В. Д. ТАИРОВ
СЕТЧАТЫЕ
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ
КОНСТРУКЦИИ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «БУД1ВЕЛЬНИК»
КИЕВ —1966
В брошюре рассматриваются	6С4
вопросы применения и монтажа	1'14
сетчатых пространственных кон-
струкций из металла, железобето-
на, дерева и пластмасс. Даны клас-
сификация сетчатых конструкций,
предпосылки для расчета, геомет-
рия формообразования и разбивки
сетки.
Брошюра рассчитана на проек-
тировщиков, строителей и научных
работников.
КИЕВСКАЯ (КНИЖНАЯ ТИПОГРАФИЯ №6
20—66
3—2—5
ПРЕДИСЛОВИЕ
развитие производства высокома-
рочных цементов и на их основе
высокопрочных бетонов, гнутых стальных профилей, полимер-
ных, а также дюралюминиевых листовых и профильных мате-
риалов открывает большие возможности для создания новых,
рациональных, легких и прочных конструкций. В связи с этим
заслуживают внимания жесткие сетчатые конструкции.
Еще в 1895 г. русский инж. В. Г. Шухов получил «привиле-
гии» на устройство сетчатых конструкций покрытий, и в 1889 г.
на Выксунском заводе (Нижегородская губерния) им были впер-
вые применены сетчатые своды. После этого В. Г. Шуховым
были выполнены сетчатые конструкции покрытий пяти зданий
пролетами от 12,8 до 32 м общей площадью около 20000 м2. Ши-
роко также известны его сетчатые конструкции: мачты, градир-
ни, башни и т. п.
На основе идей В. Г. Шухова в последующем построены раз-
нообразные сетчатые конструкции не только в России, но и за
рубежом. В 1932—33 гг. в Советском Союзе инж. В. И. Мурашо-
вым испытана опытная конструкция сетчатого железобетонного
свода.
В этих работах было показано, что для сетчатой железобетон-
ной сводчатой конструкции требуется на 20—25% стали меньше,
чем для сплошного тонкостенного железобетонного свода, а вес
конструкции составляет всего около 120 кг/м2, т. е. в 2—2,5 раза
меньше веса применяемых современных конструкций.
Известны также сетчатые конструкции покрытий из сборного
железобетона складов и гаражей, построенных в Советском Сою-
зе (проект инж. С. И. Песельника), покрытия бессейна спортзала
«Даугава» и спортманежа в Риге (проект пнж. А. П. Лисовского
п арх. В. В. Шнптнпкова), проекты сетчатых куполов Москов-
ского архитектурного института, разработанные под руковод-
3
ством доктора техн, наук проф. С. М. Туполева, ряд сооружений
в Италии доктора архитектуры П. Л. Нерви.
Очень экономичными являются сетчатые покрытия, изготов-
ленные из дюралюминиевых труб и стержней, вес которых до-
стигает 10,5 кг 1м2 (вес существующих металлических конструк-
ций 35 кг 1м2). Выгодными качествами отличаются сферические
купольные конструкции из дюралюминиевых труб, стержней и
листов, выполненные американскими фирмами более чем для
тысячи объектов.
Привлекают внимание изящные и легкие сетчатые конструк-
ции из деревянных косяков инж. С. И. Песельника и крупные
сводчатые и сферические сетчатые покрытия из перекрестных
реек, построенных за рубежом.
Кроме сводов и куполов, из сетчатых конструкций в металле
возведено много мачт, башен, градирен и других сооружений.
Ценными качествами сетчатых конструкций являются воз-
можность изготовления их из новейших прочных и легких ма-
териалов, простота транспортировки, легкость сборки и монтажа
элементов.
Эти конструкции благодаря взаимосвязи между стержнями
очень устойчивы и при частичном повреждении не изменяют
свою форму.
Опубликованные в отечественной и зарубежной печати све-
дения о возведенных сетчатых конструкциях из металла, железо-
бетона и дерева свидетельствуют о целесообразности изучения
и применения в практике строительства таких конструкций.
своды
^водчатые конструкции покрытий и
перекрытий известны с древних
времен. По мере эволюции материалов своды выполнялись из
камня, обожженных глиняных материалов, бетона, дерева, желе-
зобетона и металлических конструкций.
Своды цилиндрической, эллиптической, параболической и
других форм представляют собой удобную поверхность для уст-
ройства сетчатых конструкций.
Для создания сводчатой поверхности сетки требуются стан-
дартные сборные элементы-стержни или решетчатые панели.
Для монтажа сводчатой конструкции сетки не нужно сложных
лесов или опалубки. Он ведется с легких подмостей, перемещае-
мых от смонтированной полосы свода к собираемой.
Устройство прозрачной или глухой непрозрачной кровли
в сводчатом покрытии осуществляется из однотипных элементов,
которые могут быть сделаны из стали, алюминия, железобетона,
дерева с использованием полимерных стеклопластиковых мате-
риалов.
Своды сетчатые из металла. Примером свода из сварных
криволинейных профилей служит сетчатое покрытие пролетом
19,5, длиной 24 п высотой 7,8 м, построенное для террасы коллед-
жа в Париже (рис. 1).
Конструкции свода выполнены из сварных перекрещиваю-
щихся тавровых стальных профилей с криволинейной верхней
полкой. Тавровый профиль изготовлен путем сварки вертикаль-
ного листа с половиной трубчатого сечения толщиной 4 мм.
Полутрубчатое сечение профиля придает необходимую жест-
кость элементам и хорошо фиксирует положение ромбических
ячеек сетки.
Свод опирается на фундаментную балку в уровне земли.
Сетчатая конструкция покрыта листами армированного стекла.
5
В сооружениях большого пролета требуется применение бп-
поверхностных сетчатых конструкций, значительно увеличиваю-
щих жесткость и устойчивость звеньев сетки. Такие конструкции
применены в пологом сетчатом цилиндрическом циркульном
Рис. 1. Сетчатое покрытие террасы колледжа в Париже.
своде пролетом 68, длиной 88,4 и высотой 9,3 м, построенном
для аудитории университета в штате Техас (США).
Покрытие собрано из 350 шт. перекрещивающихся между
собой стальных ферм с параллельными поясами.
Криволинейные фермы с параллельными поясами совпадают
с наклонной образующей свода. Каждая ферма имеет длину
11,8 и высоту 0,61 м. При пересечении ферм на поверхности
свода образуется крупная ромбическая сетка с расстоянием меж-
ду фермами 3, 66 м. Вес несущей конструкции 40 кг/м2.
Свод опирается на специальные стойки, наклон которых сов-
падает с нормальной образующей свода.
Монтаж свода осуществлялся краном путем подъема собран-
ных на земле нескольких ячеек сетки и был произведен за
25 дней.
Другим аналогичным примером служат оригинальные кон-
струкции, разработанные проектной организацией Металлург-
проект в Праге в 1964 г.
6
Легкие сводчатые конструкции собраны из перекрестных ме-
таллических трубчатых ферм с параллельными поясами. Фермы,
перекрещивающиеся под углом около 37°(2 X 18°34'34"), обра-
зуют ромбическую сетку со стороной ромба 8,0 м.
Из конструкций такого типа запроектированы и строятся
спортивные сооружения в Кладно (Польша) размером покрытия
59,9 X 58,3, со стрелой подъема f = 8,5 м и в Берлине для общества
«Динамо».
Покрытие больших размеров запроектировано для спортив-
ного сооружения в г. Люберцах: 75,0X186,6 со стрелой подъема
f = 10,0 м.
Конструкции легких сводов выполнены из ферм с параллель-
ными поясами высотой 75 см. Длина каждой фермы около 8,0 м,
вес 200 кг. Для верхнего пояса ферм приняты трубы диаметром
60/3 и для нижнего — 51/3 мм.
Для покрытия в Кладно (Польша) было изготовлено около
100 шт. таких ферм. Наиболее сложная часть конструкции —
соединение перекрещивающихся ферм. Из разработанных двух
типов соединений (вразбежку и впритык) было выбрано второе
с монтажным креплением болтами и последующей приваркой.
Для кровельного покрытия применены дополнительные ре-
шетчатые элементы длиной 2,50 м, вставленные между основны-
ми конструкциями ромбов покрытия. По этим элементам уложена
холодная кровля из волнистой стали. Для теплой кровли приме-
нены два слоя досок с прокладкой между ними двух слоев кар-
тона.
В проектах перечисленных покрытий предусмотрены различ-
ные виды опирания. Покрытие здания в Кладно опирается на
железобетонные этажерки крыльев здания, в Берлине — на вер-
тикальные сквозные стойки. В обоих случаях предусмотрены
затяжки диаметром 55 мм, воспринимающие распор свода.
В проекте сооружения для Люберцов свод опирается на Y-образ-
ные монолитные железобетонные опоры.
Конструкции облегченных сводов собираются на земле
участками, состоящими из двух рядов ромбов, на полпролета
свода. Одна сторона собранного участка поднимается и устанав-
ливается на опоры путем поворота. Поднятый участок соединя-
ется со смежной полосой, после чего поднимается второй участок
свода и в ключе свод замыкается.
В 1947 г. в Украинском научно-исследовательском институте
сооружений (УкрНИИС) канд. техн, наук А. А. Цейтлиным были
предложены оригинальные сетчатые конструкции двоякой кри-
7
визны, в которых использован принцип образования линейчатых
поверхностей однополостного гиперболоида вращения.
Принимал за основу прямолинейный стержень, строят уз-
кую волну арки, имеющую форму линейчатой поверхности. Пря-
Рис. 2. Конструктивная схема
волнистого свода.
молинейные стерж-
ни укладываются под
острым углом не бо-
лее 35°, что не умень-
шает глубины вол-
ны и увеличивает
жесткость свода. Из
набора волн состав-
ляется свод любой
длины. Такой свод
состоит из гибких
арок, собранных из
стержней, уложен-
ных по направлению
образующих и попе-
речных распорок волн
(рис. 2).
Сетчатый свод кругового очертания образуется из ряда волн,
разбиваемых на равные по длине секции. Это позволяет монти-
ровать свод из заранее заготовленных коротких звеньев, собран-
ных из стандартных стержней. Такне своды предполагались для
создания покрытий больших пролетов из металлических и дере-
вянных стержней.
По мере освоения сборных железобетонных конструкций в
нашей стране и за рубежом были построены сетчатые своды из
железобетонных сборных косяков.
Кружально-сетчатый свод для гаража, разработанный в 1956 г.
Гипросельхозом Министерства городского и сельского строитель-
ства СССР и ВНИИжелезобетона Министерства промстроймате-
риалов СССР (автор инж. С. И. Песельник), был построен под
Москвой на ст. Железнодорожная.
Сетчатый свод циркульного очертания пролетом 24, длиной
32 и высотой 7.3 м выполнен из сборных железобетонных эле-
ментов. Опирается свод на балки, уложенные на бетонных столб-
чатых фундаментах.
Торцовые арки свода собирались из семи сборных элементов
двух типоразмеров: длина первого составляла 4,21 м, вес —
725 кг\ длина второго — 1,74 м и вес — 306 кг.
8
Сетка собиралась из железобетонных решетчатых косяков
189X25X7 см весом 54,5 кг и полукосяков 91X25X7 см, весом
26 кг, изготовленных из бетона М 200.
Для изготовления свода потребовалось 742 косяка и 80 полу-
косяков с расходом бетона на свод 19,8 мг. Приведенная толщина
бетона составила 2,56 см. Сборка свода осуществлялась при
помощи закладных трубок, штырей и стальных накладок.
Накладки приваривались после изготовления косяков с верх-
ней и нижней стороны стыка к закладным частям во время мон-
тажа стыков.
Сетка свода присоединялась к торцовым аркам и фундамент-
ным балкам при помощи сварки.
Монтаж кружально-сетчатого свода осуществлялся при помо-
щи автокрана от пяты свода к шелыге, начиная с торцовой арки.
После сборки первой арки изготовлялись участки свода дли-
ной 4 м.
Сборка элементов сетки осуществлялась на передвижных
кружалах, состоящих из 2—3 шарнирных арок, соединенных
между собой связями из металлических уголков. Арки были
снабжены подъемными приспособлениями.
После сборки первого участка на кружалах в противопо-
ложном конце ставилась временная монтажная металлическая
арка, которая связывалась с торцовой аркой металлическими
тяжами диаметром 10 мм.
После закрепления смонтированной части свода кружала
опускались и перемещались для монтажа следующего участка
свода. Окончательная сварка стыков осуществлялась после про-
верки геометрических размеров свода. Свод собирали 6 монтажни-
ков. Трудоемкость монтажа составила 1,6 чел.-дня на 1 м длины
свода.
При сооружении первого свода пролетом 16,2 м определилась
простота изготовления однотипных косяков. Элементы свода
имеют малый вес, их легко транспортировать и вести монтаж,
для которого требуются простейшие подъемные устройства: кран-
укосина, полиспаст, легкие тали.
Кровлей кружально-сетчатых сводов для холодных помеще-
ний служат асбоцементные листы 100X110 см, которые крепятся
к своду при помощи анкеров и гаек.
Для сводов сельскохозяйственных складов и токов пролетом
12 м разработаны типовые косяки. Приведенная толщина бетона
составляет 12 см, а расход стали — 3,6 кг!м2.
9
В 1959—1961 гг. в Риге инж. А. П. Лисовским и арх.
В. В. Шнитниковым (Латгипрогорстрой) были разработаны
сетчатые покрытия для плавательного бассейна спортзала ДСО
«Даугава» (рис. 3) и спортманежа в Московском районе. Эти
покрытия представляют собой жесткую распорную сетчатую
конструкцию пролетами 22 и 28,8 м. Своды опираются на вынос-
ные железобетонные монолитные консоли.
Сетчатые конструкции собраны из железобетонных брусьев
80X350 мм, длиной 2 м с закладными металлическими частями.
Узлы собранных крестовин соединяются между собой железобе-
тонными брусками 100X100 мм, которые служат опорными эле-
ментами для треугольных панелей покрытия. Панели сделаны из
асбестоцементных листов с деревянным контуром. Внутри кон-
тура уложена по пароизоляции шлаковата и по деревянной обре-
шетке — оцинкованная кровельная сталь.
Сборка и монтаж покрытия осуществляются следующим об-
разом. Предварительно 4 железобетонных бруса собираются
в крестовину при помощи сварки закладных частей в кондукторе.
Образованные таким образом крестовины весом около 600 кг слу-
жат основными монтажными элементами, которые поднимаются
краном и укладываются на специальные подмости — 2 перестав-
ные металлические пространственные фермочки.
После сборки участка свода и замыкания брусьев сетки в
ключе одна фермочка опускалась и переносилась краном на
смежный участок свода, вторая — временно крепилась к смон-
тированной части.
После установки перенесенной фермочки демонтировалась и
переносилась вторая. При такой последовательности передвиж-
ки фермочек исключается провисание края смонтированного
свода.
Опускание подмостей осуществляется путем вывинчивания
ключевых шарниров.
В торцах здания свод заканчивается легкими решетчатыми
металлическими арками.
Приведенная толщина бетона свода составляла 4 см, расход
металла — около 8 кг!м2. Собственный вес покрытия 180—
200 кг)м2.
Сетчатые конструкции сводов можно собирать не только из
отдельных брусков или стержней, но и из сквозных решетчатых
панелей.
При сборке свода из таких панелей необходимо устраивать
искусственный перелом их поверхности в месте узла сопряжения
10
5000
И
сетки. Это обстоятельство несколько усложняет технологию из-
готовления панелей.
Соединение панелей между собой производится путем соеди-
нения ребер панелей, поэтому одна из сторон стыкуемого
„ 180 — а
ребра должна иметь скос, равный —— » где а — угол части
окружности, хорда которой равна высоте панели, расположенной
по этой окружности.
Рассмотрим некоторые конструкции сводов из решетчатых
панелей.
В Воронежском инженерно-строительном институте доц.
В. А. Осиповым проведена экспериментальная работа по исследо-
ванию сборного сетчатого свода с сухими стыками. Этот свод
собирается из железобетонных шестиугольных решетчатых пане-
лей (рис. 4). Предварительно производится укрупнительная
сборка, при которой панели на болтах соединяются в арки
в положении «на боку». После чего монтируется свод.
Плоский сухой стык обеспечивает надежное соединение эле-
ментов между собой.
Экспериментальные сетчатые арки пролетом 6 и 18 м были
испытаны под сосредоточенной нагрузкой на прочность и дефор-
мативность. Были также проверены принятые способы изготов-
ления элементов, стыкования, сборки и монтажа конструк-
ции и подтверждена возможность изготовления подобных
сводов.
Испытания дали удовлетворительные результаты. После
испытаний был собран свод из 6 арок с затяжкой. Приведенная
толщина свода при пролете 18 м составляла 4,5 см. Расход ста-
ли на один блок 20 кг, или 7 кг!м2 с учетом затяжки.
На Лейпцигской международной ярмарке 1954 г. был пост-
роен Польский павильон, собранный из сквозных железобетон-
ных треугольных панелей в виде параболического гиперболоида
пролетом 30 и длиной 12 м. Высота свода в ключе равняется 9 м.
Свод имел 4 точки опоры.
При стыковании панелей закладные части сваривались, и за-
тем производилось замоноличивание. Панели одной секции ш ве-
сили 600 кг. Железобетонный каркас был покрыт прозрачной
поливиниловой тканью.
В 1958 г. проф. М. Туполев, инженеры П. Букреев, М. Мик-
шис, С. Гаспарян и П. Иванов (Росгипросельстрой Госстроя
СССР) предложили создать свод-оболочку из трапециевидных
железобетонных ребристых панелей-плпт с членением трапеции
12
на треугольники. В собранном своде система ребер представляет
собой сетчатый ромбический рисунок.
У трапециевидных панелей основание равно 439, высота 309
п боковая сторона 327 см. Толщина плиты 3 см с контурными
2000
Рис. 4. Шестиугольная решетчатая панель Воронежского инженерно-стро-
ительного института.
Узел /I
Узел б
ребрами 6X16 см. Панель весит 1 т. Стыкование панелей про-
изводится при помощи сварки закладных планок в смежных
ребрах.
Свод-оболочка опирается у основания на железобетонную бал-
ку, уложенную на башмаки-фундаменты. Сетчатые конструкции
такого вида неэкономичны, так как из 7 ребер панели 5 стано-
вятся парными.
Монолитные сетчатые своды изготавливаются в сплошной
опалубке или при помощи вкладышей, заполняющих промежуток
между стержнями. Вкладыши размещаются на сплошной опа-
лубке.
Устройство таких сводов технологически сложно, так как для
этого требуется дополнительный расход дерева на опалубку,
и арматурные работы необходимо производить на месте. Преиму-
ществом монолитных сетчатых сводов является возможность
создания разнообразных рисунков сетки.
Примером такой конструкции может служить сетчатый кре-
стовый свод над выставочным залом в Турине (Италия) длиной
45,8 п шириной 31,5 м, выполненный из монолитного железобе-
тона с вкладышами, заполняющими ячейки сетки.
13
Сетка свода квадратная, расположенная под углом 45° к го-
рпзонтальной образующей свода. По контуру свод имеет свето-
вую прозрачную полосу.
Монтаж свода заключался в укладке на опалубку квадратных
коробчатых вкладышей, заранее изготовленных на заводе, в ар-
мировании промежутков между вкладышами и бетонировании.
Разница в размерах квадратов сетки, образующихся вследствие
кривизны сетчатой поверхности, разгоняется за счет ширины
швов между вкладышами.
Связанные в монолит ребра служат основной несущей кон-
струкцией и образуют сетку свода. Свод основан на 4 контурных
арках переменного сечения, которые опираются на 4 угла плана.
Параболический свод пролетом 20 м для соляного склада
в Тортоне (Италия) построен в монолитном железобетоне при
помощи передвижных трубчатых лесов и опалубки.
Конструкция свода представляет собой ряд параболических
арок с шагом 4 м, связанных понизу и поверху продольными
прогонами. Параболические поверхности между арками и прого-
нами заполнены ребристой плитой с сетчатой квадратной систе-
мой ребер с ячейкой 1X1 м.
Конструкция не является типичной сетчатой, где ребра рабо-
тают как несущие элементы. Диагональная разбивка перекре-
щивающихся ребер представляет собой сетчатую систему, что
и определяет подход к статическому расчету всей конструкции.
Своды сетчатые из дерева устраиваются двумя способами:
при помощи косяков или путем перекрестной укладки в 2 или
3 слоя досок-планок. Сборка таких сводов может осуществляться
на гвоздях, болтах или на безметальном стыке.
Крупный сетчатый свод из деревянных досок-планок пост-
роен в Порт-Жантиле (Габон, Африка). Длина сооружения 100,
ширина 24,7, высота в коньке 10,6 м.
Сетчатая конструкция свода собрана на болтах из 3-метровых
досок древесины местной породы азобэ. Конек и гнутые ребра,
свода сделаны из досок. Свод опирается на пяты, в уровне зем-
ли — на фундаменты.
Рассмотренные примеры сетчатых сводов свидетельствуют
о больших практических возможностях применения таких кон-
струкций для различных сооружений и о разнообразии приме-
няемых для их изготовления материалов.
Следует отметить, что сетчатые своды из мелких деревянных
или железобетонных косяков трудоемки в изготовлении и поэто-
му не получили распространения.
14
Недостатком сетчатых сводов, собираемых из железобетонных
ромбов, является то, что изготовление ромбов с изломом техно-
логически сложно.
КУПОЛА
Купола сетчатой конструкции полу-
чили большое распространение и пользуются заслуженным вни-
манием у строителей всего мира.
Преимущество этих конструкций заключается в возможности
изготовления и применения (для большинства сетчатых куполов)
однотипных элементов, в осуществлении сравнительно простой
сборки узлов соединений, в применении легких современных ма-
териалов для заполнения ячеек сетки, включая и светопрозрачные
материалы. Однотипные прямолинейные или плоскостные элемен-
ты удобно транспортировать. Монтаж осуществляется путем под-
ращивания частей купола (при подъеме одной или несколькими
мачтами) при помощи домкратов или с использованием пневма-
тических баллонов.
Значительное количество куполов построено с применением
стали и алюминия, из трубчатых элементов, из стержней или ре-
шетчатых ферм с параллельными поясами. Граненые купола
с сетчатой структурой ребер изготовляются из стальных или
алюминиевых листов.
Железобетонные сетчатые купола проектируются и строятся
в большинстве из решетчатых прямоугольных, треугольных, ром-
бовидных или шестиугольных панелей.
Деревянные купола собираются из перекрещивающихся реек,
уложенных по сферической поверхности.
Авторы проектов сооружаемых сетчатых куполов стремятся
применить оригинальные узловые соединения и конструктивные
элементы. В то же время некоторые фирмы США разработали ти-
повые конструкции нескольких размеров сетчатых куполов и
поставляют комплекты изделий для их сборки.
Сетчатые конструкции с типичной для них треугольной сет-
кой из трубчатых элементов разработаны во Франции для плос-
костных и пространственных покрытий.
Плоская треугольная сетка при наложении на сферическую
или другую пространственную криволинейную поверхность пре-
терпевает изменение в узлах, и стыкуемые стержни; вписываясь
в заданную пространственную поверхность, приобретают наклон.
15
При малой стреле подъема купольного или сводчатого по-
крытия изменения длины стержней и угла поворота стержней
в узлах весьма незначительны, поэтому при ничтожном измене-
нии наклона стержней можно достичь требуемой кривизны по-
верхности покрытия.
Здание электростанции в Гранвиле
куполом диаметром 42 м (радиус сферы
(Франция) перекрыто
40, стрела подъема 6 м).
Стержни сетки из труб
длиной 2 м собраны
в 313 узлах. Трубы в
узлах для обеспечения
плотности и водонепро-
ницаемости привари-
ваются к накладкам и
муфтам.
Монтажная схема
сетки купола и укруп-
ненных его частей, со-
стоящих из ромбовид-
ных элементов, показа-
на на рис. 5.
Монтаж осуще-
ствлялся без лесов при
помощи съемной мачты
по вертикальной осп
купола, на которую
опиралась центральная
звезда. К этой звезде,
поднятой на мачте,
Рис. 5. Монтажная схема сетчатого купола
из труб.
присоединялись последовательно шесть сферических трапеций.
Вес центральной звезды без покрытия составляет 3,1, вес
шести сферических трапеций — 37,8, всей системы сетчатой кон-
струкции купола из труб — около 42 т.
При равномерной нагрузке на купол в 120 кг/м2 усилие, вос-
принимаемое трубой, составляет всего лишь 2,8, а при несимме-
тричной нагрузке на половину купола — 3,85 кг!м2.
Точки крепления кровельного покрытия к куполу распола-
гаются в центрах правильных шестиугольников. Для покрытия
может применяться армоцемент с защитными слоями, а в бли-
жайшем будущем — устойчивые пластмассы.
Для павильона «Дженерал электрик компани» (США) на
международной выставке в Нью-Йорке по проекту инж.
16
Г. С. Грейвса был построен купол, имеющий форму сферическо-
го сегмента, диаметром 61 и высотой 23,7 м. Купол изготовлен
из гнутых перекрещивающихся меридионально расположенных
труб.
Криволинейная укладка труб в двух направлениях образует
сетку с ячейками в виде ромбов, закономерно изменяющихся по
размерам, уменьшаясь от опоры к венчающему кольцу.
Было изготовлено и смонтировано 192 цельнотянутых сталь-
ных труб с наружным диаметром 125 и толщиной стенок 4,7 мм.
Общий вес труб 120 т. Для большинства соединений применены
высокопрочные болты.
Трубы сетчатого каркаса опираются на сварное кольцо короб-
чатого сечения и прикрепляются к нему при помощи стальных
башмаков и болтов. Опорное кольцо состоит из восьми секций
длиной по 23,7 и высотой 1,5 м.
Кольцо поддерживается 16 наклонными трубчатыми опорами
диаметром 0,4 и длиной 12,5 м. Венчающее фонарное кольцо
диаметром 13,1 м служит связующим элементом для верхних
концов труб.
К сетчатой конструкции купола подвешено 12 концентриче-
ских колец. Трубчатые кольца диаметром труб 100 мм при-
креплены к сетчатой конструкции на расстоянии 30 см с ша-
гом 2,1 м.
Покрытием служат асбоцементные листы, уложенные по
стальной обрешетке, прикрепленной к кольцам. Кровельное по-
крытие купола выполнено из силикатной сплошной пленки. Сты-
ки кровли покрыты силиконовой резиновой изоляцией.
При расчете конструкции купола учитывались прогиб всего
купола (как оболочки), прогиб каждой трубы (как стойки с дву-
мя шарнирными опорами), влияние односторонней нагрузки на
купол (ветровая нагрузка), растяжение в опорной балке и изгиб
меридиональных труб у кольцевой балки.
Давление ветра принималось равным, включая боковое дав-
ление и подсос, 122 кг!м2. Учитывалось также влияние веса
трубчатых подвешенных колец.
Всего для купола было изготовлено, включая и конструкцию
сетки из труб, 750 т металлических конструкций.
На 1 м2 площади сооружения израсходовано 30,1 кг сталь-
ных конструкций.
Выставочный павильон Румынской Народной Р.еспублики
в Бухаресте перекрыт сетчатым сферическим куполом, изготов-
ленным из стальных труб. Диаметр купола 93 м. Купол соби-
17
рался на земле и был поднят на проектную отметку. Вес купола
в 5 раз меньше, чем вес железобетонной оболочки того же диа-
метра.
На территории выставки в Брно (Чехословакия) были соо-
ружены два здания С и Z с сетчатыми конструкциями куполов
покрытий.
Купол квадратного в плане здания С (36,9X36,9 м) построен
в виде шарового сегмента, усеченного под наклоном по сторонам.
Высота купола 12, радиус кривизны 34,3 м.
Купол здания Z опирается на кольцо диаметром 93,5 с высо-
той стрелы 19,731 и радиусом сферической поверхности 62,25 м.
Каждый купол представляет собой сетчатую поверхность
с треугольными ячейками, которые образуются путем укладки
в 3 слоя гнутых прутьев из труб (рис. 6). Два слоя труб уложе-
ны по наклонным образующим и третий слой по горизонтальным
концентрическим окружностям. Конструкция, изготовление и
монтаж таких купольных покрытий, несмотря на пх кажущуюся
сложность, просты в исполнении.
Купол смонтирован из бесшовных труб, утолщающихся от
зенита к основанию. Так, диаметр трубы большого кольца купола
равняется 100, а малого кольца (у зенита) — 60 мм.
Кольцо фонаря имеет прямоугольное сечение и сварено из
полосовой стали. Опорное кольцо купола смонтировано из 6-мет-
ровых труб диаметром 330 и толщиной стенок 17 мм. Его расчет-
ное осевое усилие на растяжение составляет 187,5 т. В верхнем
кольце осевое усилие составляет 62,6 т.
Изготовление и заготовка труб для сетчатой оболочки произ-
водились на строительной площадке. Сращивание труб осуще-
ствлено при помощи сварки.
Монтаж малого купола производился при помощи одной мач-
ты, а большого купола — при помощи 4 мачт.
Монтаж большого купола начинался с установки на земле
большого кольца и на заданной высоте малого фонарного кольца.
Эти кольца определяли положение прутьев сетки, и при укладке
2 слоев стержней с прокладкой третьего слоя создавалась сфери-
ческая поверхность купола.
После укладки концентрических колец и стяжки слоев хому-
тами треугольная сетчатая конструкция купола была готова.
На каждой параллели было 128 узлов.
При подъеме куполов мачтами тросы крепились в 64 точках:
в каждом втором стыке по контуру купола. Направление тросов
было тангенциальное, т. е. по касательной к меридианам, что
18
соответствовало мембранному состоянию внутренних усилий в
стержнях купола.
Купол был смонтирован на подмостях и установлен на желе-
зобетонное опорное кольцо.
Рис. 6. Геометрическая схема укладки труб на павильонах выставки
в Брно.
Большой купол вместе с фонарем, кольцами, галереями и на-
ружной лестницей весит 220 т, что при площади застройки
6850 л2 составляет 33 кг)м2.
Кровлей большого купола служит алюминиевый лист. Ниж-
ний 4-ярусный пояс купола заполнен плитками из армирован-
ного стекла.
Конструкция большого купола изготовлена и смонтирована
Краловопольским заводом (Брно) за 6 месяцев.
19
В 1958 г. в Батон-Руж (США) было построено здание ваго-
норемонтного депо в виде сферического сегментного купола
(рис. 7).
Диаметр купола в основании 117,12, высота — 36,6 м. Купол
поверхностью 14390 перекрывает площадь в 10200 м2.
Для построения купола использованы принципы йнж. Б. Фул
лера.
Несущая сетчатая конструкция купола выполнена из сталь-
ных трубчатых шестиугольников (диаметр труб 100 мм), смон-
тированных на сферической поверхности, с разбивкой на основе
икосаэдра. Вес шестиугольника — 2 т, размер сторон — 6,0 м.
К узлам стержневых шестиугольников при помощи стальных
стержней диаметром 38 мм крепились отштампованные выпук-
лые шестиугольники из стали толщиной 3,2 мм.
Для несмещаемости вершин граней штампованных листов
от узла к узлу прикреплены развязывающие подвески из стали
диаметром 19 мм.
Для купола потребовался 321 шестиугольный элемент. Вся
конструкция купола собрана из 7 типовых элементов, состоящих
из труб, стальных листов, стержней 38 и 19 мм, муфт диамет-
ром 50 мм, гаек и прокладок.
Монтаж купола производился без каких-либо лесов и под-
мостей. Панели поднимались краном, монтировались и свари-
вались.
Под основным каркасом смонтирован сетчатый полушаровой
купол высотой 24 и диаметром 30,5 м из труб на основе икосаэд-
рической разбивки сферы, который удачно заполняет внутренний
объем и служит для конторских и бытовых помещений, склада,
а также местом для контрольного пункта депо (рис. 8).
Освещение депо искусственное.
Устройство куполов сетчатой конструкции для производствен-
ных помещений типа ремонтных мастерских и депо имеет ряд
преимуществ: обеспечивается использование рабочей площади без
внутренних колонн, облегчается устройство систем освещения,
отопления и вентиляции, обеспечивается наблюдение за всей ра-
бочей площадью с одного места, уменьшается вес зданий и стои-
мость 1 м2.
Здание вагоностроительных мастерских в штате Иллинойс
(США) построено в виде сферического купола с треугольным
сетчатым каркасом из стальных труб диаметром 150 мм, к кото-
рым крепились шестиугольные панели из стального листа. Диа-
метр купола 114, высота 36 м.
20
a
Рис. 7. Здание вагоноремонтного депо в Батон-Руж:	подвески;
а - общий вид; б	г,очтыТР4КЦИстГлГная’труба;' 5 - стальной лист.
2 — стальные стер/ьни, о
21
Для купола потребовалось 220 шестиугольных панелей. Пере-
крываемая Площадь 23 000 м2. Вес конструкции — 560 т.
Представляет интерес процесс сборки купола. В центре пере-
крываемой площади на временных металлических подмостях
Рис. 8. Купол внутренней сетчатой башни депо в Батон-Руж.
монтировался первый укрупненный блок купола. Затем подмости
были заменены домкратами и под купол был подведен пневмати-
ческий баллон, позволяющий вести’ монтаж ярусами.
Несмотря на то, что общий вес купола был равен 500 г, для
его подъема потребовалось чрезвычайно малое давление: в нача-
ле — 0,06, а при подъеме — 0,07 ати.
Пневматический трубчатый баллон был составлен из 326 по-
лотнищ с промежутками в 90 см. Полотнища были усилены тру-
бами диаметром 100 мм в виде пирамиды высотой 12 м. Воздух
нагнетался вентилятором по тоннелю из сборных элементов
диаметром 1,35 и длиной 66 м.
22
Устойчивость пневматического баллона и смонтированной
части купола обеспечивалась при помощи 120 тросов, закреплен-
ных в фундаментах. При подъеме дополнительные тросы крепи-
лись на каждый шаг подъема. Повреждение подушки устраня-
лось без особых затруднений.
Павильон ярмарки в Токио площадью 9290 м2 перекрыт сет-
чатым куполом — сферическим сегментом диаметром 121,9 м.
Сетчатая конструкция купола образована из 2500 различных
по размерам треугольных трубчатых сквозных панелей, у кото-
рых высота равна 1 м.
Точные размеры сторон треугольных панелей определялись
методами сферической тригонометрии при помощи электронно-
вычислительной машины.
Общий вес металлического каркаса составляет 950 т.
Со стороны главного фасада усеченная часть сегмента опи-
рается на стальную коробчатую наклонную в поперечном направ-
лении арку радиусом 212 м. Арка опирается на массивные желе-
зобетонные фундаменты, заглубленные на 12,2 м. Распор арки
воспринимается затяжкой, находящейся под полом на уровне
пят арки.
Задняя часть шарового сегмента приподнята над уровнем
земли на 12,2, а у главного фасада — на 7 м.
Сетчатая система сегмента опирается на контурную балку,
уложенную на 65 железобетонных наклонных стоек.
Промежутки конструкции треугольной сетки заполнялись
изоляционными опилочно-бетонными плитами 0,91X1,83 м. По
плитам уложены сетки и слой легкого бетона толщиной 4,3 см.
Кровля трехслойная из рулонного материала, окрашенного алю-
миниевой краской. Круг в зените купола диаметром 15,24 м
остеклен.
Оригинальная сетчатая конструкция стального купола в виде
сегмента сферы применена для выставочного павильона в Ган-
новере (ФРГ).
Диаметр шарового сегмента 28, высота 7,5 и радиус кривиз-
ны 17,0 м.
Каркас сетки купола состоит из взапмно-пересекающихся
арок, для которых применены широкополые двутавры типа
«Пайн» и тавры. Конструкция собрана на болтах.
Покрытием стального каркаса служит синтетическая поли-
эфирная плитка, армированная стекловолокном типа «Лами-
люкс», с уплотнительными прокладками в швах.
Козырек с куполом составляет одно целое.
23
Ячейки сетки купола разнотипны, все арки также имеют
различное очертание, поэтому такой купол привлекает внимание
своим видом, но не конструктивным решением. Купол опирается
на кольцо, поддерживаемое колоннами.
Рис. 9. Схема сетчатого купола из панелей двоякой кривизны.
В разделе «Своды» был изложен принцип построения сводов
из панелей двоякой кривизны с гиперболоидной поверхностью,
разработанных УкрНИИС. По аналогии с конструкцией сводов
были предложены металлические конструкции куполов, собирае-
мые из панелей-секторов двоякой кривизны. Из таких секторов
собирается купол с волнистой поверхностью (рис. 9).
Недостатком устройства сетчатых куполов из панелей с ги-
перболоидной поверхностью является то, что секторы должны
собираться из прямолинейных элементов разной длины. Это
усложняет изготовление панелей. Однако собирать купол из го-
товых секторов удобно, так как можно вести монтаж с двух
противоположных сторон купола без поддерживающих подмос-
24
тей. Поперечные распорки, придающие панелям жесткость, при-
меняются лишь при монтажной сборке, после чего они могут
быть сняты.
Представляет интерес купол над зданием панорамы «Оборона
Севастополя» 1854—1855 гг., построенный в начале XX века. Зда-
ние панорамы было перекрыто сетчатым металлическим шестнад-
цатигранным куполом диаметром 38,9 и высотой 9,1 м с ребрами,
очерченными радиусом 25,35 м. Купол был разрушен при пожа-
ре во время Великой Отечественной войны п восстановлен
в 1950 г.
В зените купола сделано отверстие диаметром 4,8 м для фо-
наря. Второй ярус сетки купола также представляет собой
фонарь, сделанный из армированного стекла.
Купол опирается на шестнадцатиугольную обвязку из швел-
лера № 18а. Всего для купола израсходовано 54,5 т металла, что
составляет, включая опорную обвязку, 45,4 кг на 1 м2 проекции
пола.
Стальной каркас купола радиально-кольцевой с диагональны-
ми раскосами в панелях (рис. 10). Радиальные элементы сде-
ланы из двутавра № 20 б, промежуточные пояса — из швеллеров
№ 14 а и уголков 100X75X10. Диагональные раскосы в основном
выполнены из листовых полос толщиной 12 и шириной от 100
до 50 мм.
Соединение основных радиально-кольцевых элементов и диа-
гональных раскосов производится путем приварки и склепки на
косынках толщиной 12 мм.
Кровельное покрытие осуществлено по деревянным прогонам
с нижней подшивкой из вагонки; утеплителем служит шлакова-
та, уложенная по толю; кровля — оцинкованная сталь по обре-
шетке.
Для сетчатых конструкций куполов применяются также ме-
таллические профили.
Покрытием зимнего бассейна в доме отдыха (Гагра) служит
сетчатый купол из стальных профилей, составленных из 45 тре-
угольных панелей со стороной около 4,5 м.
При разбивке сферического сегмента был принят принцип
построения икосаэдра. Треугольные панели сетки заполнены
увполевым стеклом, пропускающим ультрафиолетовые лучи.
Монтаж купола был осуществлен за 15 дней.
Примером использования сетчатых конструкций для освеще-
ния помещений могут служить остекленные фонари, построен-
ные в Москве в покрытии Дворца пионеров на Ленинских горах
25
в 1964 г. Фонари представляют собой сегменты сферы, выполнен-
ные в металлическом каркасе со стеклянным заполнением. В ос-
нову сетки положена треугольная разбивка сферы.
Легкие стальные фермы с параллельными поясами часто при-
меняются для создания сетчатых цилиндрических и сферических
покрытий с крупной ячейкой сетки. Такие конструкции были
описаны в разделе «Своды» при рассмотрении покрытий аудито-
рий в штате Техас и спортзалов в Кладно и Берлине.
Примером применения легких ферм в куполах может служить
покрытие здания круглой формы для спортивных, концертных
и выставочных мероприятий в Грин Бей (США) диаметром
82,23, высотой в центре 22,85 и у наружных стен — 12,11 м.
В качестве несущих конструктивных элементов применены
решетчатые фермы с параллельными поясами, высотой 76,2 см.
Такие фермы собраны в систему пересекающихся меридиональ-
ных кольцевых и наклонных ребер.
К 12 меридиональным ребрам примыкают промежуточные
ребра *под углом около 30°, которые в узлах, в свою очередь,
пересекаются кольцевыми ребрами.
Фермы изготовлены из парных уголков, размером для верхне-
го пояса 102X102X9, для нижнего пояса 102X76X8 и раскосов
из уголков 31,7X31,7X6,3 мм.
Основой купола служит опорное стальное кольцо двутавро-
вого сечения высотой 77,5 см. Верхний и нижний пояса двутавра
состоят из двух пар уголков 152X203X6 и стенки из стального
листа толщиной 6 мм. Верхней сжатой опорой в центре купола,
к которой примыкают меридиональные ребра, служит отрезок
трубы диаметром 30,5 п длиной 76 см.
К стенке трубчатой опоры приварены 12 косынок из полос,
к которым на болтах крепятся ребра купола.
Обрешеткой под кровлю служат тавровые стальные элементы.
По обрешетке уложена обшивка с утепляющим слоем, а на об-
шивку — монолитный гипсовый слой толщиной 5 см.
Следует также отметить, что стальные колонны обшиты ли-
стами нержавеющей стали толщиной 0,9 мм.
В различных странах мира широко распространены сетчатые
геодезические купола в виде сегмента сферы, изготовленные из
алюминиевых трубок. В основу разбивки сферы на сетку поло-
жен принцип построения правильных многоугольников, октаэд-
ров и икосаэдров, применяемый инж. Б. Фуллером.
Такие купола различных диаметров построены для здания
музея в Кейп-Кеде (США), для помещения радарной станции
26
Узел А	Узел Б
Рис. 10. Схема сетчатого купола над зданием панорамы «Оборона
Севастополя».
27
в Арктике, для здания театра в Колумбии, для павильона аме-
риканской выставки в Москве, на международных ярмарках в
Кабуле и в Монреале и т. д.
В Кабуле был сооружен купол диаметром 30 м из алюми-
ниевых трубок с нейлоновой оболочкой, другой купол диаметром
9 м был сделан из алюминиевых листов и картона.
В конструкциях из трубок последние соединяются при помо-
щи тарелей с отверстиями для 13 болтов. Трубки сетки присое-
диняются к тарелям болтами.
Для павильона купола американской выставки в Москве
диаметром 45 м потребовалось 480 алюминиевых трубок, 143 та-
релей и 2000 болтов. Вес каркаса составил 4000 кг, вес оболочки,
покрывающей каркас,— 585 кг.
На сборке купола работало 13 человек на протяжении 4 дней.
Приведем еще один пример геодезического полусферического
купола сетчатой конструкции, собираемого из алюминиевых труб
для сборно-разборных ангаров-мастерских. Сетка купола обра-
зуется ребрами треугольников, из которых составлен купол.
Разбивка поверхности сферы основана на принципе построения
икосаэдра.
Купол собирается из 112 тетраэдров, которые вмонтированы
в 80 основных треугольных элементов со стороной 6,7 м. Эти
элементы расчленяются, в свою очередь, на 16 более мелких
треугольников, служащих оправой для полиэфирных армирован-
ных стекловолокном элементов покрытия. Вес одного такого
элемента около 45 кг.
Диаметр купола в основании 35,5, высота — 14 м.
Купол поднимается пятью мачтовыми кранами с постепенным
поярусным монтажом.
Соединение треугольников осуществляется на болтах.
Трехслойный сетчатый купол диаметром 53,5 м, перекрываю-
щий здание выставочного зала в Нью-Йорке на 2000 мест, собран
из алюминиевых труб. Купол, имеющий форму сферического сег-
мента, опирается на кольцевую стальную балку и стальные ко-
лонны. В основу построения сетки принят сферический тре-
угольник.
В 1959 г. в Новельти (США) возведен сетчатый биповерх-
ностный купол диаметром 76 и высотой 31,5 м, изготовленный по
принципиальной схеме разбивки сферы куполов инж. Б. Фуллера.
Купол смонтирован из шестиугольников, собранных из 100-
и 150-миллиметровых алюминиевых труб. Вторая, концентри-
чески расположенная по сфере, сетчатая поверхность находится
28
на расстоянии 75 см от внешней сетки. Для этого купола потре-
бовалось 20,7 км труб из специального сплава.
Купол опирается на контурную решетчатую обвязку, осно-
ванную на 5 треугольных опорах из 150-миллиметровых труб.
Каждая трубчатая опора закреплена в железобетонном ростверке
на свайном основании.
Монтаж купола осуществлялся при помощи центрально
установленной мачты путем сборки блоков из группы шести-
угольников. Описанный купол не имеет практического назначе-
ния и является рекламным сооружением фирмы, однако его
конструктивная схема и монтаж крупными блоками представляет
интерес.
Арена на 15 000 мест в Японии площадью 43X80 м перекры-
та купольной сетчатой конструкцией из алюминиевых труб диа-
метром 75—200 мм. На сетку опираются шестиугольные алю-
миниевые панели с треугольным членением.
Средняя часть сооружения представляет собой усеченный
по пяти сторонам сферический сегмент. С 5 сторон к куполу при-
мыкают козырьки с большим выносом, которые имеют поверх-
ность двоякой кривизны и служат покрытием корпусов комплек-
са спортивных сооружений.
В основу разбивки сетчатой поверхности купола и крыльев
положены принципы образования сеток инж. Б. Фуллера.
Сферический сегмент купола диаметром 90 и высотой 30 м
служит покрытием здания для хранения сухих бокситов в Ро-
кпн-Пойнт (Ямайка). Каркас купола сделан из 250-миллиметро-
вых труб из алюминиевого сплава. Укладка труб осуществлялась
в два слоя по перекрестным наклонным образующим сферы.
Треугольные панели кровли сделаны из сплава «Аклэд» 6061-Т6.
Каркас купола весит 142 т.
В 1955 г. в Дирборне (США) был построен геодезический
сетчатый полусферический купол из алюминиевых профилей
диаметром 28 м с заполнением из искусственных материалов.
Общий вес купола составляет 7,8 т.
Купол представляет собой сетчатую, с треугольной сеткой,
поверхность, составленную из однотипных октаэдров, где каждый
октаэдр имеет вес 1,75 кг и собран из алюминиевых U-образных
стержней длиной от 73,5 до 89 см. Для купола потребовалось
19 680 стержней. Октаэдры собраны на заклепках, а между собой
соединены на болтах.
Монтажные блоки, из которых собирается купол, представ-
ляют собой 10 октаэдров, соединенных вместе. Поверхность
29
купола состоит из 160 таких блоков. Всего для сборки всей слож-
ной системы поверхности купола потребовалось 160 000 алюми-
ниевых заклепок и 7000 стальных высокопрочных болтов.
Допуски в размерах отверстий для заклепок и болтов не пре-
вышали 0,125 мм, т. е. были такие же, как при сборке самолетов.
Покрытие купола сделано из панелей с применением стекло-
пластиков. Каждая такая панель весит 13,5 кг при толщине
стеклопластика 1 мм.
В 1961 г. в Будапеште по проекту Института проектирования
алюминиевой промышленности (авторы И. Кадар и И. Озоран)
построен выставочный павильон. Павильон собран из сетчатых
конструкций алюминиевых профилей сплава «Хегаль» с куполь-
ной параболической поверхностью переноса. Сетчатая поверх-
ность собрана из равносторонних треугольников со стороной
3,20 м (основная величина), соединение сторон треугольников
производилось при помощи электросварки в среде чистого аргона.
К сторонам треугольников на оцинкованных болтах прикрепле-
ны трехлучевые элементы, делящие площадь треугольников на
три части и служащие горбылями переплетов.
Для купола применены материалы с прочностью 34 кг/мм2
для стержней и для кровельных листов. Опорами для купола
служат V-образные стойки из металла. Купол утеплен пластмас-
совыми плитами.
Для разбивки стен купола проекция площади правильного
шестиугольника павильона со стороной 22,4 м, перекрываемая
куполом, расчленена на треугольники. Сторона каждого тре-
угольника разделена на семь равных частей по 3,2 м. По обра-
зующим параболической поверхности купола определены коор-
динаты точек узловых соединений и по этим координатам найде-
ны длина стержней и размер алюминиевых листов толщиной
0,8 мм.
Характеристика купола следующая:
Наибольший	размер	в	плаче....................... 47,4	м
Наибольшая	высота...............................   16	»
Площадь поверхности................. . .	. .	1600 м2
Объем.............................................11100	.и3
Приведенный вес алюминия	на 1 м2 проекции в плане	8,37 кг
Расход полистирола на 1 м2 проекции в плане . . .	5,27 »
Меридиональные усилия на опору.....................2150	»
Все сборные элементы были сделаны с точностью ± 1,5—
2 мм, в результате перемещения по вертикали и по горизонтали
при монтаже не превышали 15 мм.
30
Все строительные работы, как и проектирование купола, вы-
полнены за 4 месяца.
К конструкциям покрытий большого размера можно отнести
сетчатый купол диаметром 109 м над выставочным павильоном
в Лондоне. Форма купола — сферический сегмент. Несущая кон-
струкция изготовлена из трехгранных призматических сквозных
перекрещивающихся ферм с параллельными поясами. Фермы
перекрытия образуют треугольную сетку на сферической по-
верхности.
Сторона основного равностороннего треугольника сетки равна
около 17 м. Для создания поверхности, приближающейся к ша-
ровой, площадь основного треугольника расчленена еще на 4 тре-
угольника. Малые треугольники заполнены алюминиевой обре-
шеткой под кровлю из алюминия толщиной 2,5 мм.
Для соединения решетчатых ферм применены заклепки из
специального алюминиевого сплава. Расход алюминия для кон-
струкций купола и кровли составил 232 т.
Купол основан на стальном опорном кольце, находящемся на
высоте 15 м от земли, и поддерживается 48 наклонно установ-
ленными решетчатыми стойками из стальных труб.
Сборно-разборные легкие сетчатые каркасы куполов предназ-
начаются для ангаров вертолетов и для полевых мастерских про-
филактического ремонта в отдаленных местностях.
Каркасы собираются из 60 ромбовидных стержневых панелей,
составленных из 2 равносторонних треугольников. Ребра тре-
угольников и диагональные связи между вершинами сделаны из
алюминиевых труб и стержней.
Полусферические купола диаметром 15,2 м, изготавливаемые
в США, перекрывают площадь в 184 м2. Вес каркаса таких купо-
лов составляет 543 кг. Сборка каркаса занимает несколько часов.
Каркас ангара покрывается виниловой стеклотканью.
Транспортировка сооружения на расстояние 80—100 км про-
изводится вертолетом за 50 мин. При переноске каркаса ткань
снимается и складывается в кабине вертолета.
Проектным институтом № 1 был разработан эскизный проект
эллиптического купола диаметром 60 м высотой 13,5 м покрытия
спортивного зала в Ленинграде.
Купол собирается из ромбовидных панелей. Ребра панелей по
контуру и диагоналям создают сетчатую конструкцию. Размер длин-
ных диагоналей ромбов составляет 10, а коротких — от 1,7 до 3 м.
Эллиптическая форма купола позволяет увеличить глубину
складки панелей нижних ярусов и этим повысить жесткость
31
конструкции в месте опирания купола на стальное кольцо. Опор-
ное кольцо опирается на железобетонные стойки.
Расход алюминиевого сплава составляет всего 60 т, или 16 кг
на 1 м2 перекрываемой площади.
В 1959 г. для выставки США американскими специалистами
в парке Сокольники в Москве был построен сетчатый купол диа-
метром 60,9 м и высотой 19,8 м. Форма купола — сферический
сегмент.
Купол собран из 1110 аннодированных алюминиевых ромбо-
видных изогнутых панелей 12 типоразмеров из листов толщиной
2,5 мм, размерами 3,5X2,13; 2,74X2,13 и 1,67X2,13 м. Вес одной
панели составляет от 18,6 до 29,5 кг.
На стройку аннодированные алюминиевые листы доставля-
лись покрытыми нейлоновой пленкой. Пленка смывалась раство-
рителем, и лист изгибался по месту.
Для узла сопряжения панелей применялись специальные
звездчатые отливки (см. раздел «Узловые соединения»), к кото-
рым при помощи заклепок-болтов «лоок болт» диаметром 8 мм
крепились алюминиевые панели.
Алюминиевые панели крепились по короткой диагонали ром-
ба к сетчатой системе купола из труб. Швы между алюминиевы-
ми листами заполнялись специальной мастикой. Общий вес кон-
струкций купола 47,1 т. Опорой купола служат 4 контурные
решетчатые арки, огибающие с 5 сторон шаровой сегмент.
Примером построения сетчатой поверхности может служить
купол из ромбовидных панелей, разработанный Проектным ин-
ститутом Министерства строительства РСФСР (рис. 11).
Поверхность сферического сегмента купола собирается из
складчатых алюминиевых листовых ромбовидных панелей. Тол-
щина алюминиевого листа 3 мм.
Ребра граненых панелей представляют собой сетчатую раз-
бивку поверхности купола. Купол имеет 4 концентрических коль-
ца. Каждому кольцу соответствуют ромбовидные панели с опре-
деленной длиной ребер. Диаметр купола 76, высота 14,6 м.
Алюминиевые панели жестко заделываются в верхнем алю-
миниевом кольце диаметром 15,2 м, а в нижнем стальном кольце
крепятся шарнирно. Плиты утеплителя крепятся к распоркам
панелей с внутренней стороны купола. Вес купола 80 т.
Панели соединяются по контуру на заклепках или болтах.
Швы между панелями заполняются герметиками.
Монтировался купол путем подращивания элементов по кон-
туру, Для этого устанавливалась монтажная стальная решетча-
32
тая мачта высотой 39,5 м по середине купола. Купол удерживал-
ся в подвешенном состоянии на вантах и по мере подращивания
элементов по контуру поднимался при помощи трех 15-тонных
и нескольких 5-тонных ручных лебедок.
Рис. 11. Схема купола из листовых ромбовидных панелей.
Геодезические купола из надувных плоских подушек, сде-
ланных из ткани айрмат, выполнены по проекту инж. Б. Фул-
лера для складов, бараков, укрытий радарных установок и т. п.
В основу разбивки купола таких сооружений положено создание
сферической поверхности из ромбов. Рассматриваемая поверх-
ность не является сетчатой конструкцией (в работе купола уча-
ствуют надувные подушки, т. е. ткань, а не стержневая система),
но разбивка сферической поверхности на ромбы представляет
интерес.
33
Приведем примеры выполненных и запроектированных ку-
полов из железобетона.
Привлекает внимание куполообразный потолок парадного
зала «Новых терм» в Чианциано (Италия), который собран из
Рис. 12. Куполообразный потолок «Новых терм» в Чианциано.
сетчатых секторов сложной формы, вписанных в эллиптический
план (рис. 12). Высокое качество изготовления сборных эле-
ментов позволило собрать покрытие без дополнительной от-
делки.
Харьковским ПромстройНИИпроектом запроектированы кон-
струкции сетчатого сборного железобетонного пологого купола,
который перекрывает площадь 36X36 м. Для купола разрабо-
таны сквозные железобетонные панели 12X3 м с треугольной
решеткой. Продольные ребра панели имеют кривизну, соответ-
ствующую кривизне поверхности покрытия. Ребра контурных
панелей имеют ступенчатые вырезы для связи в швах после
замоноличивания. Сетчатая сборная оболочка опирается по 4сто-
34
ронам на железобетонные фермы с криволинейными поясами,
которые служат диафрагмами.
В основу разбивки сетчатой поверхности на сфере может
быть положен принцип построения кристаллического сборного
Рис. 13. План купола малого спортзала «Палаццето» в Риме.
железобетонного купола диаметром 52 м, запроектированного
в Московском архитектурном институте под руководством док-
тора архитектуры проф. М. С. Туполева.
Купол в объеме полусферы монтируется из 75 плоских реб-
ристых треугольных железобетонных панелей двух типоразмеров.
Контурные и промежуточные ребра панелей представляют собой
сетчатую конструкцию купольной поверхности, основанной на
принципе построения икосаэдра. При малой толщине железобе-
тонной плиты панели ребро является основной несущей кон-
струкцией купола. Панели соединяются при помощи болтов и
сварки закладных частей. Приведенная толщина купольной кон-
струкции составляет 5,6 см.
В 1960 г. для покрытия малого спортзала XVII Олимпийских
игр в Риме был собран сетчатый купол в виде шарового сегмента
диаметром 60 м. Купол состоит из 1620 армоцементных элемен-
тов (рис. 13).
Ребра железобетонных панелей создают эффективную систему
покрытия из ромбов, закономерно изменяющихся по величине:
оолыпие — у опорного кольца, малые — в вершине купола.
35
• Плиты панелей, которые изготовлялись на заводе, имеют
толщину 2,5 см и армированы сеткой из 5-миллиметровой про-
волоки, приведенный вес составляет 0,5 кг!м2. Вес 1 м2 панели
равен около 60 кг.
В венчающей части купола сборные элементы имеют толщину
от 16 до 23 мм. Утеплителем купола служит слой вермикулито-
бетона. Общая толщина покрытия составила 12 см.
Купол перекрывает зал площадью 4800 м2 с внутренним диа-
метром 58,5 м, высота купола над центром арены 21 м.
Купол опирается на 36 Y-образных опор, наклоненных по
образующей поверхности купола. Опорные стойки замоноличены
в железобетонном преднапряженном кольце диаметром 81 и ши-
риной 2,5 м.
Закладные части армоцементных элементов — панелей — сва-
ривались между собой и замоноличивались на месте.
Купол рассчитан без учета изгибающих моментов. В момент
снятия подмостей были замерены деформации и подтверждена
правильность предварительных предпосылок.
Создание монолитной железобетонной несущей сетчатой кон-
струкции возможно при помощи предварительной укладки легких
утепляющих офактуренных блоков на подмостях. После расклад-
ки блоков заполнения осуществляется укладка арматуры и за-
монолпчивание бетоном.
Этот способ изготовления монолитных железобетонных кон-
струкций достаточно хорошо известен из практики строительства,
он пригоден также для сетчатых конструкций.
Таким способом, например, был изготовлен купол зала Турин-
ской выставки.
Сетчатый купол удобно изготовлять из деревянных длинных
реек, которые укладываются по наклонным образующим сферы,
создавая треугольную решетку.
Деревянный геодезический сетчатый купол диаметром 67 м
построен над аудиторией в Куяхога-Фоллс (США). Каркас
купола собран из клееных деревянных криволинейных ребер
сечением 25X8 см, покрытых досками толщиной 41 мм.
Ребра каркаса имеют криволинейное очертание с радиусом
31 м. Деревянные элементы сделаны с точностью до 0,8 мм.
Пересекающиеся криволинейные ребра, уложенные по трем
направлениям, параллельным проекциям сторон равносторонних
сферических треугольников, образуют сетчатый каркас геодези-
ческого купола. Пересечения стержней сетки крепятся болтами
с накладками.
36
Такая конструкция купола не требует дополнительных метал-
лических связей. Обшивка под кровлю изготовлена из 5-санти-
метровых досок, соединенных вшпунт. Каркас сетки крепится
к опорному кольцу сварными стальными деталями. Элементы
каркаса собирались при помощи шести монтажных мачт и руч-
ных лебедок.
Рассмотренные купольные сетчатые покрытия получают все
большее распространение. Особенно это относится к легким сет-
чатым конструкциям из металла. Но во многих случаях приме-
нение сетчатых куполов происходит несколько стихийно, и та-
кие конструкции еще не доведены до возможной степени типи-
зации и унификации элементов.
Поверхность сферического сегмента, ограниченная с четырех
сторон вертикальными плоскостями, пригодна для создания по-
крытий над зданиями, прямоугольными в плане. Следовательно,
такие покрытия могут быть типизированы и успешно применены
для промышленных и общественных зданий.
КОНСТРУКЦИИ ТИПА
СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
Конструкции покрытий цилиндриче-
ской формы, работающие в поперечном направлении как свод,
а в продольном как балка, могут быть отнесены к разряду сво-
дов-оболочек.
Характерными формами оболочек являются поверхности дво-
якой кривизны: гиперболо-параболические, оболочки переноса
(трансляционные) разнообразной кривизны и т. п.
По аналогии со сплошной конструкцией такая форма оболо-
чек может быть применена для сетчатых конструкций.
Ярким примером применения сетчатых конструкций из сбор-
ного железобетона в сводах-оболочках является серия ангаров,
построенных в Италии по проекту доктора архитектуры инже-
нера П. Л. Нерви.
Сетчатый свод-оболочка для ангара размером в плане 100 X
Х40 м и высотой стрелы подъема 8 м построен из сборных же-
лезобетонных элементов (рис. 14). Сетка свода квадратная.
Решетчатые элементы сетки длиной 3 и высотой 0,9 м соеди-
нены при помощи сварки выпусков арматуры и замоноличены
бетоном. Свод-оболочка законструирован как неразрезная двух-
пролетная система. По длинным сторонам свода сделаны трехгран-
ные решетчатые контурные горизонтальные балки со стороной
37
треугольника решетки 4 м. В торцах и в средней части свода
элементы сетки усилены и вместо решетчатых применены сплош-
ные. Свод основан на 6 наклонных мощных опорах. На сетку
уложены обрешетка и волнистые этернитовые плиты.
Рис. 14. Сетчатый свод-оболочка для ангара 100x40 м из решетчатых
элементов.
Аналогичные своды-оболочки размерами 100X40 м выпол-
нены для ангаров из сплошных сборных железобетонных балок
и панелей (рис. 15). В этом случае открытая длинная сторона
имеет 3 опоры в углах и посередине. По другой длинной стороне
и в торцах свод опирается на наклонные стойки с шагом 4,1 м,
т. е. в местах пересечения стержней сетки.
Крупным сооружением с сетчатой разбивкой конструктивных
элементов является треугольный в плане выставочный павильон
техники в Париже, запроектированный П. Л. Нерви в виде трех
пересекающихся под углом 60° цилиндрических поверхностей
(рис. 16).
38
Здание имеет 3 мощные опоры. Пролет между опорами равен
225 м. Высота торцевой арки в шелыге составляет 48 м.
Конструкции сборно-монолитные железобетонные. Вся поверх-
ность покрытия, за исключением опорных частей, разбита круп-
Рис. 15 Сетчатый свод-оболочка для ангара 100 X 40 м из сплошных
элементов.
ной ромбовидной сеткой со стороной ромба из железобетонных
сборных двутавровых элементов высотой 1,2, шириной 0,25 м
и толщиной стенки 6,0—8,0 см.
Наряду с полностью сетчатыми оболочками представляет
интерес комбинация сплошных и сетчатых железобетонных кон-
струкций. Примером такого сочетания служит конструкция по-
крытия спортивного зала «Фронтон реколетос» в Испании, где
элементами сплошной спаренной цилиндрической оболочки дли-
ной 55 м и шириной 32,6 м являются две полосы сетчатой кон-
струкции шириной 5 и 6 м. Толщина оболочек 8,5 см. Все покры-
39
тие, в том числе и сетчатая часть, сделано пз монолитного желе-
зобетона.
Сетчатые участки представляют собой световые фонари и
заполнены стеклом.
Т^акие комбинированные оболочки с успехом могут быть
использованы как световые поверхности в залах общественных
зданий и в производственных корпусах.
Покрытия такого типа состоят из цилиндрических оболочек,
работающих как балки в направлении образующих. Так как
расчет несимметричных комбинированных оболочек представляет
значительные трудности, для подтверждения расчета были про-
ведены испытания модели 1/10 натуральной величины.
Для дальнейшего изучения работы сетчатых конструкций
НИИСК Госстроя СССР разработал два вида прямоугольной
в плане оболочки: с квадратной и треугольной ячейками сетки.
В основу формы конструкции оболочки положена трансляцион-
ная поверхность положительной Гауссовой кривизны с радиусами
в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях fi= 56,22 м п
Рис. 16. Покрытие павильона техники в Париже:
а — общий вид; б — узел соединения; в — разбивка сетки.
40
r2 = 20,98 м. Размеры проекции контура 25,8X12,8 м. Стрелы
подъема в продольном направлении fi = 1,5 м, в поперечном —
f2=l м.
Исследования для определения характера закономерности
деформирования сетчатой поверхности в упругой стадии прово-
дятся на модели из плексигласа (рис. 17).
Исследования фрагмента натуральной величины, изготовлен-
ного из железобетонных элементов, позволяют определить дей-
ствительные напряжения в элементах оболочки и сопоставить
результаты опыта с расчетом. Расчет сетчатой конструкции обо-
лочки произведен при помощи электронно-цифровой вычисли-
тельной машины (ЭЦВМ).
В 1958 г. было построено крупное металлическое сетчатое
покрытие для склада электротехнической компании Тохеку.
41
Конструкция покрытия представляет собой двухконсольную си-
стему из трех оболочек двоякой положительной Гауссовой кри-
визны (рис. 18). Сетка разбита на равносторонние треугольники
со стороной 2,3 м.
В продольном направлении оболочки усилены бортовыми кри-
волинейными сквозными фермами постоянной высоты в пролете.
Все элементы сетки и бортовые элементы клепаные.
По линии опорных столбов оболочки связаны диафрагмами
в виде серповидных решетчатых ферм. Кровля из волнистой ста-
ли уложена на обрешетке. Общий вес металлической системы
покрытия составляет 367 т, что составляет 9,5 кг на 1 м2 пере-
крываемой площади.
Монтаж осуществлен за 4 месяца.
Следует отметить, что конструкции типа оболочек еще не по-
лучили широкого распространения. Исследования показывают,
что распределение усилий в оболочках со сплошной поверхностью
отличается от распределения усилий в стержневых, в частности,
42
Рис. 18. Схема покрытия склада компании Тохеку.
23300	23300__ 23300
43
в сетчатых конструкциях. Это обстоятельство усложняет расчет
таких систем.
Применение сетчатых конструкций в оболочках такого типа,
как трансляционные, позволяет применить для них однотипные
элементы сетки, сделанные из металла, железобетона, а также
«
Рис. 19. Конструкция с сетчатой разбивкой
шара для защиты радарных антенн.
и из других материалов.
Шар является та-
ким геометрическим те-
лом, на котором легко
образуется	сетчатая
поверхность. Примером
образования рисунка
сетки на шаровой по-
верхности может слу-
жить разбивка купола-
шара для защиты ра-
дарных антенн в Анг-
лии (рис. 19).
Диаметр шара ра-
вен 18 м. Собран он из
1646 многослойных шестиугольных панелей, состоящих из обли-
цовочных слоев полиэфирного стеклопластика и промежуточного
слоя водостойкой крафтбумаги сотового строейия, пропитанной
смолой.
Такая конструкция купола способна выдержать ветровую
нагрузку 67 м!сек или совместную нагрузку от веса льда толщи-
ной 5 см и давления ветра со скоростью 170 м!сек.
Можно привести еще один пример сферического защитного
пластмассового сооружения с оригинальным сетчатым геодези-
ческим членением поверхности для предохранения радарных и
электронных устройств.
Диаметр шара равен около 23 м. Шар собран из равносторон-
них треугольных пластмассовых панелей (длина стороны 1,5 м)
с круглыми вкладышами в 3 вершинах шестиугольников.
Для достижения антимагнитных и устранения отражающих
свойств эти сооружения не должны содержать металла. Такие
купола достаточно прочны и в разобранном виде легко транспор-
тируются самолетами.
Купол рассчитывается на действие температуры до 4-82° С
и давление ветра скоростью до 67 м)сек.
Защитный шар диаметром 50 м для радиолокаторов сооружен
в Тинсборо (США).
44
Воздухонепроницаемая оболочка, наполненная воздухом под
небольшим давлением, служила опалубкой для напыления повер-
хностного пластмассового слоя со стекловолокном толщиной
1 6 мм. Ребра швов образуют треугольную разбивку поверхности
ШаРа-	ок л 2
Пластмасса наносилась из расчета 2,5 г на 1 см£ поверхности.
После распыления состав твердеет в течение 40—50 мин и через
2 ч достигает прочности, близкой к прочности стали.
Для нанесения слоя армированной пластмассы применяется
специальный пистолет.
Он представляет собой трехслойный распылитель, который
рубит пряди стекловолокна и смешивает его с пластмассой в мо-
мент выхода из сопла.
МАЧТЫ И БАШНИ
Шабловская радиобашня (Москва)
высотой 150 jw, построенная в 1920 г., была единственным в мире
сооружением, образованным пятью поставленными один на дру-
гой сетчатыми гиперболоидами, смонтированными без всяких
лесов.
Башня была изготовлена из швеллерной стали № 14 и № 10.
Узлы пересечения ног башни и их примыкание к промежуточ-
ным кольцам жесткости соединялись при помощи заклепок на
прокладках и косынках. Разметка отверстий для болтов и закле-
пок осуществлялась с высокой точностью.
По типу Шабловской башни впоследствии было возведено
много башен и градирен из сборных железобетонных элементов
стержней и панелей, одними из которых являются пятиярусные
металлические гиперболоидного типа мачты электропередачи
(рис. 20). Промышленная градирня металлургического завода
в Донавице (ФРГ), построенная в 1956 г., представляет собой
однополостный гиперболоид вращения высотой 43 м. Градирня
собрана из плоских треугольных ребристых плит высотой 3 м, тол-
щиной 4 и ребрами 7 X 22 см. Диаметр градирни в нижней части
равен 40, а в верхней — 25 м.
Ребра панелей градирни образуют сетку с треугольной ячей-
кой. Панели смонтированы при помощи сварки выпусков арма-
туры и замоноличены бетоном.
Расчетной являлась сетка из ребер, которая обеспечивала
устойчивость всего сооружения, поэтому эта конструкция рас-
сматривается в числе сетчатых сооружений.
45
Рис. 20. Сетчатая мачта электропередачи.
Для градирни потребовалось
704 сборных элемента 22 типов
каждый весом около 700 кг.
Сборная железобетонная сет-
чатая градирня, построенная в
Мариендорфе (ФРГ), имеет высо-
ту 31 м, нижний диаметр — 24,2,
верхний—14,2 м (рис. 21).
Каркас градирни представляет
собой сетку, составленную из тре-
угольников, образующих однопо-
лостный гиперболоид вращения.
Треугольники изготовлены из от-
дельных железобетонных стерж-
ней, раскосов и горизон-
тальных поясов сечением
25X9 и 30X9 см. Каркас
сетки заполнялся железо-
бетонными треугольными
плитами толщиной 4 см.
Размеры железобетон-
ных стержней сетки п
треугольных плит изме-
нялись в зависимости от
ярусного диаметра гра-
дирни. Так, площадь плит
изменялась в пределах от
1,5 до 9,8 м2.
Всего для градирни
потребовалось 832 рас-
коса, 416 элементов го-
ризонтальных поясов и
толщина боковой поверх-
768 треугольных плит. Приведенная
ности железобетонной стенки градирни составляла около 8 см,
затраты стали на 1 м2 поверхности — около 6 кг.
Монтаж производился с трубчатых подмостей при помощи
башенного крана, установленного внутри градирни. Стыки рас-
косов и горизонтальных поясов после монтажа и закрепления
в стальных кондукторах замонолпчивались бетоном марки 450.
Распалубка стыков производилась через одни сутки. Замоноличп-
ванпе стыков одного яруса продолжалось 36 ч.
46
Строительство башни продолжалось десять недель.
Водонапорная башня, изображенная на рпс. 22, была запроек-
тирована ЦНИИпромзданий под руководством канд. техн, наук
М. Астряб инженерами С. Изаксон, И. Дунаевой и др. Ствол
опоры многоярусной
сборной железобетон-
ной сетчатой конструк-
ции состоит из тре-
угольников, располо-
женных по поверхности
тела вращения, при-
ближающейся к ци-
линдрической, с неко-
торым уменьшением
диаметра в верхней
части. Диаметр ствола
в основании равен 8 м.
Треугольники пред-
варительно собирают-
ся из стержневых эле-
ментов двух типов од-
ного сечения 26 X
X 18 см: Т-1 длиной
5,2 м, весом 600 кг
(108 шт.) и Т-2 дли-
ной 2,32 м, весом
250 кг (45 шт.) Сты-
ки замоноличиваются.
Наибольший вес тре-
угольника равен 1,5 т.
На всю конструкцию
опоры расходуется 31
сборного, 2,2 м2 мо-
Рис. 21. Сетчатая железобетонная сбор-
ная градирня в Марисндорфе.
нолитного бетона и 4,17 т стали, что составляет 124 кг на 1 л3
бетона.
На сборные железобетонные фундаменты требуется 12,33 м2
бетона и 870 кг стали.
Монтаж ствола можно вести краном, перемещающимся по
кольцу. Треугольники собираются в шахматном порядке с замо-
ноличиванием узлов. Укрупнптельная сборка треугольников осу-
ществляется путем сварки арматурных выпусков и закладных
частей. Такая сборка ведется при помощи металлических кондук-
47
торов из угловой стали, которые надеваются на штыри стержней
нижележащего яруса. Производится выверка установленных па-
нелей и сварка узлов смежных панелей. После установки следую-
щего яруса замоноличиваются нижние узлы.
При изготовлении гиперболических поверхностей из монолит-
ного железобетона могут применяться сетчатые металлические
леса. Такие леса благодаря легкости монтажа и разборки, а так-
же большой жесткости и прочности сетчатых конструкций могут
быть с успехом применены как вспомогательные приспособления
в строительстве.
При строительстве железобетонных монолитных и сборных
градирен применяются металлические сетчатые леса с поверх-
ностью однополостного гиперболоида вращения (типа башен
В. Г. Шухова), предложенные инж. И. М. Бондаренко.
48
Чеса устроены пз двух гиперболоидов, отстоящих на расстоя-
-25 м один от другого: внешнего, непосредственно примы-
кающего к поверхностному слою градирни, и внутреннего —
встроенного.
Рис. 23. Здание в Кнапзак-Грисхейме.
Между внешним и встроенным гиперболоидами образуется
пространство, удобное для устройства площадок-подмостей.
Бетон подается шахтоподъемником на требуемую высоту.
Монтаж сборных конструкций ведется краном-укосиной с мач-
той, установленной в центре башни.
Наряду с рассмотренными сетчатыми пространственными кон-
струкциями представляют интерес сетчатые конструкции стен,
расположенные по цилиндрической поверхности, и плоские сет-
чатые конструкции стен.
Примером применения сетчатой сборной конструкции на вер-
тикальной цилиндрической поверхности является железобетонная
сборная стена-фахверк здания в Кнапзак-Грисхейме вблизи
Кёльна (ФРГ), построенного в 1956 г. (рис. 23).
Треугольные железобетонные рамы собраны в 4 яруса высо-
той по 2,8 м каждый на цилиндрической поверхности с длиной
Дуги 17,6 м.
Стальной сетчатый фахверк также был применен для стен
13-этажного конторского здания в СНТ А.
Он был изготовлен из угловой стали в виде сварных плоских
локов высотой в 2 этажа (3,81X2 = 7,62 м). Разбивка сетки ром-
49
бическая с размерами ромба по диагонали 3,81X1,37 м. К Фах'
верку крепились утепляющие и прозрачные материалы стеновых
ограждений.
УЗЛОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Узловые соединения элементов сет-
чатых конструкций в большинстве случаев отличаются от соеди-
нений, применяемых при конструировании узлов стержневых
систем.
Такие соединения имеют свои особенности, присущие струк-
туре образования сетки, и зависят от формы поверхности и ри-
сунка сетчатых конструкций, от применяемых для этих конструк-
ций материалов, от условий монтажа — сборки и эксплуатации
покрытия.
Форма поверхности сетчатой конструкции и рисунок сетки
точно фиксируют положение узлов и не допускают их смещения
при монтаже.
Для узловых соединений сетчатых конструкций применяются
сболчивание, склепка, сварка, замоноличивание и склейка. Для
соединения алюминиевых стержней применяется специальная
сварка или склепка. Металлические стержни сетки могут соеди-
няться на клею на основе эпоксидных смол, применяемых в мос-
товых конструкциях. Металлические стержни сетчатых покрытий
должны быть изготовлены с высокой степенью точности. Так, для
болтовых соединений металлических стержней все размеры эле-
ментов не должны превышать допуск ± (1,0^- 1,5) мм, если не
обеспечен свободный ход или нет люфта для смещения.
В сварных соединениях на косынках допуск может быть уве-
личен до ±3 мм.
В железобетонных узловых соединениях величина допусков
при изготовлении элементов сетки зависит от способа соединения
узлов. Так как перед сваркой закладных частей производится
предварительный монтаж на болтах, следовательно, и в данном
случае должны быть обеспечены допуски до ± (1,0	1,5) мм.
При изготовлении узловых соединений путем замоноличпва-
ния сваренных выпусков арматурных стержней и использовании
при этом металлических матриц допуски в размерах стержней
и длины выпусков могут составлять ± (10 + 15) мм.
Деревянные конструкции сводов типа конструкций
инж. С. И. Песельника требуют тщательного изготовления кося-
ков для болтовых и безметальных соединений.
50
Узловые соединения металлических сетчатых покрытий кон-
струируются с учетом несмещаемости узлов. В болтовых соеди-
нениях для этой цели делаются специальные концевые насадки-
муфты, позволяющие несколько изменять длину стержня.
Примером такого соединения является универсальный узел
под названием «МЭРО», примененный для сборки 14 павильонов
Рис. 24. Шар узла «МЭРО» (а) и наконечник узла для трубы (б).
6
на международной выставке в Тиргартене (ФРГ) в 1957 г.
(рис. 24). Каркасы конструкций павильонов были собраны из
труб длиной 2 м, а для узлов применено стальное шаровое сое-
динение со специальным к нему наконечником для труб (рис.
24), разработанное фирмой «Мэнгерингхаузен» (ФРГ).
Стальной шар «МЭРО» диаметром 10 см изготовлен с винто-
выми отверстиями, направленными по осям прямоугольных коор-
динат под углом 45°. При помощи такого соединения можно осу-
ществлять 18 различных комбинаций систем конструкций.
Оси отверстий в этом соединении пересекаются в центре
шара, благодаря чему образуются конструкции с четкой расчет-
ной схемой.
Специальные наконечники-муфты на концах стержней при
монтаже сетчатого или плоскостного каркаса позволяют осу-
ществлять монтаж конструкций, не смещая положения
узлов.
При помощи этих соединений можно собирать треугольные,
квадратные и прямоугольные фйгуры, из которых компонуются
объемные геометрические тела — куб, пирамида, призма и т. п.
Различные сочетания этих объемных тел позволяют создавать
разнообразные плоскостные, биплоскостные и многослойные кон-
струкции покрытий, перекрытий, колонн, балок, башен,
мачт и т. п.
Для сборки сводчатых, сферических и других криволинейных
поверхностей соединительная муфта должна позволять свобод-
ный поворот концевого стержня в пределах от 10 до 15°. При
этом шаровой элемент остается без изменений. Такое устройство
несколько расцентрпрует положение осей, но величина смешения
при этом незначительна.
В 1925 г. в Германии
бетонных конструкций
при сооружении тонкостенных железо-
типа Цейсс-Дивидаг для планетария
в Иенне и для покрытия рынка в
Ганновере были изготовлены жест-
кие сетчатые каркасы, по которым
монтировалась арматурная сетка
железобетонной оболочки.
Для монтажа сетчатых каркасов
были применены узловые устрой-
ства «Цейсс» (рис. 25) для одинар-
ной сетчатой поверхности и бипо-
верхности. Каркасы собирались из
стальных стержней сечением 8 X
Х25 мм, длиной около 55 см при
помощи обжатия концов стержней
болтом и двумя жесткими шайбами.
Сетчатый каркас железобетонно-
го купола для планетария в Иенне
с внешним диаметром 24,84 м, не-
смотря на легкость и изящество,
обладает достаточной жесткостью.
Монтаж купола осуществлялся без
подмостей. Узлы соединения после
400
Рис. 25. Узловое соединение
системы «Цейсс».
вспомогательных лесов и
сборки сваривались.
При больших пролетах фирмой Цейсс-Дивидаг были примене-
ны биповерхности, т. е. двойные каркасы — кружала (рынок во
Франкфурте), придающие значительную жесткость сооружению.
Узловые соединения, подобные соединениям системы
«Цейсс», применялись для купольного покрытия электростанции
в Г ранвил е (Франция),
из труб.
Соединение осуществлялось при помощи двух специальных
шестиконечных узлов из стальных отливок или штампованных
листов. Первый узел состоит из двух частей, к каждой из кото-
рых при помощи сварки крепится 3 стержня. Трубы в этом узле
сетчатый каркас которого собран
52
1111
53
присоединяются в фиксированном направлении с некоторым на-
клоном по касательной к криволинейной поверхности.
Во втором узле трубы собираются в кондукторе (но 6 в узле)
и после этого зажимаются между двумя фасонными дисками.
Концы труб при этом имеют возможность несколько повернуться
по хорде сегментов криволинейной поверхности купола, свода,
оболочки. После соединения в узле стержни свариваются.
Для монтажа листовых конструкций из алюминия (при сет-
чатой разбивке сферической поверхности купола) применяются
шестиконечные литые отливки. В каждом лепестке шестиконеч-
ного узлового соединения сделаны отверстия для скрепляющих
болтов. Центральное отверстие отливки служит для присоедине-
ния подвесных и ограждающих поверхностей покрытия. Узловые
соединения показаны на рис. 26.
В сочетании с описанным шестиконечным узловым соедине-
нием применяется обычная схватка петель трубчатых стержней
сетки болтом с вертикальной подвеской. При помощи такой под-
вески обычно крепится купольная поверхность, собранная из
листов.
Другим примером крепления листовых элементов сетчатых
конструкций служит узловое соединение из петлевых отливок,
к которым присоединены шестигранные листы поверхности ку-
пола и тарельчатое узловое соединение для сборки сетчатых
покрытий с треугольной разбивкой сетки (рпс. 27).
В описанной ранее конструкции легких металлических сводов
(Металлургпроект, ЧССР) применен специальный сварной узел
соединения. Крупная ромбическая сетка образуется при соедине-
нии в узел четырех стержней из труб. Концы труб окантованы
узловыми накладками из уголков 70X70X8 мм п планками,
в которых сделаны отверстия для монтажных болтов. Соб-
ранные на болтах узлы свариваются.
При изготовлении сборных элементов из труб и разметке от-
верстия в косынках для болтов была достигнута большая точ-
ность.
Применяется также соединение трубчатых элементов сетчатой
поверхности при помощи хомутов (рпс. 28).
Опорный узел сводчатой конструкции представляет собой
сварной бортовой элемент, на который опираются фермы с па-
раллельными поясами. Оси стержней фермы и затяжки катучей
опоры сходятся в одном центре, что упрощает расчетную
схему покрытия и передачу усилий в опорной конструкции
(рис. 29).
54
Сварной узел соединения стержней применен при монтаже
конструкции террасы колледжа в Париже (рис. 30). Стержни
сетки изготовлены из листовой стали Т-образного сечения с гну-
тым верхним поясом. Такая конструкция узлов при тщательной
б
Рис. 27. Узловые соединения:
а — петлевой для трубчатых элементов с подвеска-
ми; б — петлевой для листов; в — тарельчатый.
сварке имеет хороший внешний вид,
но ее недостатком является сложность
монтажа.
Узловые соединения железобетон-
ных сетчатых конструкций. Применяе-
мые на практике узловые соединения сетчатых железобетонных
конструкций собираются при помощи сварки выпусков арматуры,
монтажа и сварки закладных частей или путем монтажной сборки
с последующим замоноличиванием.
В крупных сетчатых конструкциях ангаров в Италии
(см. рис. 14, 15) решетчатые железобетонные элементы сетки
размером 0,9X3 м собираются на подмостях, выпуски рабочей
стержневой арматуры свариваются, и узлы замоноличиваются.
В железобетонном сборном сетчатом покрытии бассейна спор-
тивного зала в Риге (в узлах соединений) применено замоноли-
чивание сварных закладных частей и железобетонных стержней
сетки.
Рис. 28. Узловое соединение в три яруса при помощи хомутов.
В качестве закладных частей применены отрезки из уголков
60X60X8 мм со скошенными (под углом 30°) концами. Эти от-
Рис. 29. Узловые соединения из стальных
труб:
а — для стержневой металлической решетки;
б — опорный узел свода.
Рис. 30. Сварной узел из
тавровых элементов.
56
резки углов заложены в железобетонные косяки-стержни и при-
варены к рабочей арматуре (рис. 31).
Косые срезы закладных углов привариваются к прокладкам
после установки косяков-стержней в специальном кондукторе.
В этом же кондукторе размечаются и сверлятся отверстия для
монтажных болтов.
Рис. 31. Узловое соединение (а) и деталь конструкций сетки покры-
тия бассейна в Риге (б):
1 — монтажные отверстия; 2 — распорки; 3 — контур замоноличивания.
Образование узлов соединения в монолитных сетчатых кон-
струкциях подобно конструированию и изготовлению тонкостерж-
невых плоских железобетонных конструкций, с той лишь разни-
цей, что сетчатые конструкции имеют криволинейную поверх-
ность и их изготовление более трудоемко.
Узловые соединения деревянных сетчатых конструкций. Су-
ществует два варианта узловых соединений в кружально-сетча-
тых покрытиях: болтовое (проф. Цолингера) и безметальное
(инж, С. И. Песельника).
В обоих случаях ‘применяются стандартные деревянные эле-
менты-косяки с криволинейной или ломаной верхней кромкой.
При болтовом соединений узла (рис. 32) положение косяков не
центрировано и смещено относительно геометрической оси обра-
зующей свода и оси его расчетной полосы. В результате этого
в узле возникает изгибающий момент, и напряжение в косяках
определится по формуле
N
2FHT sin а
MRO
и
^^расч^и ®
57
где iV — нормальная сжимающая сила в сечении расчетной
полосы свода, где действует максимальный изги-
бающий момент М\
F нт — площадь нетто поперечного сечения косяка в сере-
дине его
длины;
№расч-
го сечения косяка
Рис. 32. Болтовое соединение деревянных
конструкций:
а, б, в, г — расчетные схемы узлов.
момент сопротивления поперечно-
в середине его длины;
а — угол между
нижней кромкой ко-
сяка и образующей
свода;
£ — коэффициент,
учитывающий до-
полнительный изги-
бающий момент от
нормальной силы
при деформации от
свода, равный
зю(адр ’
где 1 — расчет н а я
гибкость свода
(определяемая по
эмпирической фор-
муле), которая при-
близительно равна
3,5ZO
где /о — расчетная длина дуги свода между узлами, определяе-
мая в зависимости от защемления в узлах, когда можно
принять k = 1.
Поперечная сила, действующая в отдельном косяке, опреде-
ляется, как в однопролетной балке с сосредоточенным грузом по-
середине пролета, по формуле
2М
£ZK sin а
где /к — длина косяка.
58
Рис. 33. Безметалъное соединение деревянных конструкций:
а — схема соединения элементов нецентрированной сетки; б — очертание ко-
сяков; в — форма шипа центрированной сетки (пунктиром показан шип цент-
рированной сетки); 1—сквозной косяк; 2 — примыкающий косяк; 3 — шип.
Натяжение болтов в узлах без учета трения определяется по
формуле
N6 = N
ctg 2а
2 sin а

где N — максимальная нормальная сжимающая сила в расчетной
полосе свода.
Для безметальных сводов
применяются два впда узлов:
с нецентрированной сеткой
(рис. 33) п с центрированием
осей косяков.
Узлы нецентрированной сет-
ки легче изготовлять и проще
монтировать, чем узлы с цен-
трированием осей косяков. Мо-
менты, возникающие в узлах от
эксцентриситета, незначитель-
ны и практически не снижают
прочности косяка.
В деревянной конструкции
купола в г. Куяхога Фоллс
‘(США) применено крепление
стержней сетки при помощи
болтов.
Смонтированные по поверх-
ности купола элементы, пред-
ставляющие собой гнутые кле-
Рис. 34. Опорный узел конструкции
купола в г. Куяхога Фоллс (США).
енные из досок пакеты разме-
ром 80X250 мм, соединялись
59
в узлах пересечения на болтах. Стык стержней сетки осуществлен
с накладкой на болтах.
Опорный узел радиальных ребер изображен на рис. 34.
В сетчатых конструкциях могут быть использованы клееные
деревянные узлы. Так в 1958—59 гг. Ленинградским инженерно-
строительным институтом совместно с Управлением строитель-
ства Ленсовнархоза были изготовлены и испытаны опытные об-
разцы фанерных ферм для пролета 12 и 18 м, двутавровых балок
длиной 12 м и свода двоякой кривизны размером 1,20X6,58 м.
В качестве несущих элементов были применены клееные фа-
нерные трубы диаметром 100 мм, изготовленные Усть-Ижорским
фанерным заводом из березового шпона.
Узловые соединения имели косынки из деревослопстых плас-
тиков (ДСП).
ГЕОМЕТРИЯ СЕТКИ
НА КРИВОЛИНЕЙНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
В основу построения сетки на по-
верхности ряда оболочек положена гипотеза, на основании которой
оболочка принимается настолько пологой, что геометрию поверх-
ности можно приближенно считать совпадающей с геометрией
плоскости ее проекции.
Как показала практика применения сетчатых куполов и по-
логих оболочек, это условие сохраняется, если отношение пролета
к стреле подъема оболочки находится в пределах —	10-4-7.
Порядок разметки сетки, определение положения и координат
точек пересечения стержней в узлах состоит в следующем. На
проекции плана оболочки производится разбивка выбранного
рисунка сетки. Размеры ячейки сетки задаются в зависимости от
необходимых габаритов панелей покрытий, от выбранного мате-
риала, прочности и деформативности несущих элементов стерж-
ней, от веса монтируемых элементов.
Размеры ячейки сетки следует выбирать таким образом, что-
бы стороны проекции плана были бы кратны этому размеру.
Для определения координат точек на поверхности восполь-
зуемся уравнениями образующих f(x, у) данной поверхности,
располагая образующие в плоскостях, совпадающих с проекция-
ми узловых точек.
60
Образующими для криволинейных поверхностей во многих
случаях являются:
окружность
__2 I «>2	-~2.
X у = Т \
ЭЛЛИПС
гипербола
z2	у2
а2	62
парабола
У2 = 2рх.
Привязывая центры кривых, которым соответствуют перечис-
ленные выше уравнения, к координатам на плоскости проекции,
легко можно определить координаты узловых точек.
Приравнивая полученные ординаты на вертикальной плос-
кости к оси z — апликатам в трехмерном измерении, т. е. у = z,
получим координаты точек А (х; у; z) на поверхности.
Перемещая последовательно образующие на шаг между узло-
выми точками, получим все требуемые координаты на поверх-
ности
(^Г» 16.» ^1)» ^2 (*^2» ^2» ^2) • • • (Хп> Уп, Zn).
Имея координаты точек на поверхности, определяем расстоя-
ние между узловыми точками, т. е. длину стержней по известной
формуле аналитической геометрии
d = ]/ (х2 — Жх)2 4- (у2 — ух)2 + (z2 — zj2.
Схема построения координат по образующим для трансля-
ционной поверхности показана на рис. 35. Для такой поверхности
нужно определить апликаты на образующих во взаимно-перпен-
дикулярных плоскостях по главным осям проекции оболочки.
В гиперболо-параболических оболочках образующими являют-
ся гипербола в одном направлении и парабола — в другом.
В этом случае удобно совмещать вершины гиперболы и парабо-
лы с началом координат.
G1
Для удобства вычисления координат точек гиперболоида сле-
дует располагать вершину образующей гиперболы на расстоянии
действительной ее полуоси.
Рис. 35. Схема построения
координат по образую-
щим для трансляционной
поверхности.
Пример. Дана схема прямоугольной сетки на поверхности пологой
трансляционной оболочки положительной Гауссовой кривизны. Размеры
проекции прямоугольной в плане оболочки 25,8X12,8 м. Радиусы образую-
щих окружностей fi =56,2 м, Гг=20,9 м. Стрелы подъема соответственно
равны /1 = 1,5 м и f2 = l м.
25,8	12,8
Отношение пролета к стреле подъема	^17 и । д- ^13.
Требуется определить координаты узловых точек пересечения стерж-
ней сетки и натуральные размеры ячеек сетки на поверхности обо-
лочки.
Обозначения приняты по двум взаимно-перпендикулярным направле-
ниям (х, у), считая от начала координат.
Решение. Оболочка в плане симметрична, поэтому рассматриваем
четверть поверхности плана в осях (х, у). Ординаты определяем для двух
взаимно-перпендикулярных кривых-образующих, находящихся в коорди-
натных плоскостях.
Совмещаем центр образующей с радиусом г\ к плоскости проекции
оболочки и определяем ординаты узловых точек на образующей по оси х
62
в горизонтальной проекции по формуле
X2 + у2 = г2.
Приводя к пространственным координатам, получим в м:
г0 =	= 56,2;
zY = 56,2;
z2 = 56,0 ...
А	'
Ze = 54,7;
z0 — г8 = 1,5 = Л-
Для образующей в плоскости, проходящей через ось у, приводя к про-
странственным координатам, получим в м:
Zo = У А — Уо = 20,9;
= 20,8;
z6 = 20,6 ...
= 19,9;
Zq = Zz = 1,0.
Разница
к = т\ — r2 = 56,2 — 20,6 = 35,6;
zq к == 56,2,
Za = Za + к = 56,1;
Z6 = Zq + к 55,9.
Расстояние между узловыми точками О и 2, О п б равно
<А)2, об = Kfo — ^г)2 + (Уо — Уб)2 + (ZO2 — 2об)2 = 4,54 м.
Для определения координат непосредственно на криволиней-
ной поверхности трансляционной оболочки рассмотренного типа
можно воспользоваться формулой
z = V Г2 — X2 + Уг22 — у2 4- + f2 — Г, — г2.
В данном случае в плоскости (х, у) расположены опорные
узлы оболочки.
Наиболее распространенной формой куполов сетчатой кон-
струкции является сегмент сферы с разбивкой поверхности на
треугольную сетку.
63
Основой для создания таких сетчатых конструкций служат
правильные и полуправильные многогранники (см. таблицу).
Определить координаты узловых точек стержней сетки на
поверхности сферы можно при помощи превращения шара в мно-
Рпс. 36. Последовательность разбивки треугольной сетки на сферической
поверхности.
гогранники, применяя данные приведенной ниже таблицы и
соответствующие формулы для размеров элементов многоуголь-
ников.
На рис. 36 показаны все этапы членения шаровой поверх-
ности, начиная от обыкновенного построения икосаэдра, состоя-
щего из 20 равносторонних треугольников.
При заданном радиусе сферической поверхности /? сторона
треугольника а= 1,0516/?.
Последующее увеличение числа граней происходит путем
срезки вершин икосаэдра в третях ребер многогранника. Полу-
64
ченные пятиугольные п шестиугольные грани образовывают мно-
гогранник — икосододекаэдр.
Величина ребер этого многогранника зависит от величины
основного радиуса икосаэдра
а = 0,8989^
величина ребра икосододекаэдра
а, = 0,29637?! = 4 •
О
Разбивка поверхности сегментных сферических куполов про-
изводится не только на основе правильных и полуправильных
многогранников. Так, например, существует ребристо-кольцевая
сетка с диагональными связями Шведлера. Этот тип конструкции
приближается к сетчатой. Но наличие в ней панелей основных
несущих и вспомогательных диагональных элементов, различных
по размерам, усложняет конструкцию сетки узлов, ее изготовле-
ние и устройство кровельного покрытия.
Аналогичны конструкции куполов из решетчатых панелей над
зданиями, прямоугольными и многоугольными в плане.
Для пологих оболочек, круглых в плане, применяются сетча-
тые конструкции типа панелей с переменными ячейками сетки,
по форме приближающимися к ромбу, с треугольной сеткой Ки-
вита, кружальной, квадратной и прямоугольной сетками.
Для вычисления координат и расчета длин элементов сетки
необходимо определить координаты точек образующей по мери-
диану эллиптического или сферического купола. Расчленив купол
горизонтальными плоскостями по узловым точкам, легко найти
координаты всех точек поверхности купола. Этот принцип опре-
деления координат пригоден при любом рисунке сетки.
Значительно проще производится разбивка сетки на пологой
сферической поверхности с большим отношением пролета к стре-
ле превышения (рис. 37).
В данном случае разбивку сетки производят на плане проек-
ции купола. Сохраняя координаты горизонтальной проекции,
определяют апликаты точек узлов сопряжения стержней по обра-
зующим криволинейной поверхности, как это было показано
выше.
До сих пор нами были рассмотрены системы сеток, которые
расположены в одной средней поверхности. Такие системы при-
годны для сравнительно небольших пролетов. Для создания коп-
65
струкций, перекрывающих большие пролеты, применяются бипо-
верхностные конструкции, где сетка стержней расположена
в двух ярусах, между которыми поставлены треугольные связи
(рис. 38).
Рис. 37. Схемы пологих куполов с треугольной сеткой над зданиями
шестиугольными (а), квадратными (б) и треугольными (в) в плане.
Рис. 38. Схема шестиугольной биповерхностной сет-
ки (а) и усиленного шестиугольного элемента (б).
В иных случаях применяются заранее изготовляемые окта-
эдры, из которых образуются биповерхности. Такие системы со-
ставляются из стержней, труб, металлических профилей, из
деревянных элементов, железобетона и гнутых алюминиевых
листов.
.66
Характеристики правильных многогранников
Эскиз				Многогранник	Форма грани	Число		
						граней	ребер	вершин
				Четырехгран- ник (тетраэдр)	Тре- уголь- ник	4	6	4
				Шестигран- ник (куб)	Квад- рат	6	12	8
	/ 1							
о	1 1 1 Л								
								
Х//\\ / j \				Восьмигран- ник (октаэдр)	Тре- уголь- ник	8	12	6
Полная поверхность F	Объем V	Радиус сферы		
		оптималь- ной R	вписан- ной т	касатель- ной к се- рединам ребер р
а2 1,7321а2	а3 ~ Т2^2 = S 0,1179а2	а г— -4/6	а г— 12^6	а г— у/2
6 а2	а3	а .— у Кз	а Т	а /т
2а3 /Т S S 3,4641а2	а3 г— уГ2 = = 0,4714а8	а /т	а /"б"	а /т
Продолжение
Эскиз	Многогранник	Форма грани	Число			Полная поверхность F	Объем V	Радиус сферы					
			граней	о ю а	вершин				оптималь- ной 7?	вписан- ной г			
\М-//	Двенадцати- гранник (доде- каэдр)	Пяти- уголь- ник	12	30	20	За? У 5 (5 + 2/5) = s 20,6457а2	а3 / 4 (15 + + 7/5) s = 7,6631а3		[со 4" S		/ 25+11/5-	0	^(3+/5)
										« I СЧ			
	Двадцати- гранник (ико- саэдр)	Тре- уголь- ник	20	30	12	5а«/3	5a3z 12"(3 :-^5)	а 41	/юн-	а	(3+/5)		-fks+i)
										А			
7 \/Л^/\' / /\7 4 А								+ 2/5		f			
													
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
^етчатые конструкции могут быть
использованы в различного рода
сооружениях. Несущие сетчатые системы в 2—3 раза легче сбор-
ных железобетонных конструкций и с ними могут конкурировать
лишь висячие конструкции с гибкими нитями.
Главными при проектировании сетчатых конструкций является
правильный выбор элемента сетки и узлового соединения. Раз-
меры элементов сетки зависят от общих размеров сооружения,
от размеров ячейки выбранного рисунка, от веса и прочно-
стй применяемого материала и от выбранного материала запол-
нения.
При проектировании стержней сетки из металла обычно вы-
бирают трубчатые элементы, однако могут быть использованы
и другие профили. Удобны для крупных сетчатых конструкций,
например, прокатные решетчатые элементы по типу прокатных
элементов проектного бюро Металлургпроект (ЧССР).
Для куполов, сводов и оболочек пролетов свыше 30 м необ-
ходимо применять сетчатые биповерхности, т. е. двойные сетки.
Железобетонные элементы сетки целесообразно проектиро-
вать прямоугольными (при малых перекрываемых пролетах и раз-
мерах ячейки сетки 2—3 м), а при большей расчетной высоте —
решетчатыми (по типу покрытий ангаров Нерви).
Деревянные стержни удобно изготовлять длинномерными и
укладывать их по криволинейной поверхности покрытия в два
или три слоя, соединяя их в местах пересечения.
Узловые соединения сетчатых жестких пространственных кон-
струкций являются простыми устройствами, но большое их число
в сооружении приводит к многодельности.
Как показала практика возведения сетчатых конструкций, не-
смотря на то, что для них требовалось большое число деталей,
строительство осуществлялось быстро и ряд сооружений был
69
выполнен в течение нескольких десятков дней. Но при проекти-
ровании таких конструкций необходимо стремиться к упрощению
сборки и монтажа, к заводскому или полузаводскому изготовле-
нию отдельных звеньев и к сборке сооружений укрупненными
блоками.
Изменение расстояния между узловыми соединениями в пре-
делах от 7юо до 7бо длины стержня вызывает определенные
трудности в конструировании сетчатых систем, в частности при
конструировании узловых соединений и стержней. Необходимо
иметь в виду, что сохранение прямолинейных стержней сетки
покрытия образует граненую поверхность покрытия. Это, в свою
очередь, затрудняет устройство гладкой без изломов кровли.
При одинаковой кривизне описанной поверхности есть воз-
можность устранить переломы путем применения панелей кровли
с кривизной, соответствующей кривизне поверхности покрытия,
однако изготовление таких панелей сложно.
При малой стреле подъема и большом пролете покрытия пе-
релом в месте стыков граней предельно уменьшается.
Сетчатые стержневые конструкции в большинстве своем
являются сложными многократно статически неопределимыми си-
стемами. Для решения большого числа уравнений целесообразно
использовать ЭЦВМ, которые осуществляют расчет конструкции
в сравнительно короткие сроки.
В отечественной литературе есть немало работ, посвященных
расчету сетчатых стержневых конструкций. В тридцатых годах
были сданы книги И. С. Подольского «Пространственные фермы»
и В. Э. Новодворского «Курс теории сооружений. Оболочки».
В работе Г. И. Пшеничного «Расчет сетчатых цилиндрических
оболочек» (М., Госстройиздат, 1961) используются гипотезы тео-
рии тонких пологих оболочек В. 3. Власова, а также дается
достаточно точный метод расчета на прочность и устойчивость
сетчатых цилиндрических оболочек. При помощи электронно-вы-
числительной машины составлены таблицы для расчета оболочек
с квадратной сеткой.
Расчет сетчатых оболочек, в основу которого положен вариа-
ционный метод теории оболочек В. 3. Власова, разработан
И. Б. Мплейковским (НИИЖБ). В этом методе расчета исполь-
зованы уравнения теории сплошных оболочек.
Расчеты кружально-сетчатого свода системы С. И. Пессельни-
ка разработаны О. Д. Ониашвили, Н. В. Ахвледиани и Г. С. Шах-
рамова.
70
Из работ, посвященных расчету мачт и башен Шухова, можно
отметить работы М. И. Длугача («Расчет пространственных кон-
струкций». М., Госстройиздат, 1951).
Во многих случаях на практике применялись приближенные
методы расчета. Так, для расчета кружально-сетчатых оболочек,
опирающихся на продольные стены, а в торцах — на жесткие диа-
фрагмы, вырезывалась полоса-арка шириной в одну ячейку сетки
и рассчитывалась как арка сплошного сечения. Эмпирическим
коэффициентом учитывалось уменьшение арочного момента.
Лабораторией Московского архитектурного института приме-
нен приближенный способ расчета купольного сетчатого покры-
тия диаметром 160 м, построенного на основе кристаллической
системы членения сферы С. М. Туполева, с сеткой, составленной
из равносторонних треугольников.
Порядок расчета основан на известных формулах распределе-
ния усилий на сферической поверхности. Усилия в куполе рас-
считываются для четырех горизонтальных поясов, находящихся
на разном расстоянии, в которых располагаются узловые соеди-
нения стержней. Усилия от собственного веса определяются по
формулам, как для сплошной оболочки.
Сетчатую конструкцию купола, состоящую из меридиональ-
ных, кольцевых и диагональных стержней, можно рассчитывать
приближенно, разрезав на отдельные арочные и кольцевые эле-
менты (см. «Справочник проектировщика. Металлические кон-
струкции промышленных зданий и сооружений». М., Госстрой-
издат, 1962). В этом случае расчет на осесимметричную нагрузку
производится для арок на упругих опорах, опирающихся на го-
ризонтальные кольца, с учетом коэффициентов упругости опор-
ного кольца.
В небольшой работе нет возможности изложить все вопросы,
относящиеся к конструированию, расчету, изготовлению и монта-
жу сетчатых конструкций, но автор надеется, что брошюра будет
способствовать развитию сетчатых пространственных конструк-
ций, перспективность которых очевидна.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Р а а ф а т Али Ахмед. Железобетон в архитектуре. М.; Госстрой-
издат, 1963.
2.	Г у б е н к о А. Б. Пневматические строительные конструкции. М..
Госстройиздат, 1963.
3.	Дишингер Ф. Оболочки тонкостенные, купола и своды. М.—Л.,
Госстройиздат, 1932.
4.	Ковельман Г. М. Творчество почетного академика, инженера
В. Г. Шухова. М., Госстройиздат, 1961.
5.	К о л к у н о в И. В. Основы расчета упругих оболочек. М., «Высшая
школа», 1963.
6.	Колонетти Г. Тонкостенные конструкции. М.— Л., Госстройиздат.
1956.
7.	Н е р в и П. Л. Строить правильно. М., Госстройиздат, 1956.
8.	Осипов В. А. Доклады к XXIII научной конференции ЛИСИ. Л.,
Изд-во ЛИСИ, 1965.
9.	Попов С. А. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов.
М., Госстройиздат, 1963.
10.	Бриль М. Г., Ш у л ьк и н Ю. Б. ПокрьГтия больших пролетов пз
легких сплавов. «Промышленное строительство», 1960, № 12.
И. Практика строительства за рубежом. Конструкции Германской Фе-
деративной Республики. ЦНИИСТ, картотека К 38/8, Госстройиздат, 1964.
12.	Р а п п о п о р т И. Я., 3 а х р и Л. И., М а л и е в А. С. Перекрытия
системы Цейсс-Дивидаг. М.—Л., Госстройиздат, 1932.
13.	Т у п о л е в М. С. Промышленные и гражданские здания, часть II.
М., Госстройиздат, 1963.
14.	X л е б н о й Я. Ф., Ефремов Г. М. Исследование работы ребрис-
тых оболочек при сосредоточенных нагрузках. «Бетон и железобетон»,
1965, № 5.
15.	Цейтлин А. А. Металлические сетчатые покрытия больших про-
летов. «Архитектура СССР», 1940, № 6.
16.	Ш а т н е в Б. Н. Здания на железобетонном транспорте. М., Транс-
желдориздат, 1955.
17.	Лисовский А. П. Сборные кружально-сетчатые своды пз уни-
фицированных элементов. Листок технической информации. ЦБТИ, Рига,
1961.
18.	Новые конструкции из труб. Монтаж купола при помощи надувных
баллонов. Павильон Круппа на Ганноверской Ярмарке. «Строительство
и архитектура за рубежом», 1959, № 1.
19.	Купол — вагоноремонтное депо. «Строительство и архитектура за ру-
бежом», 1959, № 2.
72
20.	Куполообразные сборные сооружения. «Строительство и архитекту-
ра за рубежом», 1957, № 2.
21.	Кружально-сетчатая оболочка из пластин. Примеры решения метал-
лических конструкций. «Строительство и архитектура за рубежом», 1956,
№4.
22.	Сооружение выставочного павильона в Париже. «Строительство и
архитектура за рубежом», 1960, № 3, ЦБТИ Министерства строительства
РСФСР.
23.	Легкие ангары из алюминиевых сплавов для вертолетов. «Строитель-
ство и монтаж за рубежом», 1959, № 7.
24.	Новый плавательный бассейн со спортивным залом в Риге. Экспресс-
информация № 28. 1959.
25.	„Bauplanung und Bautechnik“, 1964, № 1, Rautenfahwerke als tragende
Aubenwande eines Nochhauses.
26.	„Civil Engineering**, 1964, № 8.(Перевод на русском языке).С. Грейвс.
Павильон «Дженераль электрик компани» на международной выставке в
Нью-Йорке.
27.	„Civil Engineering**, 1964, № 8. (Перевод на русском языке). Несущие
конструкции из алюминиевых сплавов.
28.	„Constractijlor sia materialeror de construchtij**, 1961, № 3. Cupele me-
talice de mari dimensium.
29.	„Der Stahlbau**, 1961, № 5. Weiss W. Das Headguarters Building der
American Society stir iMetals.
30.	„Die Bautechnik**, 1957, № 4. Tichanter E. Geodetische Dachkuppel
aus Aluminium.
31.	„Forum**, 1956, № 11. Fuller B. Building Weight cut.
32.	„Forum**, 1956, № 6, Fuller B. Behing the wheels of industry.
33.	„Jnzynieria i Budownictwo**, 1964, № 11. Zeman I. Specjalne konstruk-
cje stalowe z rur dla przekric hal sportowych о duzey rozpigtosci.
34.	„Interbuild**, 1959, № 2. Fuller B. The Full circle.
35.	„Przeglad Boudowlanj**, 1961, № 11. Nervi P. Construktor artysta.
36.	Przeglad Budowlany, 1962, № 2. Nadmuchna zayezdnia.
37.	Sanches-Arkas M. Form und Bauweise der Schalen. Berlin, 1961.
38.	„Schweizerische Bauzeitung**, № 1, 1963, Streb F. Ausstellungchalle.
73
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ	3
СВОДЫ	»
КУПОЛА	  15
КОНСТРУКЦИИ ТИПА СВОДОВ-ОБОЛО-
ЧЕК	 37
МАЧТЫ И БАШНИ .	... 45
УЗЛОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ	....	50
ГЕОМЕТРИЯ СЕТКИ НА КРИВОЛИНЕЙ-
НОЙ ПОВЕРХНОСТИ	60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	69
ЛИТЕРАТУРА	72
Владимир Дмитриевич Таиров
СЕТЧАТЫЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ
КОНСТРУКЦИИ
Редактор В. К. Гайдай
Художественный редактор В. В. Красий
Технический редактор Н. Г. Орлова
Корректор Е. В. Оратовская
БФ 07074. Сдано в набор 5.II.1966 г.
Подписано к печати 20.V.1966 г. Бумага
60X84716, 2,375, бумажных 4,75 физ., 4,4 усл.
печатных 3,93, уч. изд. листов
Тираж 3 400. Цена 21 коп.
Зак. 1392.
Издательство «Буд1вельник», Киев,
Владимирская, 24.
Отпечатано с матриц Киевской фабрики
набора в Киевской книжной типографии № 6.
Киев, Выборгская, 84.