir. İnşaatçılar, küresel ve küresel bir şekilden karmaşık parabolik ana hatları olan sivri bir şekle doğru hareket ediyor.
Kubbeler küresel ve çokyüzlü, nervürlü, düz, oluklu, dalgalıdır (Şek. 16, a). Kubbeli kabukların en tipik örneklerini ele alalım.
Profesör P.L.'nin projesine göre inşa edilen Roma'daki Spor Sarayı'nı (1960) kaplamak. Olimpiyat Oyunları için Nervi, 1,67 ila 0,34 m genişliğinde, karmaşık bir uzaysal şekle sahip, prefabrike betonarme elemanlardan yapılmış küresel bir kubbedir (Şekil 17, a). Kubbenin 114 parçası 38 eğimli destekle (1 destek başına 3 parça) desteklenir. Monolitik yapılar gerçekleştirdikten ve prefabrike bölümleri gömdükten sonra kubbe yapısı bir bütün olarak çalışmaya başladı. Bina 2,5 ayda tamamlandı.
Matsuyama'daki (Japonya) konser salonunun 1954'te mimar Kenzo Tange ve mühendis Tsibon tarafından yapılan kubbeli kaplaması, 50 m çapında ve 6,7 m'lik bir kaldırma bomlu bir küre parçasıdır (Şekil 17, b ). Çatı, salonun üstten aydınlatması için 60 cm çapında 123 dairesel deliğe sahiptir.
Kabuk kalınlığı ortada 12 cm, desteklerde 72 cm'dir.Kabuğun kalınlaşan kısmı destek halkasının yerini alır.
Novosibirsk'teki (1932) tiyatronun oditoryumu üzerindeki kubbenin çapı 55,5 m, kaldırma bomu 13,6 m, kabuk kalınlığı 8 cm (1/685 açıklık). 50 kesitli bir halka üzerinde durmaktadır. × 80 cm (Şekil 17, c).
Belgrad'daki (Yugoslavya) sergi pavyonunun kubbesi 1957 yılında inşa edilmiştir.Kubbenin çapı 97.5 m olup, 12-84 m kaldırma bomu ile kubbe 27 cm çapında yekpare bir orta kısımdan oluşan bir yapıdır m ve bir betonarme kirişin halka şeklindeki, içi boş, yamuk kesiti , üzerine I kesitinin 80 prefabrik betonarme yarı kemerinin desteklendiği, üç sıra dairesel kabuk ile sabitlendiği (Şekil 17, d).
Oporto'da (Portekiz) 1981 yılında inşa edilen stadyumun kubbeli kaplaması 92 m çapındadır.
Kapak, üçgen çerçeveler üzerine oturan 32 meridyen yerleşimli nervürden ve 8 betonarme halkadan yapılmıştır. Kubbenin üçgen çerçeveler üzerindeki dayanma bölgesindeki çapı 72 m, kubbenin yüksekliği 15 m'dir Kubbenin kabuğu, betonarme bir çerçeve boyunca bir mantar dolgu üzerinde betondan yapılmıştır.
Kubbenin tepesine bir ışıklık dikilmiştir (Resim 17, e).
İncirde. 18, metalden yapılmış kabuk kubbe örneklerini göstermektedir. Bu tür binaların yapımındaki deneyim, dezavantajlarının olmadığını göstermiştir. Bu nedenle, ana bina büyük bir bina hacmi ve aşırı büyük bir bina yapısı kütlesidir.
Son yıllarda, sürgülü çatılı ilk kubbeli binalar ortaya çıktı.
Örneğin, Pittsburgh'daki stadyum için (Şekil 18), kubbe yüzeyi boyunca radyal olarak kayan alüminyum alaşımlarından yapılmış kabuğun sektör elemanları kullanılır.
Ahşap kubbelerde (Şekil 19, a, b, c), taşıyıcı yapılar kesilmiş veya yapıştırılmış ahşap elemanlardır. Modern sığ kubbelerde, ana çerçeve elemanları sıkıştırmada çalışır, bu da ahşabın kullanımını özellikle tavsiye eder hale getirir.
Orta Çağ'dan beri ahşap, kubbe yapımında yapı malzemesi olarak kullanılmıştır. Batı Avrupa'da Orta Çağ'dan kalma pek çok ahşap kubbe günümüze kadar gelebilmiştir. Genellikle ana kubbenin üzerine tuğladan inşa edilirler. Bu kubbelerin güçlü bir rijitlik bağları sistemi vardı. Bu kubbeler, örneğin, Leningrad'daki Trinity Kilisesi'nin ana kubbesini içerir. 25 m çapında ve 21, 31 m kaldırma bomu olan kubbe 1834 yılında yapılmış ve günümüzde de varlığını sürdürmektedir. O zamanın ahşap kubbelerinden bu kubbe dünyanın en büyüğüydü. Birkaç halka bağı demeti ile birbirine bağlanan 32 meridyen nervürden oluşan tipik bir blok yapısına sahiptir.
Pirinç. 18 Metalden yapılmış kabuk kubbe örnekleri
1920-30'da. Ülkemizde birkaç büyük ahşap kubbe dikilmiştir. Bereznikovsky ve Bobrikovsky kimya tesislerinde 32 m çapındaki gaz tankları ahşap ince duvarlı kubbelerle kaplandı. Saratov, İvanov ve Bakü'de ahşap kubbeler sırasıyla 46, 50 ve 67 m çapında sirklerle kaplanmıştır.Bu kubbeler nervürlü bir yapıya sahiptir ve kaburgaları kafes kemerlerdir (Şek. 19, b).
Ahşabı dayanıklı su geçirmez sentetik yapıştırıcılarla yapıştırmanın modern tekniği ve yapıştırılmış kereste üretimindeki kapsamlı deneyim ve inşaatta kullanımı, ahşabı geniş açıklıklı yapılarda yeni bir yüksek kaliteli malzeme olarak tanıtmayı mümkün kıldı. Ahşap yapılar güçlü, dayanıklı, yangına dayanıklı ve ekonomiktir.
Şekil 19. Ahşap kabuk kubbe uygulama örnekleri
Yapıştırılmış ahşap kubbeler, sergi ve konser salonlarını, sirkleri, stadyumları, planetaryumları ve diğer kamu binalarını kaplamak için kullanılır. Glulam kubbelerin mimari ve yapısal tipleri çok çeşitlidir. En yaygın olarak kullanılanlar, Profesör M.S. Tupolev.
ABD ve İngiltere'de bir dizi yapıştırılmış ahşap kubbe inşa edilmiştir.
Montana eyaletinde (ABD) 1956'da 15 bin seyirci için bir spor merkezi binasının üzerine, 15,29 m kaldırma bomu ile 91.5 m çapında ahşap bir kubbe dikildi (Şekil 19, c). Kubbenin destekleyici çerçevesi, 17.5 kesitli 36 meridyen nervürden oluşur. × 50 cm Nervürler, haddelenmiş profillerden yapılmış bir alt destek halkasına ve sıkıştırılmış bir üst metal halkaya dayanmaktadır. Kubbe, 12 m yüksekliğindeki betonarme kolonlar üzerine kuruludur.Kaburga ve kirişlerden oluşan her hücrede, çapraz olarak çelik şeritler gerilir. Kubbenin montajı, kirişler ve halatlarla birlikte eşleştirilmiş yarım kemerlerle gerçekleştirildi. Her biri 45 m uzunluğundaki yarım kemerler üç parça halinde yere monte edilmiştir.
Katlanmış kubbeler, bir veya iki katmanda bulunan güçlendirilmiş çimento uzamsal kabuklardan monte edilir veya monolitik yapılır (Şekil 19, a).
Dalgalı kubbeler 50 m'den fazla açıklıklar için kullanılır Kubbe yüzeyinin dalgalı şekli, daha fazla sertlik ve stabilite sağlamak için verilmiştir (Şekil 20, a, b).
Mimarlar Simon ve Moriseo, mühendis Sarget tarafından 1955'te tasarlanan Royenne'deki (Fransa) kapalı çarşının çatısı, radyal olarak yerleştirilmiş 13 sinüs şekilli paraboloidden oluşan dalgalı küresel bir kabuktur (Şekil 20, a). Kubbe çapı 50 m, yüksekliği 10,15 m, dalga genişliği 6 m, kalınlığı 10,5 cm'dir.Dalgaların alt kenarları doğrudan temele oturur.
Proje-Bükreş Enstitüsü projesine göre yapılan Bükreş'teki sirk (1960) kaplaması, 16 parabolik dalga segmentinden oluşan 60,6 m çapında dalgalı bir kubbedir (Şekil 20, b). Kabuk üstte 7 cm, desteklerde 12 cm kalınlığındadır. Kubbe, kubbedeki genleşme kuvvetlerini algılayan poligonal öngerilmeli betonarme kuşakla birbirine bağlanan 16 sütun üzerine oturmaktadır.
Transfer yüzeyli kabuklar, dikdörtgen veya çokgen binaları kaplamak için kullanılır. Bu tür kabuklar, çokgenin her tarafında diyaframlar üzerinde desteklenir. Transfer kabuğunun yüzeyi, her iki eğrinin de yukarı doğru eğimli olması ve birbirine dik iki düzlemde olması koşuluyla, bir eğrinin diğeri boyunca öteleme hareketi ile oluşturulur (Şekil 12, f).
Transfer kabukları (Şekil 12, e), tonozlar gibi enine ve boyuna yönlerde çalışır.
Boyuna nervürlerin altında asılı duran güçlü bağlar, açıklığın yönündeki itmeyi algılar. Enine yönde, dış açıklıklardaki kabuktan ara parçası, sertleşen diyaframlar ve yan elemanlar tarafından algılanır ve orta açıklıklarda aralayıcı, bitişik kabuklar tarafından söndürülür. Destek bölgeleri hariç, kemerin tüm uzunluğu boyunca transfer kabuklarının enine kesitlerinin genellikle dairesel olduğu varsayılır (Şekil 16, b).
Transfer yüzeyli bir mahfaza örneği, 1947'de inşa edilen Brynmore'daki (Güney Galler, İngiltere) bir kauçuk fabrikasının kaplamasıdır (Şekil 21, b). Kaplama, 19 boyutunda 9 dikdörtgen eliptik kabuktan oluşur. × 26 m Kabukların kalınlığı 7,5 cm'dir Kabukların sertliği yanal diyaframlar tarafından sağlanır.
Destek bölgelerinde, kabuk, orta bölgenin dairesel bir kesitinden destek hattı boyunca dikdörtgen bir kesite geçiş sağlayan konoidal elemanlarla bitebilir.
Bu sisteme göre Leningrad'da her biri 12 m genişliğinde 12 kemerden oluşan 96 m açıklıklı bir araba garajının üzerine kaplama yapılmıştır.
Küresel yelken kabukları, küresel yüzey karenin kenarlarına inşa edilen dikey düzlemlerle sınırlandığında oluşur. Bu durumda sertlik diyaframları dört taraf için de aynıdır (Şekil 12, c, e, Şekil 16).
36 prefabrik yivli küresel kabuk × 36 m birçok sanayi tesisinin yapımında kullanılmaktadır (Şek. 21, e). Bu çözümde dört standart boyuttaki levhalar kullanılır: orta kısımda, kare 3 × 3 m ve çevreye - kare boyutuna yakın eşkenar dörtgen kabuklar. Bu levhalar, çapraz çalışma nervürlerine ve kontur boyunca küçük çıkıntılara sahiptir.
Çapraz nervürlerin takviyesinin uçları sıyrılır. Kurulum sırasında, havai çubuklar kullanılarak kaynaklanırlar. Köşe derzleri alanındaki plakalar arasındaki dikişlerde, üzerlerine spiral takviyeli çubuklar döşenir. Bundan sonra, dikişler monolitiktir.
Novosibirsk alışveriş merkezi binasının küresel kaplaması, plan 102'de boyutlara sahiptir. × 102 m, kontur kemerlerinin yüksekliği açıklığın 1/10'una eşittir. Kabuğun generatrix eğrisi aynı artışa sahiptir.
Kabuğun toplam yükselişi 20.4 m'dir Kabuk yüzeyinin kesilmesi transfer şeması dikkate alınarak yapılır. Döşemelerin köşe kısımlarında, gerilmiş donatıyı boyuna (diyagonal) dikişlere yerleştirmek için kaplamalar diyagonal olarak düzenlenmiştir.
Kaplamanın köşe bölümlerinin en yüksek gerilmeleri yaşayan destekleyici kısımları monolitik betonarme içinde çözülür.
ABD, Boston'daki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki 1200 kişilik toplantı salonunun çatıları, mimar Ero Saariner tarafından tasarlandı. 52 m çapında küresel bir kabuktur ve planda üçgen şeklindedir.
Kaplamanın küresel kabuğu, küresel yüzeyin 1/8'idir. Kontur boyunca, kabuk, kuvvetleri üç noktada bulunan desteklere ileten üç kavisli yatak kayışına dayanır (Şekil 21, d). Kabuğun kalınlığı 9 ila 61 cm arasındadır.
Desteklerde kabuğun böylesine büyük bir kalınlığı, başarısız bir tasarım çözümünü gösteren büyük kesikler nedeniyle kabukta ortaya çıkan önemli bükülme momentleri ile açıklanmaktadır.
Kano'daki (Hawaii Adaları, ABD) alışveriş merkezinin kaplaması, 39.01 boyutunda, pürüzsüz bir yüzeye sahip küresel bir kabuk şeklinde yapılmıştır. × 39.01 m.Kabuğun sertlik diyaframı yoktur ve açılarda 4 dayanak üzerinde durmaktadır. Kabuk kalınlığı 76-254 mm. (Şek. 21, a).
1935 yılında mühendis Torroja ve mimar Arkas tarafından yaptırılan Algeciros'taki kapalı çarşının çatısı (İspanya), 47,6 m çapında sekiz yüzlü küresel bir kabuktur.
Kabuğun dayandığı sekiz destek, kabuğun itişini alan çokgen bir kayışla birbirine bağlanır (Şekil 21, c).
Zıt eğriliğe sahip 5 Kabuk
Bir ve diğer eğriliğin zıt yönlerine sahip kabuklar, iki kılavuz eğri boyunca düz bir çizgi (generatrix) hareket ettirilerek oluşturulur. Bunlara konoidler, tek eşeyli devrim hiperboloidleri ve hiperbolik paraboloidler dahildir (Şekil 12, f, g, h).
Konoid oluşturulduğunda, üreten düz çizgi eğri üzerinde ve düz çizgi üzerinde durur (Şekil 12, g). Sonuç, bir eğriliğin zıt yönüne sahip bir yüzeydir. Conoid esas olarak sundurma çatılarda kullanılır ve birçok farklı şeklin elde edilmesini mümkün kılar. Konoid eğri kılavuzu bir parabol veya dairesel bir eğri olabilir. Kulübe kapağındaki konoid kabuk, binaların doğal aydınlatmasına ve havalandırılmasına izin verir (Şekil 16, d, e).
Konoid kabukların destekleyici elemanları kemerler, kirişler ve diğer yapılar olabilir.
Bu tür kabukların açıklığı 18 ila 60 m arasındadır.Konoid kabuğunda ortaya çıkan çekme gerilmeleri rijit diyaframlara iletilir. Konoid kabuğun yükü, genellikle kabuğun dört köşe noktasına yerleştirilen dört destek tarafından alınır.
Bir örnek, mühendis Prat'ın tasarımına göre inşa edilen Toulouse'daki (Fransa) kapalı pazarın kabul ve depolama binasıdır. Pazar, 20 m açıklıklı, 10 m kaldırma bomlu ve 70 mm kalınlığında konoid kabuklu parabolik betonarme kemerli makaslardan oluşan bir yapı ile kaplıdır, kemerler arasındaki mesafe 7 m'dir Boyuna boyunca yerleştirilmiş yükleme platformları yapının yanları, kemerlere oturan kablolar yardımıyla tutulan 7 m uzunluğunda konsol şeklinde silindirik kabuklarla kaplanmıştır (Fig. 22, a).
Tek eşeyli bir devrim hiperboloidinin üretici çizgisi, eğimli bir konumda kesiştiği eksen etrafında döner (Şekil 12, h). Bu düz çizgi hareket ettiğinde, kabuğun yüzeyinde kesişen iki jeneratör sistemi ortaya çıkar.
Bu kabuğun uygulanmasına bir örnek, Madrid'deki Zarzuela hipodromunun stantları (Şekil 22, b) ve Co'daki (Fransa) pazardır (Şekil 22, c).
Hiperbolik bir paraboloidin (hipar) yüzeyinin oluşumu, kılavuz çizgiler olarak adlandırılan paralel olmayan ve kesişmeyen düz çizgi sistemleri (Şekil 12, h) ile belirlenir. Bir hiperbolik paraboloidin her noktası, yüzeyi oluşturan iki generatrisin kesişme noktasıdır.
Pirinç. 22 Konoidal kabukların ve hiperboloitlerin devrime ilişkin uygulama örnekleri
Düzgün yayılı bir yük ile, hiper yüzeyinin tüm noktalarındaki gerilmeler sabittir. Bunun nedeni çekme ve basma kuvvetlerinin her nokta için aynı olmasıdır. Bu nedenle hiperler burkulmaya karşı oldukça dirençlidir. Kabuk bir yükün etkisi altında bükülme eğiliminde olduğunda, bu basınca dik doğrultudaki çekme gerilimi otomatik olarak artar. Bu, genellikle flanşsız, küçük kalınlıkta kabukların üretilmesini mümkün kılar.
Giparların ilk statik çalışmaları 1935'te Fransız Lafaille tarafından yayınlandı, ancak yalnızca İkinci Dünya Savaşı'ndan sonraki çalışmalarda pratik uygulama buldular. İtalya'da tırmıklar, Çekoslovakya'da Ruban, Meksika'da Candela, ABD'de Salvadori, Fransa'da Sarget. Hiparların operasyonel ve ekonomik avantajları ve sınırsız estetik olanakları, kullanımları için büyük bir kapsam yaratır.
İncirde. 16, f, g, h ve düz hiperlerin olası yüzey kombinasyonları gösterilmiştir.
Pirinç. 23 İnşaatta gipar kullanımına örnekler
Shizusk'taki (Japonya) şehir tiyatro salonunun kaplaması mimar Kenzo Tange, mühendis Shoshikatsu Pauobi (Şekil 23, a). Salon seyirciler için 2.500 koltuk sağlar. Bina kare planlı, bir kenarı 54 m'dir.Kabuk, her 2.4 m'de bir karenin kenarlarına paralel yerleştirilmiş sertleştiriciler ile yüzeyi güçlendirilmiş bir hipar şeklindedir. Kabuğun dümen kirişlerinin ek destekleri, bina cepheleri boyunca ince sallanan direklerdir. Randbalk'ın genişliği 2,4 m, kalınlığı 60 cm, kabuk kalınlığı 7,5 cm'dir.
Mexico City'deki şapel ve park restoranı, mühendis Felix Candela tarafından tasarlandı. Bu yapılar, birkaç hiperbolik paraboloidin kombinasyonlarını kullandı (Şekil 23, b, c)
Acapulco'da (Meksika) bir gece kulübü de F. Candela tarafından tasarlandı. Bu çalışmada 6 adet hiper kullanılmıştır.
Dünya inşaat pratiği, inşaatta çeşitli gipar biçimlerinin örnekleri açısından zengindir.
6 Çapraz nervürlü ve çapraz çubuk kaplamalar
Çapraz nervürlü çatılar, paralel kirişlerin iki ve bazen üç yönde kesiştiği bir kiriş veya makas sistemidir. Çalışmalarındaki bu kaplamalar, sağlam bir levhanın çalışmasına yaklaşır. Bir çapraz sistem oluşturarak, kirişlerin veya kirişlerin yüksekliğini açıklığın 1 / 6-1 / 24'üne düşürmek mümkün hale gelir. Çapraz sistemlerin yalnızca 1: 1 ila 1.25: 1 arasında değişen en boy oranlarına sahip dikdörtgen odalar için etkili olduğu belirtilmelidir. Bu oranın daha da artması ile yapı avantajlarını kaybederek geleneksel kiriş sistemine dönüşmektedir. Çapraz sistemlerde açıklığın 1 / 5-1 / 4'üne kadar çıkma olan konsolların kullanılması çok faydalıdır. Çalışmalarının mekansal doğasını kullanarak çapraz kaplamaların rasyonel desteği, kullanımlarını optimize etmenize ve çeşitli boyutlarda kaplamalar dikmenize ve aynı tip prefabrike prefabrik elemanlardan destek almanıza olanak tanır.
Çapraz nervürlü kaplamalarda nervürler arası mesafe 1,5 m ile 6 m arasında kullanılır Çapraz nervürlü kaplamalar çelik, betonarme, ahşap olabilir.
Keson şeklinde betonarme çapraz nervürlü kaplamalar, 36 m'ye kadar açıklıklarla rasyonel olarak kullanılabilir, büyük açıklıklar için çelik veya betonarme makas kullanımına geçmelisiniz.
24 bedene kadar Ahşap Haç Örtüleri × 24 m kontrplaktan yapılmıştır ve tutkal ve çivilere yapışır.
Çapraz kafes kiriş kullanımına bir örnek, 1954 yılında mimar Van Der Rohe (ABD) tarafından yürütülen Chicago'daki Kongre Salonunun tasarımı olabilir. Salon kapsama boyutları 219,5 × 219.5 m (Şek. 24, a).
Pirinç. Metalden yapılmış 24 çapraz nervürlü kaplama
Salonun yapıların tepesine kadar yüksekliği 34 m'dir.Çapraz yapılar, 9,1 m yüksekliğinde çapraz ızgaralı paralel kayışlara sahip çelik kafes kirişlerden yapılmıştır.Tüm yapı 24 destek üzerine oturmaktadır (her iki tarafta 6 destek) kare).
1960 yılında Mosproekt projesine göre inşa edilen Sokolniki'deki (Moskova) sergi pavyonunda 46 büyüklüğünde bir kesit kaplama sistemi kullanıldı. × 46 8 sütun tarafından desteklenen alüminyum kafes kirişlerden m Kafeslerin eğimi 6 m, yüksekliği 2.4 m'dir Çatı 6 m uzunluğunda alüminyum panellerden yapılmıştır (Şekil 24, b)
VNIIZhelezobeton Enstitüsü, TsNIIEPzhilishcha ile birlikte 64 çapraz çapraz kaldırım boyutunda orijinal bir yapı geliştirdi × 64 m, prekast beton elemanlardan yapılmıştır. Kaplama, kare 48'in kenarlarında bulunan 24 sütun üzerine oturmaktadır. × 48 m olup, 8 m uzantılı bir açıklık ve bir konsoldan oluşur.Sütun aralığı 8 m'dir.
Bu tasarım, uygulamasını Moskova'daki Lomonosov Caddesi'ndeki Mobilya Evi'nin yapımında (yazarlar A. Obraztsov, M. Kontridze, V. Antonov, vb.) 5,66 m uzunluğunda elemanlar buldu (Şekil 25). Kaplamanın kapalı elemanı, üzerine çok katmanlı bir su yalıtım halısının serildiği hafif prefabrike yalıtımlı bir levhadır.
Metalden yapılmış çubuk uzaysal yapılar, düzlemsel kafes yapılarının daha da geliştirilmesidir. Çok önemli bir mekansal yapı ilkesi eski zamanlardan beri insanlık tarafından bilinmektedir, Moğol yurtlarında ve tropik Afrika sakinlerinin kulübelerinde ve Orta Çağ'ın çerçeve binalarında ve zamanımızda kullanılmıştır. bisiklet, uçak, vincin vb. yapıları
Bar boşluk yapıları dünyanın birçok ülkesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. bu, üretimlerinin basitliği, kurulum kolaylığı ve en önemlisi endüstriyel üretim olasılığından kaynaklanmaktadır. çubuğun uzamsal yapısının şekli ne olursa olsun, içinde her zaman üç tip eleman ayırt edilebilir: düğümler, bağlantı çubukları ve bölgeler. belirli bir düzen içinde birbirine bağlanan bu elemanlar düz mekansal sistemler oluşturur.
Bar yapılarının mekansal sistemleri şunları içerir:
Çekirdek yapısal plakalar (şek. 26);
Kafes kabuklar (silindirik ve konik kabuklar, transfer kabukları ve kubbeler) (Şek. 27).
Bar mekansal yapılar tek kuşaklı, çift kuşaklı ve çok kuşaklı olabilir. Örneğin, yapısal levhalar iki kuşakla yapılır ve ağ kubbeleri ve sıradan açıklıklara sahip silindirik kabuklar tek kuşaklıdır.
Düğümler ve bağlantı çubukları, aralarındaki alanı (bölgeyi) oluşturur. bölgeler bir tetrahedron, altı yüzlü (küp) oktahedron, dodecahedron, vb. şeklinde olabilir. bölgenin şekli çubuk sisteminin sertliğini sağlayabilir veya sağlamayabilir, örneğin tetrahedron, oktahedron ve ikosahedron rijit bölgelerdir. Tek katmanlı örgü kabuklar için stabilite sorunu, ince duvarlı kabuklar gibi sözde "yakalama" olasılığı ile ilişkilidir (Şekil 26).
Pirinç. 26 Metalden yapılmış çubuk yapılar
Enjeksiyon ? yüz dereceden çok daha az olabilir. Yakalamanın kendisi, tüm ağ yapısının çökmesine yol açmaz; bu durumda yapı, başka bir kararlı denge yapısı kazanır.
Bar yapılarında kullanılan düğüm bağlantıları, bar sisteminin yapısına bağlıdır. Bu nedenle, tek katmanlı örgü kabuklarda, düğümlerin "yapışmasını" önlemek için çubukların yüzeye dik yönde rijit bir şekilde sabitlendiği düğüm bağlantıları kullanılmalıdır ve genel olarak çok kayışlı sistemlerde olduğu gibi yapısal plakalarda, düğümlerdeki çubukların sert bağlantısı gerekli değildir. düğüm bağlantısının tasarımı, çubukların mekansal düzenlemesine ve üreticinin yeteneklerine bağlıdır.
Dünya pratiğinde kullanılan en yaygın çubuk bağlantı sistemleri şunlardır:
"Meko" sistemi (şekilli bir eleman kullanarak dişli bağlantı - bir top), üretim ve kurulum kolaylığı nedeniyle yaygınlaşmıştır (Şekil 28, c);
Üst kiriş düzleminde birbirine cıvatalarla bağlanan ve alt kiriş düzleminde parantezlerle bağlanan piramidal, prefabrik elemanların "uzay-güverte" sistemi (Şekil 28, a);
Dairesel veya küresel bağlantı parçaları kullanarak kaynak yapmak için çubukların bağlanması (Şekil 28, b);
Çubukların cıvatalar vb. Üzerinde bükülmüş köşebentler kullanılarak bağlanması (Şek. 28, d); çekirdek (yapısal) levhalar aşağıdaki temel geometrik şemalara sahiptir:
İki kayış çubuğu ailesine sahip iki kayışlı yapı;
Üç kayış çubuğu ailesine sahip iki kayışlı yapı;
Dört kayış çubuğu ailesine sahip iki kayışlı yapı.
Birinci yapı günümüzde en basit ve en çok kullanılan yapıdır. Düğüm bağlantılarının basitliği ile karakterize edilir (bir düğümde dokuzdan fazla çubuk bir araya gelmez), planda dikdörtgen olan üst üste binen odalar için uygundur. Yapısal levhanın yapısal yüksekliği, açıklığın 1/20 ... 1/25'i olarak kabul edilmiştir. 24 m'ye kadar normal açıklıklarda, döşeme yüksekliği 0.96 ... 1.2 m'dir, yapı aynı uzunluktaki çubuklardan yapılmışsa, bu uzunluk 1.35 ... 1.7 m'dir. ek geçişler veya çıtalar olmaksızın sıradan çatı kaplama elemanları (soğuk veya yalıtımlı) ile kaplanmalıdır. önemli döşeme açıklıkları ile, kirişlerin çatı altında düzenlenmesi gerekir, çünkü 48 m'lik bir açıklıkla, döşeme yüksekliği yaklaşık 1,9 m ve çubukların uzunluğu yaklaşık 2,7 m olacaktır.Yapısal döşemelerin kullanım örnekleri yapım aşamasında Şekil l'de gösterilmektedir. 29. Örgü silindirik kabuklar, aynı hücrelerle çubuk ağlar şeklinde yapılır (Şekil 27). En basit örgü silindirik kabuk, düz bir üçgen örgünün bükülmesiyle oluşturulur. ancak silindirik bir ağ kabuğu, bir eşkenar dörtgen ağ ile kolayca elde edilebilir. Bu kabuklarda düğümler, çift eğrilik gibi kabuğun taşıma kapasitesini artıran farklı yarıçaplardaki yüzeylerde bulunur. Bu etki, üçgen bir çubuk ağ ile de elde edilebilir.
Pirinç. 28 Çubuk yapılarda bazı düğüm bağlantıları
Çift kavisli bir yüzeye sahip olan ağ kubbeler, genellikle çeşitli uzunluklarda çubuklardan yapılır. şekilleri çok çeşitlidir (Şekil 27, a). Mühendis Futtler (ABD) tarafından oluşturulan jeodezik kubbeler, kubbe yüzeyinin farklı uzunluklardaki çubuklar veya farklı boyutlardaki paneller tarafından oluşturulan eşkenar küresel üçgenlere bölündüğü bir yapıdır. Kafes konik kabuklar, tasarım olarak ağ kubbelerine benzer, ancak sertlik açısından onlardan daha düşüktür. Avantajları, çatı kaplamasının elemanlarının kesilmesini kolaylaştıran açılabilir bir yüzeydir. Örgü konik kabukların geometrik yapısı, düzenli çokgenlerin şekilleri üzerine inşa edilebilirken, üç, dört veya beş eşkenar üçgen koninin tepesinde birleşebilir. Sistemdeki tüm çubuklar aynı uzunluğa sahiptir, ancak kabuğun bitişik yatay kirişlerindeki açılar değişir. Kafes kabukların diğer biçimleri Şekil E 27, b, c, e'de gösterilmiştir. Yapısal plakalar gibi uzaysal çubuk yapılardaki çatı kaplamaları, çelik yapılar için yaygın olarak kullanılanlardan çok az farklıdır. tek ve çift eğrilik ağ kaplamaları farklı şekilde çözülür. Hafif ısı yalıtım malzemeleri kullanıldığında, bu kaplamalar kural olarak ısı mühendisliği gereksinimlerini karşılamaz (kışın soğuk, yazın sıcak). ısı yalıtımı olarak en uygun malzemeyi - gözenekli köpüğü önerebiliriz.
Monolitik (dökme çatı kaplama yöntemi) ve prefabrik olabilir, kaplamaların betonarme prefabrik elemanlarının yapıldığı kalıplara doğrudan döşenebilir vb. bu malzeme hafiftir (yoğunluk 200 kg/m 3), zor yanıcıdır ve çimento şapı gerektirmez. Diğer yarı sert ve yumuşak sentetik yalıtım malzemeleri de kullanılmaktadır.
Şu anda en umut verici olanı, mastik renkli çatıların kullanımı olarak düşünülmelidir, çünkü bunlar, su geçirmezlik sorunuyla eşzamanlı olarak, ülkemizde çift eğrilik kaplamalar için özellikle önemli olan yapıların görünümü sorunlarını çözer, "çatı" " Çatının çeşitli renk tonlarını elde etmenizi sağlayan mastik kullanılır (geliştirilmiş niiprojectpolimerroof). Çatı yüzeyinin görünmediği yapılarda çatı kaplama keçesi halı veya sentetik film ve kumaşlar kullanılabilir. güzel sonuçlarüzerlerine sert bir sentetik yalıtım damgalı oluklu alüminyum pirinçten yapılmış çatı çantalarının kullanılmasına izin verir.
Çatıyı metalik pirinç malzemelerle kaplamak ekonomik olarak mümkün değildir. Çatı yüzeyinden drenaja her durumda ayrı ayrı karar verilir.
5. Asma (kablolu) yapılar
1834'te bir tel halat icat edildi - olağanüstü özellikleri nedeniyle inşaatta çok geniş uygulama alanı bulan yeni bir yapısal eleman - yüksek mukavemet, düşük ağırlık, esneklik, dayanıklılık. İnşaatta, tel halatlar önce asma köprüler için taşıyıcı yapılar olarak kullanıldı ve daha sonra geniş açıklıklı asma çatılarda yaygınlaştı.
Modern kablolu yapıların gelişimi 19. yüzyılın sonunda başladı. 1896'da Nizhny Novgorod sergisinin yapımında Rus mühendis V.G. Shukhov, bükülme için rijit elemanların işinin, gerilimdeki esnek kabloların işi ile değiştirildiği, mekansal olarak çalışan bir metal yapı kullanan ilk kişiydi.
1 Asılı kapak
Asma kaplamalar, hemen hemen her türlü plan konfigürasyonuna sahip binalarda kullanılır. Asma çatılı yapıların mimari görünümü çeşitlidir. Kapakları asmak için teller, lifler, çelik, cam, plastik ve ahşaptan yapılmış çubuklar kullanılır. Yüzyılın başından beri ülkemizde 120'den fazla asma çatılı bina yapılmıştır. Yerli bilim, bilgisayar kullanarak asılı sistemleri ve yapıları hesaplamak için bir teori yarattı.
Şu anda yaklaşık 500 m açıklığa sahip kaplamalar var.Asma kaplamalarda, taşıyıcı elemanlarda (kablolar) 1 m'de yaklaşık 5-6 kg çelik tüketilir. 2örtüşen alan. Askılı yapılar yüksek derecede hazırlığa sahiptir ve kurulumları basittir.
Asılı kapağın stabilitesi, esnek kabloların (kabloların) stabilizasyonu (ön gerdirme) ile sağlanır. Kabloların stabilizasyonu, tek kayışlı sistemlerde yükleme, iki kayışlı sistemler (kablo makasları) oluşturularak ve çapraz sistemlerle (kablo ağları) kabloların kendiliğinden gerilmesi ile sağlanabilir. Ayrı kabloların stabilize edilme şekline bağlı olarak, asma yapılar için çeşitli levhalar oluşturulabilir (Şekil 30, 1).
Tek kavisli asma kaplamalar, tek kablolu ve iki kayışlı kablolu sistemlerdir. Tek ip sistemi (Şekil 30, 1, a), içbükey bir yüzey oluşturan paralel elemanlardan (ipler) oluşan kaplamanın destekleyici bir yapısıdır.
Bu sistemin kablolarını stabilize etmek için prekast beton plakalar kullanılmaktadır. Kaplama yapısındaki monolitik halatlar durumunda, asılı bir kabuk elde edilir. Kablolardaki çekme kuvvetlerinin büyüklüğü, açıklığın ortasındaki sarkmalarına bağlıdır. optimum sarkma değeri, açıklığın 1 / 15-1 / 20'sidir. Dikdörtgen binalar için paralel tek kablolu kablo askılı kaplamalar kullanılır. Kabloların askı noktalarının destek konturuna farklı seviyelerde yerleştirilmesi veya onlara farklı sarkma okları verilmesiyle, kaplamadan harici drenaja izin verecek şekilde uzunlamasına yönde bir eğrilik ile kaplama yapmak mümkündür. İki kayışlı bir kablo gergi sistemi veya bir kablo kirişi, farklı eğriliklere sahip yük taşıyan ve dengeleyici kablolardan oluşur. Üzerlerindeki kaplamalar küçük bir kütleye sahip olabilir (40-60 kg/m 2). Destekleyici ve stabilize edici kablolar çubuklarla bağlanır yuvarlak bölüm veya kablo kılavuzları. Çapraz bağlantılı iki kayışlı askılı sistemlerin avantajı, dinamik etkiler altında çok güvenilir olmaları ve düşük deforme olabilmeleridir. Üst kayış için kablo kafes kayışlarının sarkmasının (kaldırma) optimal boyutu 1 / 17-1 / 20'dir, alt kayış için açıklığın 1 / 20-1 / 25'idir (Şek. 30, Şek. 1, c). İncirde. 31, tek eğrilik kablolu kaplamaların örneklerini göstermektedir. Çift kavisli kablo destekli kaplamalar, tek kablo ve iki kayışlı sistemlerin yanı sıra çapraz sistemler (kablo ağları) ile temsil edilebilir. Tek kablo sistemleri kullanan kaplamalar, çoğunlukla yuvarlak planlı ve radyal kablo yerleşimi olan odalarda gerçekleştirilir. Kablolar bir ucu sıkıştırılmış destek halkasına ve diğer ucu gerilmiş merkezi halkaya bağlanır (Şekil 30, Şekil 1, b). Desteğin merkezinde kurulum imkanı. İki kayışlı sistemler, tek kavisli bindirmelere benzer şekilde benimsenmiştir.
Pirinç. 31 Tek eğrilikli kablolu kaplama örnekleri
Yuvarlak planlı kaplamalarda, destekleyici ve stabilize edici kabloların nispi konumunun aşağıdaki varyantları mümkündür: kablolar merkez halkadan destekleyici olana doğru uzaklaşır veya birleşir, kablolar merkezde ve kenarda birbirinden ayrılarak kesişir. kaplamanın çevresi (Şek. 30). Çapraz sistem (tel örgü), kesişen iki paralel tel ailesinden (destek ve stabilizasyon) oluşur. Bu durumda, kaplamanın yüzeyi eyer şeklindedir (Şekil 30, Şekil 1, d). Stabilize edici kablolardaki ön gerilim kuvveti, kesişme düğümlerinde uygulanan yoğun kuvvetler şeklinde destekleyici kablolara iletilir. çapraz sistemlerin kullanılması, çeşitli kablolu kaplama formlarının elde edilmesini sağlar. çapraz askılı sistemler için, dengeleyici kabloların en uygun kaldırma bomu, açıklığın 1 / 12-1 / 15'i kadardır ve destekleyici kabloların sarkması, açıklığın 1 / 25-1 / 75'idir. bu tür kaplamaların montajı zahmetlidir. İlk olarak 1950 yılında Matthew Novitzky tarafından kullanılmıştır. kuzey Carolina). Çapraz sistem, prefabrike hafif beton veya güçlendirilmiş çimento levhalar şeklinde hafif çatı kaplamalarının kullanılmasına izin verir.
İncirde. 31 ve 32, tek ve çift eğrilikli kablo destekli kaplamaların örneklerini göstermektedir. Kablo destekli kaplamanın şekli ve kaplanacak yapının planının ana hatları, kaplamanın destekleyici konturunun geometrisini ve dolayısıyla destekleyici (destekleyici) yapıların şeklini belirler. Bu yapılar, sabit veya değişken yükseklikte direklere sahip düz veya uzaysal çerçevelerdir (çelik veya betonarme). destekleyici yapının elemanları kirişler, payandalar, payandalar, gergi telleri ve temellerdir. Destekleyici yapılar, kabloların (kabloların) ankrajının yerleştirilmesini, kablolardaki kuvvetlerden yapının tabanına reaksiyonların aktarılmasını ve deformasyonları sınırlamak için kaplamanın sert bir destek konturunun oluşturulmasını sağlamalıdır. kablolu sistem.
Dikdörtgen veya kare kaplamalarda kablolar (kablo makasları) genellikle birbirine paraleldir. İtki aktarımı birkaç şekilde gerçekleştirilebilir:
Uç diyaframlarda (sağlam duvarlar veya payandalar) düz bir kaplamaya yerleştirilmiş sert kirişler aracılığıyla; ara payandalar, kablolardaki kuvvetlerin dikey bileşenlerinin sadece bir kısmını algılar (Şekil 33, c);
İtme kuvvetlerinin doğrudan gerilmiş veya sıkıştırılmış çubuklardan (dirmeler, payandalar) oluşan sert çerçevelere veya payandalara aktarılmasıyla, kablo düzleminde bulunan çerçevelere itme aktarımı. Çerçeve payandalarının payandalarında ortaya çıkan büyük çekme kuvvetleri, zemindeki özel ankraj cihazlarının yardımıyla, masif temeller veya konik (içi boş veya katı) betonarme ankrajlar şeklinde algılanır (Şekil 33, b);
İtkinin kablo kılavuzları aracılığıyla iletilmesi, itme algısının en ekonomik yoludur; adamlar bağımsız direklere ve ankraj temellerine takılabilir veya bir direk veya bir ankraj cihazı için birkaç adam tarafından birleştirilebilir (Şek. 33, a).
Dairesel çatılarda halatlar veya kablo makasları radyal olarak düzenlenmiştir. Kaplamaya eşit olarak dağıtılmış bir yük uygulandığında, tüm kablolardaki kuvvetler aynıdır ve dış destek halkası eşit olarak sıkıştırılır. Bu durumda ankraj temellerine gerek yoktur. Yük eşit değilse, destek halkasında dikkate alınması gereken eğilme momentleri oluşabilir ve aşırı momentlerden kaçınılmalıdır.
Dairesel kaplamalar için, destekleyici yapılar için üç ana seçenek kullanılır:
İtkinin yatay dış destek halkasına aktarılmasıyla (Şek. 33, d);
Kablolardaki kuvvetlerin eğimli dış halkaya aktarılması ile (Şekil 33, e);
İtkinin eğimli kontur kemerlerine aktarılması ile desteklenen
kaplamadan dikey kuvvetleri algılayan bir sıra rafta (Şek. 33, f, g).
Kemerlerdeki çabaları algılamak için topukları masif temeller üzerinde desteklenir veya puflarla bağlanır. Halatlardan kafes hesaplama teorisi artık tamamen geliştirildi, çalışan formüller ve bilgisayar programları var.
2 Askıya alınmış kablolu yapılar
Diğer asma çatı tiplerinden farklı olarak asma çatılarda taşıyıcı kablolar çatı yüzeyinin üzerinde bulunur.
Asma kaplamaların destek sistemi, ya ışık huzmeleri taşıyan ya da doğrudan levhaları kaplayan dikey veya eğimli askılara sahip kablolardan oluşur.
Kablolar, boyuna ve enine yönlerde desteklenerek raflara sabitlenir.
Asma zeminler herhangi bir geometrik şekle sahip olabilir ve herhangi bir malzemeden yapılabilir.
Asma halatlı yapılarda, taşıyıcı raflar boyuna veya enine yönlerde bir, iki veya birkaç sıra halinde yerleştirilebilir (Şekil 34).
Askıya alınmış kablo destekli yapılar kurarken, kablolardaki gerilimi dengelemek için destekler yerine, kaplamaların konsol çıkıntıları kullanılabilir.
dan birkaç örnek pratik yapı.
Şeffaf plastik çatılı asma kapak ilk olarak 1949'da Milano'da (İtalya) bir otobüs istasyonunun üzerine inşa edildi. Kablo sistemi tarafından eğimli kaplama, eğimli yatak raflarından asılır. Denge, kaldırım kenarlarına takılan özel desteklerle sağlanır.
Squawwelli'deki (ABD) Olimpiyat Stadı'nın asma çatısı. Stadyum 8.000 seyirci kapasitelidir. Plandaki boyutları 94.82 × 70.80 m asılı kapak, kablolarla desteklenen sekiz çift eğimli kutu şeklinde değişken kesitli kiriş ile temsil edilir. Kablolar, her 10.11 m'de bir monte edilen 2 sıra rafa dayanır Kirişler boyunca aşıklar döşenir ve bunlar boyunca 3,8 m uzunluğunda bir kutu kesitli levha vardır Destekleyici kablolar - kabloların çapı 57 mm'dir. Asma yapıların tasarımında asıl mesele, asmaların korozyondan korunmasıdır. açık havada ve askıların çatıdan geçişi için düğümlerin çözümü. Bunun için, paslanmayı önlemek için, periyodik kontrol ve boyama için mevcut kapalı profil veya profil çeliğinden galvanizli halatların kullanılması tavsiye edilir.
3 Sert kablo kaplamaları ve membranlar
Sert bir kablo, şekillendirilmiş metalden yapılmış, eksensel olarak birbirine bağlanmış ve destekler üzerindeki uç noktaları sabitlerken serbestçe sarkmış bir iplik oluşturan bir dizi çubuk elemandır. Rijit kabloların birbirine ve destekleyici yapılara bağlantısı, karmaşık ankraj cihazlarının ve yüksek vasıflı işgücünün kullanılmasını gerektirmez.
Bu kaplamanın ana avantajı, özel rüzgar bağları ve ön gerilim yüklemesi olmaksızın rüzgar emişinin ve dalgalanmanın (esneme-burulma titreşimleri) etkilerine karşı yüksek direncidir. Bu, sert kabloların kullanılması ve kaplama üzerindeki sabit yükün artması sayesinde elde edilir.
Çeşitli pirinç malzemelerinden (çelik, alüminyum alaşımları, sentetik kumaşlar, vb.) yapılmış asılı kabuklara yaygın olarak membran denir. Membranlar fabrikada üretilip şantiyeye sarılarak teslim edilebilir. Bir yapısal eleman, yataklama ve kapatma işlevlerini birleştirir.
Membran kaplamaların etkinliği, ağır çatılar yerine ön gerdirme ve rijitliklerini artırmak için özel bir ağırlık kullanılması durumunda artar. Membran kaplamaların sarkma oku açıklığın 1/15-1/25'i kadar alınır.
Kontur boyunca, membran çelik veya betonarme bir destek halkasından asılır.
Membran, planın herhangi bir geometrik şekli için kullanılır. Dikdörtgen plandaki membranlar için yuvarlak bir plan üzerinde silindirik bir kaplama yüzeyi kullanılır - küresel veya konik (açıklık 60 m ile sınırlıdır).
4 Kombine sistemler
Geniş açıklıklı yapılar tasarlarken, basit bir yapısal elemanın (örneğin kirişler, kemerler, levhalar) gerilmiş bir kablo ile bir kombinasyonunun kullanılmasının tavsiye edildiği binalar vardır. Bazı birleşik yapı levhaları uzun zamandır bilinmektedir. Bunlar, kiriş kirişinin sıkıştırmada çalıştığı ve metal bir çubuk veya kablonun çekme kuvvetlerini algıladığı kafes yapılardır. Daha karmaşık yapılarda, yapısal şemayı basitleştirmek ve bundan dolayı geleneksel geniş açıklıklı yapılara kıyasla ekonomik bir etki elde etmek mümkün hale geldi. Kemer çiftliği, Leningrad'daki Zenith Spor Oyunları Sarayı'nın yapımında kullanıldı. bina dikdörtgen planlıdır, boyutları 72 × 126 m.Bu salonun taşıyıcı çerçevesi, 12 m aralıklı on enine çerçeve ve iki ucu yarı ahşap duvar şeklinde tasarlanmıştır. çerçevelerin her biri, iki eğimli v-şekilli sütun-dikme, dört sütun bağı ve iki kemer-kablo gergi kirişinden oluşan bir blok şeklinde yapılmıştır. her bloğun genişliği 6 m'dir.Betonarme kolonlar- payandalar tabanda sıkıştırılır ve kemer-kablo destekli kafes kirişe menteşeli olarak bitişiktir. Guy kolonları üstte ve altta menteşelidir. itme kuvvetlerinin dengelenmesi esas olarak kapağın kendisinde gerçekleşir. Bu şekilde, bu sistem, dikdörtgen bir plan üzerinde desteklerin, payandaların veya diğer özel cihazların ayarlanmasını gerektiren tamamen kablolu yapılarla olumlu bir şekilde karşılaştırılır. Kabloların ön gerilmesi, belirli tip yükler altında meydana gelen kemerdeki momentlerde önemli bir azalma sağlayacaktır.
Çelik kemerin bölümü 900 mm yüksekliğinde I-kirişlidir. Kablolar, sıvı ankrajlı kapalı halatlardan yapılmıştır.
Plan 12'deki ölçülere sahip dokuz bölümü kapatmak için makaslarla güçlendirilmiş betonarme döşeme kullanıldı. × 12 Kiev'de m mağaza. Sistemin her bir hücresinin üst kayışı, dokuz plaka boyutundadır. 4 × 4 m. alt kiriş çapraz takviye çubuklarından yapılmıştır. Bu çubuklar, köşe döşemelerinin diyagonal kenarlarına menteşelenir, bu da içindeki sistemin kuvvetlerini kapatmayı mümkün kılar, sadece dikey yükü kolona aktarır.
5 Kablo destekli kaplamaların yapısal elemanları ve detayları
Tel halatlar (halatlar). kablolu kaplamaların ana yapısal malzemesi - 220 kg / mm'ye kadar çekme mukavemeti ile 0,5-6 mm çapında soğuk çekilmiş çelik telden yapılmıştır 2... Birkaç çeşit halat vardır:
Spiral kablolar (Şekil 35, 1, a), üzerine birkaç sıra yuvarlak telin art arda sol ve sağ yönlerde spiral olarak sarıldığı merkezi bir telden oluşur;
Çok telli kablolar (Şek. 35, Şek. 1, b), üzerine tel tellerin tek taraflı veya çapraz bükümle sarıldığı bir çekirdekten (kenevir ipi veya tel büküm) oluşur (teller bir spiral döşemeye sahip olabilir) bu durumda kabloya spiral telli ;
Kapalı veya yarı kapalı kablolar (Şekil 35, Şekil 1, c, d), etrafına kıvrık kesitli tel sıralarının sarıldığı, sıkı olmalarını sağlayan bir çekirdekten (örneğin, bir spiral kablo şeklinde) oluşur. uygun (yarı kapalı bir çözümle, kablonun yuvarlak ve kıvırcık tellerden bir sıra sargısı vardır);
Dikdörtgen veya çokgen kesitli ve belirli mesafelerde birbirine bağlı veya ortak bir kılıf içine alınmış paralel tellerin kabloları (demetleri) (Şekil 35, Şekil 1, e);
Sağ veya sol bükümlü bir dizi bükülmüş kablodan (genellikle dört telli) oluşan, tel veya ince tel şeritlerle tek veya çift delme ile bağlanmış düz bant kablolar (Şek. 35, Şek. 1, e), güvenilir korozyona karşı koruma. Aşağıdaki korozyon önleyici koruma yöntemleri mümkündür: galvanizleme, boya ve vernik kaplamaları veya yağlayıcılar, plastik bir kılıfla kaplama, kılıf içine bitüm veya çimento harcı enjeksiyonu ile pirinç çeliğinden yapılmış bir kılıfla kaplama, beton kaplama.
Kabloların uçları, ucunun mukavemetinin kablonun mukavemetinden az olmaması ve kablodan diğer yapı elemanlarına kuvvetlerin aktarılmasını sağlayacak şekilde yapılmalıdır. Kabloların geleneksel uç sabitleme türü, kablonun ucu kabloya dokunmuş şeritlere açıldığında örgülü bir halkadır (Şekil 35, Şekil 2, a). bağlantıda eşit kuvvet aktarımı sağlamak için halkaya bir yüksük yerleştirilir. kabloların uzunluğu boyunca, kapalı bağlantılar dışında bir örgü ile birleştirilirler. Kabloları sabitlemek ve birleştirmek için örgüler yerine, genellikle kelepçe bağlantıları kullanılır:
İç boyutları kablonun çapına karşılık gelen hafif metalden yapılmış oval bir kuplajın içine ilmek sabitlemeli kablonun her iki koluna bastırılması (Şekil 35, Şekil 2, b);
Vida bağlantıları, kablonun ucu, bir vida dişi ile çubuğun etrafına döşenen ve daha sonra hafif metalden yapılmış bir manşona bastırılan tellere ayrıldığında (Şekil 35, Şekil 2, c);
Gerilmiş kablolar için tavsiye edilmeyen kelepçelerle sabitleme (Şekil 35, Şekil 2, e, j), zamanla zayıfladıkları için gerilmiş kablolar için tavsiye edilmez;
Halatların metal dolgu ile sabitlenmesi (Şekil 35, Şekil 2, f, g), halatın ucu açıldığında, temizlenir, yağdan arındırılır ve özel bir manşon ucunun konik iç boşluğuna yerleştirilir ve ardından manşon erimiş kurşun veya kurşun-çinko alaşımı ile dökülür ( betonla dökülebilir);
İnşaatta nadiren kullanılan kabloların kama ile sabitlenmesi;
Gerdirmeler (Şek. 35, Şekil 2, d), kabloların kurulum sırasında uzunluklarını ve ön gerilimlerini ayarlamak için kullanılır. Ankraj üniteleri, kablolardaki kuvvetleri absorbe etmek ve destek yapılara aktarmak için kullanılır. öngerilmeli askılı çatılarda, kabloların ön gerdirilmesi için de kullanılırlar. Şekil E 35, şek. Şekil 2, ve sıkıştırılmış bir destek halkasında dairesel bir kablo destekli kaplamanın bir radyal kablosunun ankrajını göstermektedir. Kablonun eğim açısı değiştiğinde serbest hareket etmesini sağlamak için destek halkası ve bitişiğindeki kaplama kabuğunda bitümle doldurulmuş konik manşonlar düzenlenmiştir. sert destek halkası ve esnek kabuk, bir genleşme derzi ile ayrılır.
Kaplamalar ve çatılar, kablolu sistemin tipine bağlı olarak, ağır veya hafif bir kaplama yapısı kullanır.
Ağır kaldırımlar betonarme yapılmıştır. kütleleri 170-200 kg / m2'ye ulaşır 2, prefabrik kaplamalar için, düz veya nervürlü levhalar dikdörtgen veya yamuk anahat. prefabrik döşemeler genellikle kablolar arasına asılır ve döşemeler arasındaki dikişler monolitiktir.
40-60 kg / m ağırlığında hafif kaplamalar 2Genellikle, ısı yalıtımı yoksa veya alttan tutturulmuşsa, aynı anda çit ve çatının taşıyıcı elemanları olarak işlev gören büyük boyutlu çelik veya alüminyum profilli incirlerden yapılırlar. Şekil o üzerine ısı yalıtımı yapılırken ek bir çatı kaplaması gerekir. Panellerin içine izolasyon yerleştirilmesi ile hafif metal panellerden hafif kaplamalar yapılması tavsiye edilir.
6. Dönüştürülebilir ve pnömatik kaplamalar
1 Dönüştürülebilir kaplamalar
Dönüştürülebilir kaplamalar, kolayca monte edilebilen, yeni bir yere taşınabilen ve hatta yapının yeni bir yapısal çözümle tamamen değiştirilebilen kaplamalardır.
Modern kamu binalarının mimarisinde bu tür yapıların gelişmesinin nedenleri çok çeşitlidir. Bunlar: yapıların işlevlerinin hızla eskimesi, yeni hafif ve dayanıklı yapı malzemelerinin ortaya çıkması, insanların çevreye daha yakın olma eğilimi, yapıların peyzaja hassas bir şekilde oturması ve son olarak artan sayıda geçici bina veya insanların düzensiz kalışı.
Hafif katlanabilir yapılar oluşturmak için, her şeyden önce, betonarme, betonarme, çelik, ahşaptan yapılmış çevre yapılarını terk etmek ve binaları korumayı mümkün kılan hafif kumaş ve film kaplamalara geçmek gerekiyordu. hava faktörleri (yağmur, kar, güneş ve rüzgar), ancak neredeyse konforlu bir şekilde çözülmeyen psikolojik görevler: kötü hava koşullarından korunmanın güvenilirliği, dayanıklılık, ısı yalıtım işlevi vb. Dönüştürülebilir yapıların yük taşıma işlevleri çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilir . Buna göre üç ana gruba ayrılabilirler: termal kaplamalar, pnömatik yapılar ve dönüştürülebilir rijit sistemler.
2 Tente ve pnömatik yapılar
Tente pnömatik yapıları esasen membran kaplamalardır, ancak çevreleme işlevleri kumaş ve film malzemeleri tarafından gerçekleştirilir, destekleyici işlevler kablo ve direk sistemleri veya sert çerçeve yapıları ile tamamlanır. Pnömatik yapılarda yük taşıma işlevi hava veya diğer hafif gazlarla gerçekleştirilir. pnömatik ve tente yapıları yumuşak kabuk sınıfına aittir ve herhangi bir şekil verilebilir. özellikleri, sadece çekme kuvvetlerini algılama yeteneğidir. Yumuşak kabukları güçlendirmek için, korozyona dayanıklı çelik kalitelerinden veya normal çelikten yapılmış çelik kablolar kullanılır. polimer kaplama... Sentetikten yapılmış çok umut verici kablolar ve doğal lifler.
Kullanılan malzemelere bağlı olarak yumuşak kabuklar iki ana tipe ayrılabilir:
İzotropik kabuklar (metal incir ve folyodan, film ve incir plastiklerinden veya kauçuktan, yönlendirilmemiş lifli malzemelerden);
Anizotropik kabuklar (kumaşlardan ve takviyeli filmlerden, film veya kumaşlarla doldurulmuş tel ve halat ağlardan).
Tasarım gereği, yumuşak kabuklar aşağıdaki çeşitlere sahiptir:
Pnömatik yapılar - aşırı hava basıncı ile stabilize edilmiş yumuşak kapalı kabuklar (sırasıyla pnömatik çerçeve, pnömatik panel ve hava destekli yapılara bölünürler);
Uygun yüzey eğriliği seçimi ile şekil stabilitesinin sağlandığı tente kaplamaları (destekleyici kablolar yoktur);
Askılı tente, tente kabuğu ile birlikte çalışan bir kablo sistemi (kablolar) ile tüm yüzey üzerinde ve kenarlar boyunca güçlendirilmiş, tek ve çift eğrilikli yumuşak kabuklar şeklinde sunulur;
Kablo destekli kaplamalar, yalnızca yerel kuvvetleri algılayan ve esas olarak bir çit işlevini yerine getiren kablo örgü hücrelerinin pirinç, kumaş veya film dolgulu bir kablo sistemi (kablolar) şeklinde ana destekleyici yapıya sahiptir.
Pnömatik yapılar 1946'da ortaya çıktı. Pnömatik yapılar, içlerine enjekte edilen hava nedeniyle ön gerilmesi sağlanan yumuşak kabuklardır. Yapıldıkları malzemeler hava geçirmez kumaşlar ve güçlendirilmiş filmlerdir. Yüksek çekme mukavemetine sahiptirler, ancak herhangi bir strese dayanamazlar. Malzemenin yapısal özelliklerinin tam olarak kullanılması, çeşitli formların oluşmasına yol açar, ancak formlardan herhangi birinin belirli yasalara tabi olması gerekir. Yanlış tasarlanmış pnömatik yapılar, şekli bozan çatlak ve kıvrımların oluşması veya stabilite kaybı ile mimarın hatasını ortaya çıkaracaktır.
Bu nedenle, pnömatik yapı formları oluştururken, iç hava basıncı tarafından vurgulanan yumuşak kabukların doğasının izin vermediği belirli sınırlar içinde kalmak çok önemlidir.
Ülkemizde de dahil olmak üzere farklı ülkelerde çeşitli amaçlar için onlarca pnömatik yapı dikilmiştir. Endüstride, çeşitli depolama tesisleri için kullanılırlar, tarımda, hayvancılık çiftlikleri kurulur, sivil inşaatta geçici tesisler için kullanılırlar: sergi salonları, ticaret ve eğlence, spor tesisleri.
Pnömatik yapılar hava destekli, hava destekli ve birleşik olarak sınıflandırılır. Hava destekli pnömatik yapılar, atmosferin binde birinde aşırı hava basıncının oluşturulduğu sistemlerdir. Bu basınç, pratik olarak insanlar tarafından hissedilmez ve fanlar veya düşük basınçlı üfleyiciler kullanılarak korunur. Hava destekli bir bina aşağıdaki yapısal elemanlardan oluşur: esnek bir kumaş veya plastik kabuk, hava beslemesi için sabitleme cihazları ve sabit bir basınç farkının korunması. Yapının hava sızdırmazlığı, kabuk malzemesinin hava sızdırmazlığı ve taban ile sıkı bir ara yüz ile sağlanır. Giriş savağında, gövdenin çalışması sırasında hava tüketimini azaltan, dönüşümlü olarak açılan iki kapı bulunur. Hava destek yapısının tabanı, doğrudan düzleştirilmiş platform üzerine yerleştirilmiş, su veya kumla doldurulmuş, yumuşak malzemeden yapılmış bir kontur borusudur. Daha kalıcı yapılarda, kabuğun güçlendirildiği sağlam bir beton taban yapılır. Kabuğu tabana takma seçenekleri çeşitlidir.
Hava destekli yapıların en basit şekli, iç hava basıncından kaynaklanan gerilmelerin her noktada aynı olduğu küresel bir kubbedir. Küresel uçlu silindirik kabuklar ve toroidal kabuklar yaygın olarak kullanılmaktadır. Hava destekli mermilerin şekilleri, planlarına göre belirlenir. Hava destekli yapıların boyutları, malzemelerin mukavemeti ile sınırlıdır.
Bunları güçlendirmek için, iç desteklerin yanı sıra bir boşaltma halatları veya ağları sistemi kullanılır. Havayla taşınan yapılar, pnömatik çerçevelerin destek elemanlarının sızdırmaz boşluklarında aşırı hava basıncının oluşturulduğu pnömatik yapıları içerir. pnömatik çerçeveler, eğrisel veya doğrusal elemanlardan oluşan kemerler veya çerçeveler şeklinde sunulabilir.
Çerçevesi kemerler veya çerçeveler olan yapılar bir tente ile kaplanır veya tente ekleri ile bağlanır. gerekirse, yapı halatlar veya halatlar kullanılarak stabilize edilir. pnömatik kafesin düşük taşıma kapasitesi bazen pnömatik kemerlerin birbirine yakın düzenlenmesi ihtiyacını doğurur. Aynı zamanda yapı, hava kaynaklı yapıların özel bir türü - pnömatik paneller olarak kabul edilebilecek yeni bir kalite kazanır. Avantajları, yatak ve muhafaza fonksiyonlarının kombinasyonu, yüksek termal performans ve artan stabilitedir. Diğer bir tip, iki kabuktan oluşan pnömatik bir lens kaplamasıdır ve aralarındaki boşluğa basınç altında hava verilir. Pnömatik kabukların yardımıyla dikilmiş betonarme kabuklardan söz edilemez. Bu amaçla, pnömatik bir kasanın membranı boyunca zeminde bulunan bir takviye kafesine taze beton karışımı yerleştirilir. Beton bir film tabakası ile kaplanır ve zemine serilen pnömatik kasaya hava verilir ve beton ile birlikte betonun mukavemet kazandığı tasarım konumuna yükselir. bu şekilde kubbeli yapılar, düz konturlu sığ kabuklar ve diğer kaplama biçimleri oluşturulabilir.
Dönüştürülebilir rijit sistemler. kamu binalarını tasarlarken, bazen kötü havalarda kapağın kaymasını ve kapanmasını sağlamak gerekli hale gelir. Bu tür ilk yapı, Pittsburgh'da (ABD) bir stadyumun üzerindeki kubbe örtüsüydü. Kılavuzlar boyunca kayan kubbe kapıları, betonarme bir halkaya sağlam bir şekilde sabitlenmiş iki kapı için elektrik motorları yardımıyla hareket ettirildi ve özel bir üçgen şekli kullanılarak stadyumun üzerine çıktı. Moskova Mimarlık Enstitüsü, dönüştürülebilir kaplamalar için, özellikle 12 boyutunda katlanır bir çapraz kapak için çeşitli seçenekler geliştirdi. × 12 dikdörtgen profilli çelik borulardan m ve 0,6 m yükseklik. Katlanabilir çapraz yapı, karşılıklı olarak dik düz kafes kafes kirişlerden oluşur. Bir yöndeki kafes kirişler uçtan uca rijit tiptedir, diğer yöndeki kafes kirişler, rijit kafes kirişler arasındaki aralıkta bulunan bağlantılardan oluşur.
Enstitüde sürgülü kafes mekansal çatı yapıları da geliştirilmektedir. 15 numara × 15 m, 2 m yüksekliğinde, köşelerden desteklenmiş iki plaka şeklinde tasarlanmıştır. Kayar kafes, düğüm noktalarının kesişme noktalarında eksenel olarak bağlanan, köşebentlerin uçlarını menteşeli bir şekilde birleştiren bir açı profilinin çift kesişen çubuklarından oluşan bir destek sistemi şeklinde yapılır. Taşıma için katlandığında yapı 1.4 boyuta sahiptir. × 1.4 × 2.9 m ve 2.0 ton ağırlık Aynı zamanda hacmi tasarımdan 80 kat daha azdır.
Pnömatik yapıların elemanları. Hava destek yapıları, gerekli yapısal elemanlar olarak şunları içerir: kabuğun kendisi, yapıyı zemine sabitlemek için sabitleme cihazları, kabuğun kendisini tabana sabitlemek, giriş çıkış kilitleri, aşırı hava basıncını korumak için sistemler, havalandırma sistemleri, aydınlatma vb.
Kabuklar çeşitli şekillerde olabilir. Muhafazanın bireysel şeritleri birbirine dikilir veya yapıştırılır. gerekirse, sökülebilir bağlantılara sahip olun, fermuar, bağcık vb. kullanın. Sistemin dengesini sağlamak için kullanılan ankraj cihazları, balast ağırlıkları (prefabrike ve monolitik beton elemanlar, balast torba ve kapları, sulu hortumlar vb.), ankrajlar (100-350 mm çapında vidalı dübeller) şeklinde olabilir. , ara parça ve tutunma ankrajları, ankraj kazıkları ve döşemeler) veya yapının sabit yapıları. Kabuğun yapının tabanına sabitlenmesi, ya sıkıştırma parçaları ya da ankraj halkaları ya da balast torbaları ve halatlar kullanılarak gerçekleştirilir. sert bir montaj daha güvenilir, ancak daha az ekonomiktir.
Hava destekli tipte pnömatik yapıların kullanılması uygulaması. Binaları kapatmak için "hava silindirleri" kullanma fikri, 1917'de W. Lanchester tarafından ortaya atıldı. İlk kez 1945 yılında Burder firması (ABD) tarafından çok çeşitli yapıları (sergi salonları, atölyeler, tahıl ambarları, depolar, yüzme havuzları, seralar vb.) kapsayacak şekilde pnömatik yapılar kullanıldı. Bu şirketin en büyük yarım küre kabukları 50-60 m çapa sahipti İlk pnömatik yapılar, mimari ifade gereksinimlerine göre değil, panelleri kesmenin basitliği dikkate alınarak belirlenen formlarda farklılık gösterdi. İlk pnömatik kubbenin kurulumundan bu yana pnömatik yapılar, gelişmiş bir polimer kimyası endüstrisi ile dünyanın tüm ülkelerinde hızlı ve yaygın bir şekilde yayılmıştır.
Ancak pnömatik yapılara yönelen mimarların yaratıcı hayal gücü yeni formlar arıyordu. 1960 yılında, pnömatik bir kasanın altına yerleştirilmiş gezici bir sergi, bir dizi Güney Amerika başkentini gezdi. Formu sadece yapının işleviyle değil, aynı zamanda genel mimari konseptle de uyumlu hale getirmeye çalıştığı için, hala pnömatik mimarinin kaşifi olarak kabul edilmesi gereken mimar Victor Landi tarafından tasarlandı. Gerçekten de bina ilginç ve gösterişli bir şekle sahipti ve ziyaretçilerin ilgisini çekti (Res. 36). Bina uzunluğu 92 m, maksimum genişlik 38 m, yükseklik 16,3 m Toplam bindirme alanı 2500 m2 .
Bu yapı, kapağın iki kumaş kabuktan oluşması nedeniyle de ilgi çekicidir. Birbirlerinden sabit bir mesafede tutmak için, bir iç basınç derecesi kullanıldı. mermilerin her biri bağımsız enjeksiyon kaynaklarına sahiptir. Dış ve iç kabuk arasındaki boşluk, kabuğun yerel bir yırtılması durumunda kabuğun taşıma kapasitesini sağlamak için sekiz bölmeye ayrılmıştır. kabuklar arasındaki hava boşluğu, güneş enerjisiyle aşırı ısınmaya karşı iyi bir yalıtımdır ve bu da soğutma ünitelerine olan ihtiyacı ortadan kaldırmayı mümkün kılmıştır. Ziyaretçilerin girmesi için döner kapıların monte edildiği kabuğun uçlarına sert çerçeveler monte edilmiştir. Diyaframlar, güçlü hava kaynaklı tonozlar şeklinde giriş kanopileriyle birleştirilir. Bu tonozlar, büyük sergiler ve ekipman pavyona getirildiğinde bir hava kilidi oluşturan iki geçici esnek diyaframı barındırmaya hizmet ediyor.
Yapının şekli ve kumaş kaplamanın kullanımı, kapalı amfilerde iyi akustik koşullar sağlar. Tüm metal parçalar (kapılar, üfleyiciler, bağlantı elemanları vb.) dahil yapının toplam kütlesi 28 tondur. ulaşım sırasında bina 875 m2'lik bir hacim kaplar. 3ve bir demiryolu vagonuna sığar. İşçi sayısı 12 olan yapının kurulması 3-4 iş günü sürmektedir. Tüm kurulumlar vinç ekipmanı kullanılmadan zeminde gerçekleştirilmektedir. Kabuk 30 dakika içinde hava ile doldurulur ve 113 km / s'ye kadar rüzgar yüklerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır. pavyon projesinin yazarı mimar V. Landi'dir.
Reisting'deki (Almanya) uzay radyo istasyonu, mühendis U. 1964 yılında Baird (ABD), Hypalon kaplamalı iki katmanlı Dacron kumaştan yapılmış 48 m çapında yumuşak bir kabuğa sahiptir. Katmanlar halinde kumaşlar birbirine 45 derecelik bir açıyla yerleştirilir,
Bu, kabuğa biraz kesme sertliği verir. Kabuktaki iç basınç, 37-150 mm su sütunu aralığında olabilir (Şekil 36). Osaka Dünya Sergisi'ndeki (1970) Fuji sergi pavyonu mimar Murat tarafından tasarlandı ve ilerici teknik çözümler kullanan bir bina çözümü örneğidir. Köşk örtüsü, 5.0 m aralıklarla birbirine bağlanan 4 m çapında ve 72 m uzunluğunda 16 adet hava kemerinden oluşmakta olup, dış yüzeyi neopren kauçuk ile kaplanmıştır. Kemerli manşonlarda aşırı basınç - 0,08-0,25 atm. her iki kemer arasına, tüm yapıyı stabilize etmek için iki gerilmiş çelik kablo döşenir (Şekil 37).
Mimar W. Lundy ve mühendis Byrd, 1964 New York Dünya Fuarı için restoranlara ev sahipliği yapmak için birkaç pnömatik kubbe tasarladı. kubbeler piramitler veya küreler şeklinde düzenlenmiştir. parlak renkli filmlerden yapılmış kabuklar fevkalade zarif bir görünüme sahipti.
1959 yılında mühendis W. Brand tarafından yapılan Boston'daki (ABD) yazlık tiyatronun kaplaması, 43,5 m çapında ve merkezde 6 m yüksekliğinde dairesel disk şeklinde bir kabuktur.Çelik profillerden yapılmış halka. . kabuktaki fazla iç hava basıncı, sürekli çalışan iki üfleyici tarafından korunur ve 25 mm su sütunudur. kabuk yapısı ağırlığı 1,22 kg/m 2... kış için kapak kaldırılır.
Lozan'daki (İsviçre) tarım fuarındaki pavyon. Projenin yazarı F. Otto (Stuttgart), firma "Stromeyer" (Almanya). Hiperbolik bir parabolik şekle sahip "yelkenler" şeklindeki kaplama, 16,5 m yüksekliğindeki ankrajlara ve çelik direklere bağlanan kesişen öngerilmeli kablolar sistemi ile güçlendirilmiş, güçlendirilmiş polivinil klorür filmden yapılmış bir kabuktur. 38, a). Markkleeberg Tarım Fuarı'nda (GDR) açık oditoryum. Yazarlar: Dernek "Devag", Bauer (Leipzig), Ruehle (Dresden). 8, 10 ve 15 mm çapında bir öngerilmeli tel kablo sistemi şeklinde katlanmış bir kaplama, aralarında gerilmiş bir kılıf. Kapak, 16 esnek çelik payandadan asılır ve 16 ankraj cıvatasına desteklenir. Kapak, rüzgar basıncı ve 60 kg / m'ye eşit bir eğim için kablolu bir yapı olarak tasarlanmıştır. 2(Şek. 38) Dünya yapı sanatının asırlık gelişiminin tarihi, mekansal yapıların kamu binalarında oynadığı büyük role tanıklık etmektedir. birçok seçkin mimari eserde, mekansal yapılar organik olarak tek bir bütüne uyan ayrılmaz bir parçadır. Bilim adamlarının, tasarımcıların ve inşaatçıların çabaları, binaların çeşitli işlevsel organizasyonu için geniş fırsatlar yaratacak, tasarım çözümlerini sadece mühendislik açısından değil, aynı zamanda mimari ve sanatsal niteliklerini geliştirme açısından da geliştirecek yapılar yaratmayı amaçlamalıdır. . Tüm problem, yeni malzemelerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesiyle başlayıp, iç kompozisyon sorunlarıyla biten kapsamlı bir şekilde çözülmelidir. Bu, mimarların ve mühendislerin bir çözüm bulmasını sağlayacaktır. ana görev- modern çağa yakışır, işlevsel ve yapıcı olarak gerekçelendirilmiş, ekonomik ve mimari olarak anlamlı kamu binalarının ve çeşitli amaçlara yönelik yapıların toplu inşaatı.
Kullanılmış Kitaplar
1.Geniş açıklıklı yapılara sahip binalar - A.V. Demina
.Kamu ve endüstriyel binaların kaplamalarının geniş açıklıklı yapıları - Zverev A.N.
İnternet kaynakları:
.# "haklı">. # "haklı">. # "haklı">. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-129-tehnologia/96.htm - elektronik kütüphane.
özel ders
Bir konuyu keşfetmek için yardıma mı ihtiyacınız var?
Uzmanlarımız, ilginizi çeken konularda tavsiyelerde bulunacak veya özel ders hizmetleri sunacaktır.
İstek gönder Konunun belirtilmesi ile şu anda bir danışma alma olasılığını öğrenmek için.
Geniş açıklıklı binaların metal kaplamaları için yapısal çözümler kiriş, kemerli, mekansal, asılı Byte, membran vb. Olabilir. Bu tür yapılarda ana yükün kendi ağırlığı olduğu göz önüne alındığında, kullanılarak elde edilen onu azaltmak için çaba gösterilmelidir. yüksek mukavemetli çelikler ve alüminyum alaşımları.
Kiriş sistemleri (genellikle kafes kirişler), statik çalışma şemasını iyileştiren enine çerçevelere dahil edilir. 60-80 m'den fazla açıklıklar için kemerli kaplamaların kullanılması tavsiye edilir (Şekil 1). Bu tür kaplamaların geniş açıklıklar için öngerilmeli olarak tasarlanması tavsiye edilir. Şekilde gösterilen kemerli çatıda. 2, üst kiriş sertleştirilirken, alt kiriş ve kemer ızgarası kablolardan yapılmıştır. Kemerin montajından sonra, destek düğümleri dışa doğru zorlanır, bu da alt kirişte ve kemerin desteklerinde ön gerilmeye neden olur.
Resim 1. 1 - kemer; 2 - sıkma; 3 - sabit menteşe desteği; 4 - hareketli menteşe desteği
Şekil 2.1 - kablo; 2 - sert kemer
Mekansal kafes çatı yapıları düz iki katmanlı (iki örgülü) ve eğrisel tek katmanlı (tek gözlü) veya iki katmanlı olabilir. İki ağlı yapılarda, iki paralel ağ yüzeyi kafes bağları ile birbirine bağlanır.
Düzenli bir yapıya sahip ağ sistemlerine yapısal denir ve kural olarak düz kaplamalar şeklinde kullanılır. Farklı çapraz kiriş sistemlerini temsil ederler (şekil 3). Yapısal düz levhalar, yüksek uzamsal sertlikleri nedeniyle düşük bir yüksekliğe sahiptir (açıklığın 1 / 16-1 / 20'si), geniş açıklıkları kaplayabilirler. Destek hattının arkasındaki konsol çıkıntıları sayesinde, bükülme momentleri ve kaplamanın ağırlığı azaltılır.
Figür 3. 1,2 - üst ve alt bel ağları; 3 - parantez; 4 - tetrahedron; 5 - oktahedron; 6 - destekleyici sermaye
Eğrisel uzaysal kaplamalar, kural olarak, silindirik veya kubbeli bir yüzeye sahiptir.
Silindirik kaplamalar tek gözlü veya çift gözlü (kavisli yapılar) olabilir. Enine yönde, itişi duvarlar veya bağlar tarafından algılanan bir tonoz görevi görürler.
Kubbe kaplamaları, nervürlü (veya nervürlü halka) bir yapısal şemaya (Şekil 4a) veya ağ örgüsüne (Şekil 4b) sahip olabilir. Nervürlü kubbelerde, radyal olarak yerleştirilmiş nervürler dairesel kirişlerle birbirine bağlanır. İkincisi, nervürlerle tek bir rijit uzaysal sistem oluşturuyorsa, halka kirişler yalnızca yerel bükülme için çalışmakla kalmaz, aynı zamanda kubbe sisteminin bir parçası olarak halka sıkıştırma veya çekme kuvvetlerini de algılar. Kafes kubbelerde, nervürlere ve halka elemanlarına ek olarak, çubukların yalnızca eksenel kuvvetler için çalıştığı koşulları yaratan yapıya çaprazlar dahil edilir.
Şekil 4. a - nervürlü; b - ağ
Asma çatılar, bir destek konturundan ve gerilmiş kablolar veya ince çelik levhalar şeklinde temel yük taşıyıcı elemanlardan oluşur. Kaplamanın ana elemanları gerilim altında çalıştığından, taşıma kapasiteleri, yüksek mukavemetli halatların veya çelik sacın etkin bir şekilde kullanılmasını mümkün kılan mukavemet (direnç değil) ile belirlenir. Bu tür kaplamalar çok ekonomiktir, ancak artan deforme olabilmeleri, endüstriyel binaların kaplamalarında kullanımlarını sınırlar. Ayrıca, bu tür sistemlerin geniş aralıkları göz önüne alındığında, aralığın algılanmasını kolaylaştıran yuvarlak, oval veya çokgen şeklinde şekil alınması tavsiye edilir. Bu nedenle ağırlıklı olarak spor binaları, kapalı çarşılar, sergi pavyonları, depolar, garajlar ve geniş koridorlu diğer binaları kaplamak için kullanılırlar.
Kablo askılı kaplamaların yapısı, radyal yönde (Şekil 5a), dikey yönlerde (Şekil 5b) veya aynı yönde birbirine paralel (Şekil 5a) yerleştirilmiş esnek kabloları (çelik halatlar veya takviye çubukları) içerir. 6). Eğrisel kapalı destek konturları öncelikle sıkıştırmada ve merkezi halka gerilimde çalışır. Bu durumlarda, destekleyici yapıya (duvarlar, kolonlar, çerçeveler) yalnızca dikey kuvvetler iletilir. Buna karşılık, açık devrelerde, itme, dışarı çekmek için çalışan ankraj temellerinin veya payandalı duvarların vs. kurulmasını gerektiren binanın destekleyici yapılarına aktarılır. Polimer yalıtımlı hafif betonarme veya metal levhalar, üç katmanlı, vb ...
Şekil 5. a - kabloların radyal yerleşimi; b - dik; 1 - kablolar; 2 - referans konturu; 3 - merkezi halka
Şekil 6. 1,2 - sırasıyla ortada ve sonunda kablolar; 3 - referans konturu; 4 - betonarme döşemeler; 5 - ankraj temeli
Askılı askılı kapak sistemleri çok çeşitlidir. Çoğu zaman, merkezi halkanın kolona dayandığı ve destekleyici konturdan daha yüksek bir işarete yükseldiği bir çadır çatı kablo destekli sistem kullanılır.
Böyle bir sistemin bir örneği, Kiev'deki 161m çapındaki bir otobüs filosunun kapsamıdır. Yukarıda açıklanan sistemler tek kayışlıdır. Bunlara ek olarak, kapsama alanının bir ters eğrilik konturu kullanılarak stabilize edildiği (özellikle yüksek rüzgar yüklerinde) iki kayışlı sistemler de kullanılır. Bu tür sistemlerde, destekleyici kablolar aşağı doğru bükülür ve dengeleyici olanlar yukarıya doğru bükülür. Üzerinde döşeme bulunan stabilize edici kablolar, ara parçaların sıkışmasına neden olan taşıyıcıların üzerine yerleştirilebilir (Şekil 7a). Stabilize edici kablolar taşıyıcı kabloların altına yerleştirildiğinde aralarındaki bağlantılar gerilecektir (Şekil 7b). Destekleyici ve stabilize edici kabloların kesiştiği ve payandaların kaplamanın orta kısmında sıkıştırıldığı ve uçta gerildiği üçüncü bir seçenek de mümkündür (Şekil 7b).
Şekil 7. 1 - stabilize edici kablolar; 2 - raflar; 3 - yatak kabloları
Asılı ince levha sistemleri - membran kaplamalar - ayrıca yurt içi ve yurt dışı uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Destekleyici bir konturda çevre boyunca sabitlenmiş, birkaç milimetre kalınlığa sahip ince bir metal levhanın (çelik veya alüminyum alaşımları) uzamsal bir yapısını temsil ederler. Avantajları, artan endüstriyel üretimin yanı sıra yatak ve mahfaza fonksiyonlarının kombinasyonunda yatmaktadır. Bazı durumlarda, sürekli bir zar yerine, kaplama ayrı, birbirine bağlı olmayan ince çelik şeritlerden oluşturulur. Birbirine dik iki yönde yerleştirilen bantlar, delaminasyonu önleyen iç içe geçebilir.
Moskova'daki Prospekt Mira'da boyutları 183x224 m'ye ulaşan evrensel bir stadyum için sürekli bir membran kaplama başarıyla uygulandı (Şekil 8).
Şekil 8. Moskova'daki Prospekt Mira'daki evrensel stadyumun kaplamasının yapısal şeması (5 mm kalınlığında çelik membran): bir plan; b - boyuna kesit; enine
Bişkek'te inşa edilen spor kompleksi, kaplaması öngerilmeli membran kiriş asma sistemi şeklinde tasarlanmış 3 bin kişilik bir salon içermektedir (Şekil 9). Binanın çerçevesi, 42.5x65.15 m plan boyutlarında çevre boyunca yerleştirilmiş diyagonal makaslar şeklinde monolitik betonarme bir binadan yapılmıştır.Örtünün kendisi 2 mm kalınlığında bir membran, uzunlamasına kirişler ve enine kirişlerden oluşmaktadır. - ara parçalar. Mineral yün paspaslar şeklindeki yalıtım, alttan membrandan asılır, tavan damgalı alüminyum elemanlardan yapılmıştır.
Membran kaplamalar, bir dizi diğer geniş açıklıklı binalarda kullanılmaktadır. Böylece, St. Petersburg'da 160 m çapında evrensel bir spor salonu, 6 mm kalınlığında bir membran kabuğu ile kaplanmıştır. Benzer mermiler ayrıca İzmailovo'da (Moskova) 5 bin seyirci için 66x72 m boyutlarında evrensel bir spor salonunu, Kharkov'da 30x63 m boyutlarında Pioneer yüzme havuzunun inşasını vb.
Katlanmış çatı tonozları, metal (çelik, alüminyum alaşımları), betonarme, plastikten yapılabilen mekansal bir yapıdır.
Alüminyum alaşımlarından yapılan bu tür kaplamalar özellikle etkilidir. İkincisindeki ana yapısal eleman, daha büyük diyagonal boyunca bükülmüş elmas şeklindeki bir levha (Şekil 10) olabilir. Eşkenar dörtgen elemanların eşleşmesi, silindirik menteşeler veya sert flanş bağlantıları yardımıyla gerçekleştirilebilir. Kaplamanın uzamsal sertliğini artırmak için (özellikle mafsallı bağlantılarda),
katlanmış kemerin çıkıntılı düğümleri boyunca uzunlamasına nefeslerin yerleştirilmesini sağlayın.
Şekil 9. 1 - bina çerçevesi; 2 - membran kiriş asma sistemi
Şekil 10.
Geniş açıklıklı yapılar dünya mimarisinde önemli bir rol oynamaktadır. Ve bu, aslında mimari tasarımın bu özel yönünün ortaya çıktığı eski zamanlarda ortaya çıktı.
Geniş kapsamlı projelerin fikri ve uygulanması, yalnızca inşaatçı ve mimarın değil, bir bütün olarak tüm insanlığın ana özlemiyle - uzayı fethetme arzusuyla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Bu nedenle, 125 AD'den başlayarak. MÖ, tarihte bilinen ilk geniş açıklıklı yapı ortaya çıktığında, Roma Pantheon'u (taban çapı - 43 m) ve modern mimarların kreasyonlarıyla biten geniş açıklıklı yapılar özellikle popülerdir.
Geniş açıklıklı yapıların tarihi
Yukarıda bahsedildiği gibi, ilki MS 125 yılında inşa edilen Roma'daki Pantheon'du. e. Daha sonra, geniş açıklıklı kubbeli elemanlara sahip diğer muhteşem binalar ortaya çıktı. Çarpıcı bir örnek, MS 537'de Konstantinopolis'te inşa edilen Ayasofya tapınağı olarak kabul edilebilir. e. Kubbenin çapı 32 metredir ve kendisi tüm yapıya sadece majesteleri değil, aynı zamanda bu güne kadar turistler ve mimarlar tarafından hala hayranlık uyandıran inanılmaz güzellik verir.
O zamanlar ve sonraki zamanlarda taştan hafif yapılar inşa etmek imkansızdı. Bu nedenle, kubbeli binalar büyük bir kütle ile karakterize edildi ve inşaatları, yüz yıl veya daha fazlasına kadar ciddi zaman harcamaları gerektiriyordu.
Daha sonra, geniş açıklıkların zeminlerini donatmak için ahşap yapılar kullanılmaya başlandı. Burada çarpıcı bir örnek Rus mimarisinin başarısıdır - Moskova'daki eski Manezh 1812'de inşa edilmiştir ve yapısında 30 m uzunluğunda ahşap açıklıklara sahiptir.
XVIII-XIX yüzyıllar, inşaat için yeni ve daha güçlü malzemeler - çelik ve dökme demir sağlayan demir metalurjisinin gelişimi ile karakterize edilir. Bu, 19. yüzyılın ikinci yarısında, Rus ve dünya mimarisinde yaygın olarak kullanılan geniş açıklıklı çelik yapıların ortaya çıkmasına işaret etti.
Mimarların yeteneklerini önemli ölçüde genişleten bir sonraki yapı malzemesi, betonarme yapılardı. Betonarme yapıların ortaya çıkması ve iyileştirilmesi sayesinde, 20. yüzyılın dünya mimarisi ince duvarlı mekansal yapılarla dolduruldu. Buna paralel olarak yirminci yüzyılın ikinci yarısında asma kapaklar, çubuk ve pnömatik sistemler yaygın olarak kullanılmaya başlandı.
20. yüzyılın ikinci yarısında yapıştırılmış kereste de ortaya çıktı. Bu teknolojinin gelişimi, ahşap geniş açıklıklı yapıları "hayata döndürmeyi", özel hafiflik ve ağırlıksızlık göstergeleri elde etmeyi, güç ve güvenilirlikten ödün vermeden alanı fethetmeyi mümkün kıldı.
Modern dünyada geniş açıklıklı yapılar
Tarihin gösterdiği gibi, geniş açıklıklı yapısal sistemlerin geliştirilmesinin mantığı, binanın mimari değerinin yanı sıra inşaatın kalitesini ve güvenilirliğini iyileştirmeyi amaçlıyordu. Bu tür bir yapının kullanılması, malzemenin taşıma özelliklerinin tüm potansiyelinden en iyi şekilde yararlanmayı mümkün kıldı, böylece hafif, güvenilir ve ekonomik zeminler oluşturuldu. Bütün bunlar, modern inşaatta yapıların ve yapıların kütlesindeki azalmanın ön plana çıktığı modern mimar için özellikle önemlidir.
Fakat geniş açıklıklı yapılar nelerdir? Burada uzman görüşleri farklıdır. Tek bir tanım yoktur. Versiyonlardan birine göre, bu, 36 m'den fazla açıklığa sahip herhangi bir yapıdır, diğerine göre, zaten benzersiz olarak sınıflandırılmış olsalar da, 60 m'den fazla desteksiz kaplamaya sahip yapılar. İkincisi ayrıca yüz metreden fazla açıklığa sahip binaları da içerir.
Ancak her durumda, tanımı ne olursa olsun, modern mimari, geniş açıklıklı yapıların karmaşık nesneler olduğu konusunda nettir. Ve bu aynı zamanda mimarın yüksek düzeyde sorumluluğu, her aşamada - mimari tasarım, inşaat, işletme - ek güvenlik önlemleri alma ihtiyacı anlamına gelir.
Önemli bir nokta, yapı malzemesi seçimidir - ahşap, betonarme veya çelik. Bu geleneksel malzemelerin yanı sıra özel kumaşlar, kablolar ve karbon fiber de kullanılmaktadır. Malzeme seçimi, mimarın karşılaştığı görevlere ve yapının özelliklerine bağlıdır. Modern geniş açıklıklı inşaatta kullanılan ana malzemeleri ele alalım.
Geniş açıklıklı inşaat için beklentiler
Dünya mimarlık tarihi ve insanın uzayı fethetme ve mükemmel mimari formlar yaratma konusundaki kaçınılmaz arzusu göz önüne alındığında, geniş açıklıklı yapılara olan ilginin istikrarlı bir şekilde artmasını güvenle tahmin edebiliriz. Malzemelere gelince, modern yüksek teknoloji çözümlerine ek olarak, geleneksel malzeme ve modern yüksek teknolojilerin benzersiz bir sentezi olan CDC'ye giderek daha fazla dikkat edilecektir.
Rusya'ya gelince, ekonomik gelişmenin hızı ve ticaret ve spor altyapısı da dahil olmak üzere çeşitli amaçlara yönelik karşılanmayan ihtiyaçlar göz önüne alındığında, geniş açıklıklı binaların ve yapıların inşaat hacmi sürekli olarak artacaktır. Ve burada benzersiz tasarım çözümleri, malzeme kalitesi ve yenilikçi teknolojilerin kullanımı artan bir rol oynayacaktır.
Ancak ekonomik bileşeni unutmayalım. Ön planda duran ve duracak olan odur ve onun aracılığıyla, bu veya bu malzeme, teknoloji ve tasarım çözümünün etkinliği dikkate alınacaktır. Ve bu bağlamda, yapıştırılmış ahşap yapıları tekrar hatırlamak istiyorum. Birçok uzmana göre, büyük açıklıklı inşaatın geleceğine sahipler.
Soru 59. Geniş açıklıklı sistemler için yapıcı çözümler. Uzun açıklıklı yapılara etki eden yükler. Uzun açıklıklı çatılar için çerçevelerin düzeni
Kiriş ve çerçeve taşıyıcı sistemli geniş açıklıklı çatıların çerçeveleri, endüstriyel binaların çerçevelerine yakın bir yerleşim düzenine sahiptir. Geniş açıklıklar ve vinç kirişlerinin yokluğu ile, ana destek yapıları arasındaki mesafenin 12-18 m'ye çıkarılması tavsiye edilir.Dikey ve yatay bağ sistemleri, endüstriyel binalardakiyle aynı amaçlara sahiptir ve benzer şekilde monte edilir. .
Çerçeve kaplamalarının düzenlenmesi enine destek çerçeveleri binaya yerleştirildiğinde ve boyuna hangarlar için tipik. Boyuna bir düzenlemede, ana taşıyıcı çerçeve daha büyük yapı planı doğrultusunda yerleştirilir ve enine makaslar bunun üzerinde desteklenir.
Destek çerçevelerinin ve enine kafes kirişlerin üst ve alt kirişleri, stabilitelerini sağlayan çapraz bağlarla çözülür.
Kemerli sistemlerde kemerlerin basamağı 12 m ve üzeri alınır; ana kirişler, üzerinde enine nervürlerin çatı kaplamasını desteklediği kemerler boyunca döşenmiştir.
Ana taşıyıcı sistemlerin (çerçeveler, kemerler) geniş açıklıkları ve yükseklikleri için, bitişik düz çerçeveler veya kemerler eşleştirilerek (Şekil 8) ve ayrıca üçgen kemer bölümleri kullanılarak mekansal olarak kararlı blok yapılar kullanılır. Kemerler, uzunlamasına bağlarla bir anahtara bağlanır; yapının sertliği için önemi, genel deforme olabilirlikleri arttığında, büyük bir kemer patlaması ile özellikle büyüktür. 
En uçtaki kemer çifti arasında bulunan enine bağlar, kemerli kaplamanın uç duvarından iletilen rüzgar basıncı üzerinden hesaplanır.
SORU 60. Geniş açıklıklı yapıları ışınlayın. Avantajları ve dezavantajları. Yapıcı kararlar. Kiriş yapılarına etki eden yükler. Kiriş yapılarının hesaplanması ve tasarımının temelleri.
Kiriş yapıları
Desteklerin itme kuvvetlerini karşılayamadığı durumlarda geniş açıklıklı kiriş yapıları kullanılır.
Geniş açıklıklı kiriş sistemleri, çerçeve veya kemerli sistemlerden daha ağırdır, ancak üretimi ve montajı daha kolaydır.
Kiriş sistemleri ağırlıklı olarak kamu binalarında kullanılmaktadır - tiyatrolar, konser salonları, spor tesisleri.
50-70 m ve üzeri açıklıklarda kullanılan kiriş sistemlerinin ana taşıyıcı elemanları makaslardır; geniş açıklıklı masif kirişler, metal tüketimi açısından kârsızdır.
Başlıca avantajları kiriş yapıları hassas çalışma, itme kuvvetlerinin olmaması ve yerleşimleri desteklemek için duyarsızlıktır. Ana dezavantaj- nispeten yüksek çelik tüketimi ve yüksek açıklık momentleri ve rijitlik gereksinimlerinden kaynaklanan yüksek yükseklikler.
Pirinç. 1, 2, 3
Bu koşullardan, geniş açıklıklı kiriş yapıları genellikle 90 m'ye kadar açıklıklarla kullanılır. Geniş açıklıklı yük taşıyıcı kafesler, farklı kayış ve kafes sistemleri ana hatlarına sahip olabilir (Şekil 1, 2, 3).Çubuklardaki kuvvetleri 4000-5000 kN'den fazla olan geniş açıklıklı kafes kirişlerin çubuklarının enine kesitleri, genellikle kaynaklı I-kirişlerin veya haddelenmiş profillerin bir bileşimi olarak alınır.
Kafeslerin yüksek yüksekliği, monte edilmiş nakliye elemanları şeklinde demiryolu ile taşınmasına izin vermez, bu nedenle toplu olarak kurulum için gönderilir ve yerinde büyütülür.
Elemanlar kaynak veya yüksek mukavemetli cıvatalarla bağlanır. Yüksek işçilik yoğunluğu nedeniyle doğruluğu artırılmış cıvatalar ve perçinler kullanılmamalıdır.
Geniş açıklıklı makaslar hesaplanır ve kesitleri endüstriyel binaların hafif makaslarına benzer şekilde seçilir.
Büyük destek reaksiyonları nedeniyle, bunları kesinlikle kafes biriminin ekseni boyunca aktarmak gerekli hale gelir, aksi takdirde önemli ek stresler ortaya çıkabilir.
60-90 m açıklıklarda, desteklerin karşılıklı yer değiştirmesi, kafes kirişin sapması ve sıcaklık deformasyonları nedeniyle önemli hale gelir. Bu durumda, desteklerden biri rulo olabilir (Şekil 6), bu da serbest yatay hareketlere izin verir.
Kafesler yüksek esnek kolonlara kurulursa, 90 m'ye kadar açıklıklarda bile, kolonların üst kısımlarının esnekliği nedeniyle her iki destek de sabitlenebilir.
Uzun açıklıklı kiriş sistemleri, üretimi, taşınması ve montajı kolay öngerilmeli üçgen kafes kirişlerden oluşabilir (Şekil 7).
Makasların üst kirişlerine döşenen betonarme plakaların, sıkıştırma, boru şeklindeki çubukların kullanımı ve öngerme ile yapılan ortak çalışmalarda dahil edilmesi, bu tür kafes kirişleri metal tüketimi açısından ekonomik hale getirir.
Makasların üst ve alt kirişlerinin tasarım bölümlerinde çelik saclar yer almaktadır.
İnce bir levhanın sıkıştırmada çalışabilmesi için, içinde yükten kaynaklanan sıkıştırma gerilmesinden daha büyük bir büyüklükte bir ön çekme gerilmesi oluşturulur.
SORU 61. Geniş açıklıklı yapıları çerçeveleyin. Avantajları ve dezavantajları. Yapıcı kararlar. Çerçeve yapılara etki eden yükler. Çerçeve yapıların hesaplanması ve tasarımının temelleri.
Çerçeve yapıları
Geniş açıklıkları kaplayan çerçeveler çift menteşeli ve menteşesiz olabilir.
Menteşeli çerçeveler daha rijit, metal tüketimi açısından daha ekonomik ve montajı daha kolaydır; bununla birlikte, onlar için yoğun temellere sahip daha masif temellere ihtiyaç duyarlar ve sıcaklık etkilerine ve mesnetlerin düzensiz oturmasına daha duyarlıdırlar.
Çerçeve yapılar, kirişlere kıyasla metal tüketimi açısından daha ekonomiktir ve çerçeve kirişinin yüksekliğinin kiriş kirişlerinin yüksekliğinden daha düşük olması nedeniyle daha rijittir.
Geniş açıklıklı çatılarda hem sürekli hem de açık çerçeveler kullanılır.
Katı çerçeveler nadiren küçük açıklıklar (50-60 m) için kullanılır, avantajları: daha az emek yoğunluğu, taşınabilirlik ve odanın yüksekliğini azaltma olasılığı.
En sık kullanılan çerçeveler mafsallıdır. Çerçeve kirişinin yüksekliğinin eşit alınması tavsiye edilir: açıklığın 1 / 12-1 / 18 makasları ile, katı kirişler ile açıklığın 1/20 - 1/30'u.
Çerçeveler, yapısal mekanik yöntemleri kullanılarak hesaplanır. Hesaplamayı basitleştirmek için, hafif geçişli çerçeveler eşdeğer katı çerçevelerine indirgenebilir.
Ağır uçtan uca çerçeveler (ağır kafes kirişler gibi) tüm kafes çubukların deformasyonu dikkate alınarak kafes sistemler olarak tasarlanmalıdır.
Geniş açıklıklar (50 m'den fazla) ve düşük rijit raflar için, sıcaklık etkileri için çerçevelerin hesaplanması gerekir.
Dolu çerçevelerin çapraz çubukları ve direkleri, içi dolu I kesitlerine sahiptir; taşıma kapasiteleri, eksantrik olarak sıkıştırılmış çubuklar için formüller kullanılarak kontrol edilir.
Kafes çerçevelerin hesaplanmasını basitleştirmek için, aralıklarının katı bir çerçeve gibi belirlenmesine izin verilir.
yaklaşık bir hesaplama ile çerçeve kirişlerinin ön bölümleri belirlenir;
kiriş ve rafların enine kesitlerinin atalet momentlerini yaklaşık formüllere göre belirleyin;
çerçeveyi yapı mekaniği yöntemleriyle hesaplar; çerçevenin tasarım şeması geometrik eksenler boyunca alınmalıdır;
Destek reaksiyonlarını belirledikten sonra, bölümlerinin nihayet seçildiği tüm çubuklardaki tasarım kuvvetlerini bulurlar.
Çerçeve kafes kirişlerin kesit tipleri, düğüm tasarımları ve bağlantıları, ağır kirişli kafes kirişlerle aynıdır.
Kirişi boşaltmanın başka bir yapay yöntemi, destek menteşelerinin çift menteşeli çerçevesindeki rafın ekseninden içeriye doğru yer değiştirmesidir. Bu durumda, dikey destek reaksiyonları, kirişi boşaltan ek momentler yaratır.
Gaylord Hotels'e ait Amerikan otellerinden birinin atriyumu
gelecek şimdiden akar
ve bugün tercih ettiğimiz yol tarafından belirlenir
Geniş açıklıklı yarı saydam yapılar, XXI yüzyılın kentsel mimarisinin ayrılmaz bir parçası haline geliyor. Günümüzün en iyi mimarları, giderek artan bir şekilde, bir tür uzamsal çekirdeğin büyük atriyum alanlarının olduğu cazibe merkezi olan şaşırtıcı bina kompleksleri yaratıyor - hacimli, ışık ve konforla dolu, olumsuz dış etkilerden iyi korunmuş ve güvenilir yarı saydam kaplamalarla kaplı .
Bu tür yapıların daha aktif olarak geliştirilmesi, yakın gelecekte yalnızca insan çevresinin konforlu ve güvenli alanını en üst düzeye çıkarmakla kalmayıp, gelecekte de şehirlerimizin görünümünü değiştirmeyi ve mevcut durumlarını iyileştirmeyi mümkün kılacaktır. belirtmek, bildirmek.
Küreselleşme çağının mimarisi
Tarihlerinin her döneminde insanlar kendilerini çevrelerinden gelen sayısız olumsuz ve tehlikeli etkilerden korumaya ve korumaya çalışmışlardır. Sıcak ve soğuk, yağmur ve rüzgar, yırtıcı hayvanlar ve vahşi insanlar, sakin bir insan yaşamı için her zaman bilinen bir sorun olmuştur. Bu nedenle, eski zamanlardan beri atalarımız, dış etkilerden korunan yapay bir ortam yaratarak, yaşamlarına daha fazla konfor ve güvenlik getiren barınaklar inşa etmeye başladılar. Ve bir kişinin bu yaratıcı eylemlerinin şaşırtıcı ve mükemmel bir aracı olarak ortaya çıkan mimari, başlangıcından itibaren ve gelişiminin tüm aşamalarında, toplumdaki mevcut teknik yeteneklerden ve mevcut estetik görüşlerden en iyi şekilde yararlanmaya çalıştı. bu önemli insan ihtiyaçları: hem rahatlık hem de güvenlik için.
Bugün, benzeri görülmemiş bir teknoloji gelişimi çağı geldi ve bu, inşaat endüstrisinde neredeyse her türlü, en cesur mimari fikirlerin uygulanmasını mümkün kıldı. Bu bağlamda, bugün modern mimarların tüm önemli projelerinin uygulanmasını sınırlayan ana faktörler, daha sık olarak, büyük ve karmaşık bir nesnenin inşası için teknik yeteneklerin eksikliği değil, bununla ilgili yalnızca bazı öznel fikirlerimizdir, örneğin: gelecekteki yapının yetersiz kullanımı, düşük talebi ve düşük karlılığı veya gelecekteki inşaat ve yüksek fiyat uygulama. Aynı zamanda, dünya çapında "sürdürülebilir kalkınma" ve "yeşil bina" ilkelerinin uygulanmasında başlayan patlama ile birlikte, binaların sürdürülebilirlik faktörünün varlığı da inşaatları için giderek daha fazla önem kazanıyor.
21. yüzyıl mimarisinin gelişimine açılan geniş teknik olanaklarla, modern mimarların çalışmalarında, bence, projelerinin kentsel çevrenin gelişimi üzerindeki önemli etkisini hesaba katmaya başlamalılar. Açıktır ki, gelişimlerinin geçmiş yolunun ve gelişimlerine devam eden yaklaşımın rehineleri haline gelen modern megalopolisler, yavaş yavaş sakinlerinin barışı ve güvenliği için çok faktörlü bir soruna dönüşmektedir.
Küreselleşme çağına giren dünyamız son yıllarda çok değişti ve günümüzde uzayın ayrı noktalarında kalabalık insan yerleşimlerinin sürekli oluşumu için makul mazeretler bulmak pek mümkün değil. Toplumumuz bu sürecin yıkıcılığını anlamaya başlıyor, ancak kentsel mimari ne yazık ki hala yüksek projeler yaratma ve kentsel gelişmeyi yoğunlaştırma yolunu takip etmeye devam ediyor, böylece nüfusun halihazırdaki belirli noktalarda daha da fazla yoğunlaşmasına neden oluyor. aşırı nüfuslu alan.
Aynı zamanda, modern teknolojilere sahip olan ve toplumun yaşamı üzerindeki muazzam etkisini kullanan XXI yüzyılın mimarisi, yalnızca insan ortamının rahat ve güvenli alanını en üst düzeye çıkarmakla kalmaz, aynı zamanda görünümü kökten değiştirmeye çalışabilir ve denemelidir. şehirlerimizin bugününü adım adım iyileştiriyor. Buna ek olarak, birçok insanın uzay, zaman ve hayal gücünün emsalsiz efendisi olarak Mimarlık, kesinlikle yeni eko-şehirlerin ve eko-yerleşimlerin ortaya çıkmasına giderek daha aktif bir şekilde katkıda bulunacaktır.
Kubbenin altında şehir
Sokakları ve blokları yağmurdan ve kardan koruyan yarı saydam kaplamaların hayali uzun zaman önce insanlarda ortaya çıktı. Ancak geniş teknik ve finansal fırsatlar getiren sanayi devriminin ortaya çıkmasıyla birlikte, bu tür projelerin uygulanması mümkün hale geldi. Sadece 19. yüzyılın ikinci yarısında, Avrupa ve Amerika'nın ana şehirlerinin çoğunda, sıra sıra pahalı dükkanlar ve rahat kafeler içeren büyük cam kaplı geçitler-galerler ortaya çıktı. Ve büyük camlı atriyum alanlarının gelişim döneminin ilk dikkate değer incilerinden biri, 1877'de ziyaretçilere açılan Milano'daki ünlü Victor Emmanuel II Galerisi'dir.
.jpg)
incir. 2. Milano'daki Victor Emmanuel II Galerisi.
İlerleme durdurulamayacağı için, tarihin eteklerinde kalmamak ve ona aktif olarak katılmak tüm büyük ülkelerin görevidir. Bu nedenle, yirminci yüzyılın ikinci yarısından bu yana, SSCB, ABD ve diğer bazı ülkelerdeki inşaat bilimi, şehirlerini büyük yarı saydam kubbelerle koruma olasılığı üzerinde ciddi bir şekilde çalıştı: istenmeyen hava olayları, olumsuz hava koşulları. yerel iklim, aşırı güneş radyasyonu seviyeleri ve insan etkileri için elverişsiz diğerleri dış ortam... Son yıllarda, bu yönde daha fazla araştırmayı teşvik eden faktörler listesine şunlar eklenebilir: gezegendeki hızlı ve öngörülemeyen iklim değişiklikleri, çevre kirliliğindeki tehdit artışı, artan aşırıcılık tehditleri ve ayrıca insanların azaltma arzusu. şehirlerinin son derece yüksek enerji tüketimi.
Bugün, çok fazla doğal ışık ve konforun bulunduğu geniş açıklıklı yarı saydam koruyucu yapıların (bundan sonra BSZS olarak anılacaktır) oluşturulması, daha önce hiç olmadığı kadar yoğunlaşmıştır. Yeni fikirler ortaya çıkıyor ve çeşitli benzersiz projeler yaratılıyor - örneğin Houston üzerindeki Kubbe gibi - ve bu harika projelerden bazıları halihazırda devam ediyor. Böylece Astana'da İngiliz mühendisler ve Türk inşaatçıların yardımıyla Kazakistan'ın en büyük ve en gösterişli alışveriş ve eğlence merkezini barındıran 100 metrelik (kule yüksekliği hariç) yarı saydam bir çadır inşa edildi.
Almanya'da daha da şaşırtıcı ve görkemli bir yapı yaratıldı - bu, yaklaşık 5.5 milyon metreküp iç hacme sahip su eğlence merkezi "Tropik Adalar". m ve haklı olarak bu gösterge açısından dünyanın en büyük yarı saydam binasıdır.
.jpg)
Şekil 3-5. Almanya'da su eğlence merkezi "Tropik Adalar"
Hacimsel yarı saydam yapıların geliştirilmesinde önemli bir aşama, yeni oluşturulan rahat ve popüler kamusal alanı önemli ölçüde genişletirken, hem enerji verimliliğinde hem de ısı kaybında önemli bir azalmada somut verimlilik olasılığının bilimsel olarak doğrulanmasıydı.
Bu doğrulamanın kredisi İngiliz ve Amerikalı mimarlara ve bilim adamlarına aittir, ancak her şeyden önce, 1970'lerin ve 1980'lerin başında “tampon” kavramını yaratan Terry Farrell ve Rolf Lebens'in eserleri seçilebilir. düşünme”. Bu konseptin sonucu, "tampon etkisi" veya "çift çit ilkesi"nin dünya mimarlık pratiğine aktif olarak dahil edilmesiydi.
Etkili büyük atriyum alanları yaratma olasılığı araştırılırken, ısınma, soğuma ve dönüştürülebilir atriyum türleri belirlendi. O zamandan bu yana, sadece 30 yıldan biraz fazla bir süre geçti, ancak bu kısa sürede bile, modern atriyum alanları tüm medeni mimari dünyayı fethetti (bu makalede verilen Amerikan atriyumlarının fotoğrafları mevcut setin küçük bir parçasıdır) ve yıllar içinde inşa edilen çeşitli atriyum alanları). Ne yazık ki, modern Rusya bu anlamda henüz büyük başarılara sahip değil.
Modern mimaride geniş atriyum alanlarının kullanılmasının tavsiye edilebilirliği konusunda uzmanların mevcut argümanlarına katılarak ve sonuçlarına itiraz etmeye çalışmadan, makalenin yazarı ayrıca, çok kayışlı kablo yardımıyla nasıl olabileceğini düşünmeyi önermektedir. Bu tür boşlukların yaratılması (örtülmesi) daha ucuz ve daha güvenilirdir ve ayrıca özellikle atriyumların boyutuyla sınırlı değildir, bu da büyük açıklıkları üst üste bindirmek için yeni bir teknoloji sunar. Görünen o ki, Rusya koşullarında, sadece şehir bloklarının etrafında en basit ikinci çitin (tampon alan) oluşturulması bile, kapalı binaların çevredeki alanda geri dönülmez bir şekilde çözülmeyecek olan bu sayısız ısı kayıplarını ihtiyatlı bir şekilde kullanmayı mümkün kılacaktır. , ancak oluşan atriyum boşluklarının ısınmasını sağlayacaktır. Sadece yüksek kaliteli yarı saydam koruyucu kaplama nedeniyle, bu tür atriyum boşluklarındaki sıcaklık kış dönemi sokaktan belki 10-15 derece daha yüksek.
Yaz aylarında, aşırı güneş radyasyonu ve aşırı ısınmadan iç alanın makul ayarlanabilir kısmi gölgelenmesine ek olarak, yarı saydam kapakta havalandırma açıklıklarının açılmasını sağlamak ve diğerlerini gerçekleştirmek mümkündür - bilinen ve etkili yöntemler tüm yarı saydam kompleksin içinde rahat bir mikro iklim yaratmak. Tek bir büyük kapalı alanda konforlu ve istikrarlı bir mikro iklim yaratmanın, aynı konfor koşullarını aynı anda binlerce küçük odada sağlamaktan çok daha kolay ve ucuz olacağı açıktır.
Hacimsel yarı saydam yapıların doğası, bizi düşüncelerimizin bazı klişelerini atmaya, bu tür sorunları çözmeye ve geniş hacimli alanların yeni koşullarında rahat bir ortam yaratma olasılığına yeni bir bakış atmaya teşvik ediyor. Aynı zamanda, geniş alanların önemli avantajlarından yararlanan ve BSZS'nin tüm iç alanı için önemli ölçüde daha düşük enerji maliyetleriyle istikrarlı ve konforlu koşullar sağlamayı mümkün kılan yeni etkili teknik çözümler zaten var.
Bu arada, çok bantlı kablo kaplamaları kullanma olanakları daha geniş görünüyor. Dolayısıyla, henüz emekleme aşamasında olan ve kendini ürkek bir şekilde ilan eden eko-kentler inşa etme süreci, geniş açıklıklı yarı saydam yapılar olmadan da hayal edilemez. Yeni geniş açıklıklı yarı saydam mimariyi değerlendiren XXI yüzyılın, onu aktif olarak geliştirip iyileştireceğini ve aynı zamanda şehir planlamasında hızlı bir atılım yapmak için kullanmaya, donuk, enerji verimsiz ve güvensiz olanın yerini almaya çalışacağını düşünmek istiyorum. taş orman modern mega şehirlerden kullanışlı, konforlu ve çevre dostu şehirlere.
Pirinç. 6-11 Masdar Şehri (Foster + Partners tarafından yapılan çizimler). 
Günümüzün en iddialı ve şatafatlı eko-şehir projesi Masdar City. Bu, muhtemelen, yenilenebilir kaynaklardan (güneş, rüzgar vb.) enerji sağlanan ve atmosfere minimum karbondioksit emisyonu ile sürdürülebilir bir ekolojik çevreye sahip olan geleceğin şehrini organize etmeye yönelik bütünleşik bir yaklaşıma yönelik ilk gerçekten ciddi girişimdir. ayrıca kentsel atıkların tamamen geri dönüşümü için bir sistem.
Ne yazık ki, Masdar Şehri'nin inşası için yer seçilmedi, en başarılı ve gelecekteki sakinler ve işletme kuruluşları hala çölün bu köşesinin konumunun bazı rahatsızlıklarını yaşamak zorunda kalacaklar. Kentin projesinde yer alan teknik çözümlerin 50 derecelik yaz sıcağıyla tam olarak baş edemeyecekleri o kadar açık ki (istisna tüm atriyumlar dahil kapalı alanlar olacak). Aralık-Ocak aylarındaki yağışlı dönemler ve sonrasında yoğun sis mevsimi de yeni şehrin sakinleri için rahat olmayacaktır. Ve çölün bu bölümünde oldukça sık görülen kış-ilkbahar kum fırtınalarını hatırlarsak, şehir bloklarını bu yerel doğal olaylardan koruyan ve koruyan geniş açıklıklı yarı saydam kaplamalar olmadan, şehir sakinlerinin periyodik olarak bazı rahatsızlıklar yaşaması gerektiğini anlayacağız. .
Aşağıda önerilen geniş açıklıklı yarı saydam yapıların inşası için konsept, Masdar City gibi projelere çok iyi uyuyor ve bence, bu tür projelerin hem inşaat hem de modern şehirlerin işletilmesinde tasarruf etmesine yardımcı olma konusunda oldukça yetenekli. Ayrıca bu şehirleri daha güvenli ve daha konforlu hale getirin.
Şekil 6-11. Geleceğin Masdar Şehri, renkli reklam broşürlerinde ve dergi illüstrasyonlarında (Foster + Partners tarafından yapılan çizimler) bu şekilde görülebilir.
2012 yılında Rus mühendisler, bugün teknik olarak mevcut olan ve uygulamada etkili olan ve çeşitli geniş açıklıklı bina ve yapıların inşasına izin veren örtüşen geniş açıklıklar konseptini geliştirdiler. Buradaki fikir, destekleyici binalar arasındaki geniş açıklıkları üst üste bindirerek, herhangi bir tasarım yükünü taşıyabilecek ve tüm kompleks için tek bir dayanıklı ve güvenilir yarı saydam kaplama oluşturabilecek, bina kompleksi üzerinde çok kayışlı bir kablo oluşturmaktır. Kaplama, böyle bir nesnenin kapalı iç alanında bir kişi için sabit ve konforlu parametreleri koruma yeteneği sağlayacaktır: sıcaklık, nem, hava hareketliliği ve saflık, aydınlatma, güvenlik vb.
Çok bantlı kablo sistemleri fikri, yarım yüzyıldan fazla bir süredir geniş açıklıklı binaların ve yapıların inşası için dünyada yaygın olarak kullanılan asma yapıların iyi bilinen ilkelerine dayanmaktadır. Ancak asma yapılar, bazı eksiklikleri nedeniyle geniş açıklıklı inşaatlarda daha geniş bir dağıtım alamadı. Bu nedenle, asma çatı yapılarına sahip geniş açıklıklı binalar, kural olarak, binanın dışına çatı eğimi sağlayamaz, bu da çatıdan atmosferik yağışın giderilmesinde ek zorluklar yaratır. Ayrıca, yüksek desteklerde çok önemli yatay yükler oluşturarak, kablo destekli yapılar, inşaatçıları bu yükler için güçlü payandalara ek finansal yatırımlar yaparak bu sorunu çözmeye zorlar. Ancak asma yapıların ana dezavantajı, yerel yüklerin etkisi altında yüksek deforme olabilmeleridir.
Çok bantlı kablo sistemleri, uzun açıklıklı kablo destekli kaplamaların listelenen dezavantajlarının üstesinden gelmeyi başardı ve hatta günümüzde geniş açıklıklı yapıların geliştirilmesine yeni bir ivme kazandırabilecek çok daha büyük açıklıkların başarılı bir şekilde köprülenmesi için bir fırsat yarattı.
Medeniyetimizin gelişiminin tüm zamanlarında geniş açıklıkların örtüşmesinin sadece mimarların ve inşaatçıların değil, sıradan insanların da ilgisini çektiği ve dikkatini çektiği bilinmektedir. Geniş açıklıklı görkemli yapıların yaratılması, her zaman mühendisliğin ileri düzeyde gelişiminin yanı sıra, bu tür yapıları inşa edebilecek ülkelerin teknik ve finansal gücünün bir göstergesi olmuştur.
Çok telli tel halat kaplama nedir ve nasıl çalışır?
Çok fermuarlı bir halat kaplamanın nasıl çalıştığını anlamak için, iki destekleyici bina arasındaki açıklığı kapatmak için kullanılan bilinen herhangi bir geniş açıklıklı kaplamanın tasarımını hayal etmek gerekir. (örneğin, bir uzamsal çapraz çubuk levhası). Açıklık yeterince büyükse, bu kaplama kaçınılmaz olarak kendi ağırlığı altında bükülür ve ek dış yüklere (kar, rüzgar vb.) maruz kaldığında çökebilir. Ancak bunun olmaması ve geniş açıklıklı kaplamanın çökmemesi için, bir destekleyici binadan diğerine birkaç sıra halinde (kayışlar) altında yüksek mukavemetli çelik kablolar gereriz, gerilimlerini gerçekleştirir ve kurarız (belirli bir şekilde sonra) kabloların uzunluğu boyunca mesafeler) oluşturulan kablo sistemlerinin kayışları, aralama direkleri ve kablo sisteminin tüm kayışlarındaki bitişik kablolar - ara parçalar ve / veya destekler. Çoklu fermuar, açıklığın herhangi bir uzunluğunda kablo sisteminin bikonveks olmasını sağlamaya yardımcı olur ve incelenen bükülen kaplamayı aşağıdan destekler.
Aynı zamanda, kaplamada, kabloların gerilimi ve ara parçaların çalışması nedeniyle, sadece ortaya çıkan sapma kaybolmakla kalmayacak, aynı zamanda zıt işaretli - yukarı doğru - sapma da meydana gelecektir. Bu, kaplamanın yalnızca üzerindeki nihai yüklerin etkisi altında çökmesine izin vermekle kalmaz, aksine, tahsis edilecek kablo sisteminin tasarım özelliklerine uygun olarak önemli ek yüklerin kabul edilme olasılığına katkıda bulunacaktır. proje tarafından.
Uzmanlar, güçlü destek elemanları (kablo sisteminin genişlemesinden yatay bileşenleri alan) olmadan sert, dayanıklı ve kararlı bir kaplama taşıyan bir öngerilmeli kablo yapıları sisteminin yanı sıra tüm geçici yükleri alan bir dengeleme sistemi olmadan imkansız olduğunu anlıyorlar. negatif rüzgar basıncı dahil kaplama ... Bu nedenle, BSZS'nin inşası için önerilen konsept, bu yapılar için gerekli tüm koşulları dikkate almaktadır.
Bu nedenle, geçici yüklerin etkisi altında çok kayışlı kablo kaplamasına değişmezlik kazandırmak için, ayrıca adamların yardımıyla kaplamanın hesaplanan değere yüklenmesi sağlanır. Aynı zamanda, kaplamanın elemanları, destekleyici binaların temellerine tutturulur, bu da, adamların gerilmesinden kaynaklanan geniş açıklıklı kaplamanın ek ağırlığından bu temeller üzerindeki yükün artmasını önlemeye izin verir.
Çok bantlı kablo sistemi ve üzerinde bulunan camlı çerçeve kaplamanın ortak çalışması sonucunda, günümüzde halihazırda 200-350 arası açıklıkları kaplayabilen tek, hafif ve güvenilir geniş açıklıklı yarı saydam bir kablo kaplaması oluşturulmuştur. metre veya daha fazla.
Temeli geniş açıklıklı çok bantlı kablo sistemleri olan çatı kaplamasının, istenirse herhangi bir hidro-termal yalıtımdan yapılabileceği açıktır. malzeme dahil sayı ve saydam. Örneğin, düşük ortam sıcaklıklarında, günümüz için en iyi yarı saydam malzeme çok bölmeli cam ambalajlardır.
Çok bantlı kablo sistemlerinin, günümüzde bilinen ve geniş açıklıkları köprülemek için kullanılan teknik çözümlere göre avantajları açıktır. Bu, bu tür sistemlerin çok önemli bir gücü ve güvenilirliği, mükemmel taşıma kapasitesi, yapıların hafifliği, önemli ölçüde daha büyük açıklıkları kaplama yeteneği, kaplamanın daha iyi ışık geçirgenliği, yapıların birkaç kat daha düşük metal tüketimi ve sonuç olarak nispeten tüm kaplamanın düşük maliyeti.
Çok bantlı kablo sistemlerinin uygulanması.
Çok kayışlı kablo sistemlerinin yardımıyla büyük ve ekstra geniş açıklıkların üst üste bindirilmesi teknolojisinin, hacim, şekil ve amaç bakımından çok çeşitli yapıların inşasına izin vereceği belirtilmelidir. Bunlar: en büyük hangarlar ve üretim salonları, kapalı atletizm ve futbol stadyumları, geniş açıklıklı kamusal alanlar, eğlence ve alışveriş merkezleri, yarı saydam bir kabuk altındaki yerleşim alanları, büyük cam piramitler ve kubbeler (içlerinde çok çeşitli çok işlevli komplekslerin bulunduğu) olabilir. gayrimenkul nesneleri yerleştirilebilir) veya kurumsal merkezler). Çok telli kablo sistemleri, özellikle diğer köprü türlerinin inşasının imkansız veya çok pahalı olduğu yerlerde, yeni tasarım geniş açıklıklı asma köprülerin yapımında da faydalı olabilir.
12. 200 m yüksekliğinde bir PİRAMİT şeklinde yarı saydam bir yapı.
Büyük açıklıklı yarı saydam komplekslerin inşasının bir blok bina olarak gelişmesi gerektiği görülüyor. Ve böyle bir işlevsel bina için en etkili ve en uygun başlangıç seçeneklerinden biri, örneğin, aşağıdaki parametrelerle düzenli bir dörtgen PİRAMİT (Şekil 11) şeklinde yarı saydam bir çeyreğin şekli olabilir:
- piramit yüksekliği - 200 m;
- taban boyutları - 300x300 m;
- taban alanı (yarı saydam kaplamalarla korunan bölge) - 9,0 hektar;
- kapalı yapıların alanı - 150.000 m 2;
- piramidin geometrik hacmi (P200) - 6,0 milyon metreküp.
Böyle camlı bir mahallede, kompleksin iç alanını aşırı doldurmamak için, ticari ve / veya konut gayrimenkulleri tarafından işgal edilen ve ağırlıklı olarak konutlarda bulunan sadece 320-450 bin metrekare kullanılabilir alana (yer üstü) sahip olmak mantıklıdır. Bu yarı saydam kompleksin destekleyici binaları. Binanın geri kalanı (4,0 milyon metreküpten fazla) çok işlevli atriyumlardır.
Karşılaştırma için, böyle bir piramidin yüksekliğindeki bir artışla P200 (geometrik olarak mükemmel piramit 3: 4: 5) sadece 50 metrelik bir orana sahiptir, P250'nin parametreleri şöyle olacaktır: taban - 375x375 m; Sop = 14,1 hektar, Sglass = 235,0 bin metrekare. Bu durumda 11,7 milyon metreküpe eşit olacak olan yarı saydam yapının iç hacminde neredeyse iki kat artış olacak ve ticari gayrimenkul için işgal edilen alanların sayısı 0,8 - 1,0 milyon metrekareye yükselebilecek. Aynı zamanda, özellikle çekici olan, P250 piramidinin çevre yapılarının alanı neredeyse iki katına çıkacak! iç destek binalarının kapalı yapılarının toplam alanından daha az. Bu oranın önemi uzmanlar için açık olmalıdır.
BSZS'nin iç hacminde daha fazla bir artış ve ona kubbeli bir şekil vererek, yarı saydam kompleksin kapalı yapılarının alanının, iç mekanın tüm yararlı alanlarının toplamına oranında bir azalma (ayrıca iç binaların çevre yapılarının alanlarının toplamına gelince) göze çok hoş gelen bir ilerlemede değişecektir, yani e. bu tür inşaat süreci ekonomik olarak giderek daha çekici hale gelecek!
Yarı saydam kapaklı spor merkezleri.
Çok fermuarlı yarı saydam kaplamaların gelecek vaat eden bir başka uygulama alanı, kapalı futbol stadyumlarının ve diğer geniş açıklıklı spor tesislerinin inşasıdır. Her yıl, dünyada kapalı spor stadyumlarına olan talep artıyor (örneğin, sadece Avrupalılar ve Kuzey Amerikalılar kendileri için büyük kapalı stadyumlar inşa etmiyorlar, aynı zamanda Arjantin ve Kazakistan gibi daha az zengin ülkeler de yakın zamanda bu tür tesisler inşa ediyor ve Filipinler bugün, dedikleri gibi, dünyanın en büyük kapalı stadyumunu inşa ediyor). 2018 futbol şampiyonası hazırlıklarının arifesinde, Rusya'da da bu tür tesislere olan talep özetlenebilir.
Mevcut geniş açıklıklı spor tesislerinin (120-150 m ve daha fazla açıklığa sahip) benzersizliği ve yüksek maliyeti, bu tür yapıların her birinin inşaat sektörünün inşaat yerinin maksimum yeteneklerinde gerçekleştirilmesi gerçeğinde yatmaktadır. taşıyıcı yapıların sayısız karmaşık ve doğru hesaplamaları, artan sorumluluk ve uygulanan çözümlerin önemli malzeme tüketimi ile ilişkilidir. Tüm bu geniş açıklıklı yapıların üst üste bindirilmesinin dezavantajları aynıdır: karmaşık, hantal, metal tüketen ve bu nedenle irrasyonel ve son derece pahalıdırlar. Ayrıca, kapağın güçlü yük taşıyan metal yapıları nedeniyle, günümüzde tüm kapalı stadyumların izolasyonu son derece düşüktür, bu da modern spor sahalarının doğal çimlerinin uygun durumda bakımını büyük ölçüde zorlaştırmaktadır.
Şekil 13 Polonya'daki futbol stadyumu. EURO 2012'de.
14. Wembley Stadyumu - İngiltere'nin en ünlü stadyumu
Yarı saydam çok bantlı kablo kaplamalarının kullanılmasının, geniş açıklıklı spor tesislerinin inşasında bu olumsuz durumu kökten değiştirmesi gerektiği görülmektedir (Şekil 15-19'daki çizimler, nispeten bir inşaat için olası seçeneklerden birini göstermektedir). ucuz kapalı çok işlevli spor kompleksi).
Pirinç. Büyük bir kapalı stadyumun 15-18 çizimi.
.
1 ve 2 - yarı saydam örtü için destekleyici yapılar olarak hizmet veren binalar;
4 - çok kayışlı kablo sistemleri;
10 - destek ağırlıkları;
11 - 3 kayışlı kablo yarı saydam kapağı;
18 ve 19 - seyirci standları;
21 - kendinden destekli yarı saydam yapılar
Pirinç. 19. 3 kayışlı kablo yarı saydam kapağının kesiti (Şekil 17'deki 4 ve 11 numaralı işaretlere bakın)
5 - yüksek mukavemetli metal kablo;
6 - kablo kaplama kemeri;
7 - ara raf;
8 - yatay ara parça germe:
12 - yarı saydam kaplama elemanları;
13 - yarı saydam kapağın çerçeve yapısı.
Çok bantlı kablo sistemleri (4) (destekler (1 ve 2) arasındaki açıklığın üst üste binmesi, destekleyici binaların yüksekliklerindeki farklılık nedeniyle yapının dışına doğru eğimlidir ve kayar yarı saydam bir kapağın (11) yerleştirilmesi için temel oluşturur. , çerçeve yapılardan (13) ve yarı saydam elemanlardan ( 12) yapılmıştır.
Kablo sisteminin çoklu kayışı, gerdirme hatları (10) ve diğer özel teknik çözümler, kablo kaplamasına tüm tasarım yüklerinin algılanmasına karşı gerekli rijitliği ve direnci sağlayacaktır.
Destek binaları (1 ve 2) arasında, stadyumun dış duvarlarının konturu boyunca, dış duvarların konturunu kapatan kendinden destekli yarı saydam yapılar (21) sağlanır.
Çoklu fermuarlı halat kaplamaların kullanımı, tüm yeni stadyumlara en basit, en güvenilir ve nispeten ucuz yarı saydam bir örtü yapısını sağlayabilecek ve aynı zamanda bugüne kadar inşa edilen tüm kapalı stadyumlardan daha iyi bir arena izolasyonu sağlayacaktır. .
Geniş açıklıklı çok bantlı kablo ışık geçirgen kaplamaların montajı günümüzde çok zor bir iş değildir, çünkü inşaat uygulamasında genel olarak aynı şeyi kullanan geniş açıklıklı kablo destekli kaplamaların kullanımı konusunda uzun yıllara dayanan deneyim vardır. teknik çözümler, malzemeler, ürünler ve ekipman ve aynı teknik uzmanlar.
Büyük ve güzel, kapalı ve konforlu modern bir spor merkezi, gelişmekte olan her şehir için sadece yıl boyunca uygun koşullarda spor müsabakaları düzenlemek için değil, aynı zamanda şehir nüfusunun aktif sporlara geniş katılımı ve kişisel sağlıkları için gereklidir. Bunu yapmak için, çok işlevli bir spor kompleksi yalnızca birinci sınıf bir futbol sahası, çok sayıda spor salonu, yüzme havuzu ve fitness merkezi değil, aynı zamanda çeşitli sporlarda eğlence ve antrenman seansları için seçilebilecek herhangi bir tesis listesi ve yüksek irtifa içerebilir. spor kompleksinin bir kısmı, istenirse, nesne, otel ve ofis merkezlerinin profiline yakın olarak konaklayabilir.
En iyi uzman inşaat şirketlerinin yardımıyla (örneğin, Fransız " Freyssinet Uluslararası ve Cie " veya Japonca "TOKYO İPİ MFG.CO, LTD." Kablo destekli yapıların tasarımı ve üretiminde dünya lideri olan ), önerilen geniş açıklıklı yarı saydam nesneleri bugünden oluşturmaya başlayabilirsiniz.
Şekil 20 Yarı saydam bir örtü ile kubbe şeklinde bir koruyucu yapı.
Geniş açıklıklı yarı saydam komplekslerin mimarisi için beklentiler.
BSZS'nin devasa atriyum alanları birçok görevi birleştirebilir. Örneğin, milyonlarca metreküp hacimli atriyumlar, en büyük lüks su parkını, tam teşekküllü bir spor stadyumunu ve çok daha fazlasını aynı anda barındırabilecektir. Ancak, gelecekte çoğu BSZS, atriyum alanlarına spor ve oyun alanları, çeşmeler ve şelaleler, egzotik hayvanlar ve pitoresk göletler, açık havuzlar ve çimenler üzerinde kafeler ile geniş ve rahat peyzajlı bahçeler yerleştirme olasılığını tercih edecek gibi görünüyor. . Sonuçta, bu tür yaprak dökmeyen çiçek açan bahçelerin her biri, BSZS sakinlerine ve konuklarına, hem en sıcak yaz aylarında hem de sonbaharda uzun yağmurlu günlerde ve karlı soğuk kış aylarında yaban hayatı ile günlük olarak iletişim kurma fırsatı verecektir. .
Doğanın korunması için savaşçılar, BSZS'nin inşası sırasında, vahşi yaşamın insan yapımı devasa yarı saydam yapılara nüfuz etme sürecinin etkinleştirilmesini sevmelidir. BSZS'de kendisi için özel olarak hazırlanmış alanları işgal eden ve bunlarda (insanların aktif yardımıyla) istikrarlı ekosistemler oluşturan doğa, geleceğin mimari nesnelerini niteliksel olarak doldurabilecek, onları daha işlevsel ve insanlar için daha çekici hale getirecektir. Aynı zamanda, insanlar tarafından düzenlenen atriyum alanlarında, en iyi BSZS, doğanın ve insanın karşılıklılığı (karşılıklı olarak yararlı birlikte yaşama) şüphesiz gerçekleşecektir.
.jpg)
.jpg)
Şekil 21-22. Ünlü Gaylord Hotels'e ait Amerikan otel atriyumları.
BSZS'nin inşası sırasında elde edilecek olumlu sonuçlar, modern şehir planlamasının ihtiyaçlarını tam olarak karşılamaktadır. Bu, binaların ekonomik ve çevresel çekiciliğidir; doğal çevre ile yakından ilişkili ve insanlar için yüksek bir yaşam kalitesi sağlayan yapay insan ortamının yoğun gelişimi; yeni tip eko-kentlerin oluşumu ve mevcut megalopolislerde ekolojik durumun iyileştirilmesi; teknik ilerlemenin geliştirilmesi ve doğal kaynaklarda önemli tasarruflar için yeni talep edilen yönlerin ortaya çıkması.
BSZS, birçok kritere göre GreenBuildings ilkeleri ile en iyi şekildedir ve sadece inşaat projelerinin kalitesinin iyileştirilmesine değil, aynı zamanda çevrenin korunmasına da katkıda bulunacaktır.
BSZS'nin inşası yardımcı olacaktırkarar vermek"sürdürülebilir kalkınma"nın aşağıdaki önemli görevleri ve "yeşil" standartlar LEED, BREEAM, DGWB'nin gereklilikleri:
-
binalar tarafından enerji ve malzeme kaynaklarının tüketim düzeyinin azaltılması;
-
doğal ekosistemler üzerindeki olumsuz etkileri azaltmak;
-
insan çevresi için garantili bir konfor seviyesi sağlamak;
-
yeni enerji verimli ve enerji tasarruflu ürünlerin yaratılması, imalat ve işletme sektörlerinde yeni işler;
-
yenilenebilir enerji alanında yeni bilgi ve teknolojiler için kamu talebinin oluşumu.
Yarı saydam yapıların avluları, yeni yaratılmış, birçok yönden büyüleyici, arabalardan arındırılmış ve güneş ışığı, rahatlık ve konforla dolu bir kamusal alan olarak avlularımızı kesinlikle eski alaka ve alaka düzeyine geri getirecektir.
BSZS'nin tasarım özellikleri ve uzun vadede makul kullanımı, bu tür yapıların inşasını, yarı saydam bir kubbe ile kaplı bir bina kompleksi inşa etmenin inşaattan çok daha ucuz olacak şekilde optimize etmeyi mümkün kılacaktır. aynı bina kompleksinin aynı koşullarında, ancak koruyucu bir kubbe olmadan.
Bu nedenle, yarı saydam bir kaplamanın maliyetinin ve işletme maliyetlerinin (bu yönde doğru ve amaçlı hareketle) yapının hacmindeki bir artışla (mutlak olarak değil, 1 kare başına maliyete göre) azalacağı açıktır. metre kullanılabilir alan). Bu doğal sonuç, sıradan mantık, sağduyu ve matematik tarafından doğrulanır.
Ve BSZS'nin kapalı yapılarının alanında, iç binaların kapalı yapılarının alanlarının toplamına göre birkaç kat azalma, kaçınılmaz olarak BSZS kompleksini ısıtmak için tüketilen enerji tüketiminde bir azalmaya yol açacaktır. ve havalandırması için, yarı saydam bir kabuk tarafından korunmayan aynı hacimdeki sıradan binalara göre.
Aynı zamanda, BSZS'nin tüm iç binaları, dış duvarların basitleştirilmiş bir dekorasyonuna sahip olacak (pahalı kaplamalar ve yalıtım yokluğu olmadan) ve pencere açıklıkları, kaçınılmaz olarak çift camlı pencerelerle camlanmayacak ve kaçınılmaz olarak etkileyecektir. vakıfların maliyeti. Kapalı binaların ana ısıtma ve iklimlendirme sistemlerinin atriyum alanlarına taşınması, kapalı yaşam ve ofis alanlarını daha basit, daha verimli vb. hale getirecektir.
Bence gelecekte yeni eko-şehirler, esas olarak birbirine yakın konumlanmış ve maksimum düzeyde özerk BSZS'den oluşabilir. Bu tür yarı saydam yapılar, canlı doğa arasında inşa edilecek ve doğal peyzaja kazınacak ve ayrıca en modern yüksek hızlı ulaşım iletişimleriyle birbirleriyle ve diğer şehirlerle bağlantılı olacaktır. Muhtemelen, bu yalnızca geleceğin eko-şehirlerinin birçok sakini tarafından yararsızlıkları nedeniyle kişisel araçların tamamen terk edilmesine yol açmayacak, aynı zamanda insan akışlarının tehlikeli kavşak yerlerini kalıcı olarak ortadan kaldırabilecektir. arabaların akışı.
Ancak sürdürülebilir, geniş açıklıklı yarı saydam yapıların inşasının en önemli sonucu, doğa için olumsuz sonuçlar olmadan rahat bir insan ortamının genişletilmesi ve iyileştirilmesidir.
Petersburg
06/09/2013
Notlar (düzenle)
:
... Houston üzerinde kubbe "- http://youtu.be/vJxJWSmRHyE
;
.
Dünyanın en büyük çadırı
- http://yok www.youtube.com/watch utu.be/W3PfL2WY5LM
;
.
"Tropik Adalar" - www.youtube.com/watch ;
.
Masdar Şehri - www.youtube.com/watch;
.
Geniş açıklıklı asma köprü -
.
bibliyografya
:
1. Marcus Vitruvius Pollio, de Architectura - Vitruvius'un Guilt'in İngilizce çevirisindeki çalışması (1826);
2.L G. Dmitriev, A.V. Kasilov. "Kablo destekli kaplamalar". Kiev. 1974 g;
3. Zverev A.N. Kamu ve endüstriyel binalar için geniş açıklıklı çatı yapıları. SPb GASU - 1998;
4. Kirsanov N.M. Asma ve kablolu yapılar. Stroyizdat - 1981;
5. Smirnov V.A. Geniş açıklıklı asma köprüler. Yüksek okul 1970;
6. Avrasya Patent No. 016435 - Geniş açıklıklı yarı saydam kaplamalı koruyucu yapı - 2012;
7. 
23-28. Amerikan lüks oteller zincirinin atriyumları "Gaylord Hotels".