Н. М. Кирсанов
ВИСЯЧИЕ И ВАНТОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ
н
ББК 38.54
К 43
УДК 624.871.2(075.8)
Рецензенты: кафедра металлических конструкций Московского ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительного института им. В. В. Куйбышева (канд. техн, наук Г.- С. Ведеников), д-р техн, наук Н. С. Москалев (ордена Трудового Красного Знамени Центральный иаучно-исследовательскнй институт строительных конструкций им. В. А. Кучеренко).
Кирсанов Н. М.
К 43 Висячие и вантовые конструкции; Учеб, пособие для вузов. — М.: Стройиздат, 1981.— 158. с., ил.
Представлены конструктивные решения висячих и вантовых покрытий общественных и производственных зданий, а также конструкции воздушных подвесных переходов трубопроводов и легких висячих мостов. Даны основные разрезы и планы сооружений, конструкции наиболее важных узлов и элементов. Приведены сведения по расходу материалов, трудозатратам, способам монтажа и расчету конструкций.
Для студентов строительных специальностей вузов при курсовом и дипломном проектировании.
30205—238
к—------------ 79—81 3202000000
047(01)—81
ББК 38.54 6С4.05 © Стройиздат, 1981
ПРЕДИСЛОВИЕ
Одно из важнейших направлений технического прогресса в строительстве — дальнейшее расширение применения сталей высокой прочности, механические характеристики которых в несколько раз выше соответствующих показателей обычной стали, а по стоимости отличаются незначительно.
Не последнее значение в этой проблеме имеют также такие факторы, как снижение трудозатрат в народном хозяйстве на производство металла за счет экономии при использовании высокопрочных сталей, уменьшение стоимости транспортных расходов, облегчение каркасов зданий и т. д.
Однако при внедрении новых сталей в строительство необходимо учитывать их особенности. Так, эффективность использования высокопрочных сталей в сжатых элементах невысока из-за продольного изгиба, который, особенно для компактных сечений из сталей высокой прочности, имеет существенное значение. Поэтому при выборе конструктивной схемы сооружения с применением таких сталей предпочтительнее системы с растянутыми элементами. Этим1 объясняется, в частности, что в последнее время увеличивается число сооружений, возведенных с использованием висячих и вантовых конструкций, основные элементы которых испытывают растяжение.
Вторая особенность высокопрочных сталей — вследствие высоких напряжений, возникающих при действии временных нагрузок, элементы из таких сталей испытывают сравнительно большие деформации в соответствии с законом Гука.
Этот недостаток может быть преодолей путем совместного предварительного напряжения ограждающих и несущих конструкций, созданием пространственных миогосвязных систем, что также характерно для висячих и вантовых покрытий.
Известно, что технология изготовления несущих элементов висячих конструкций меньше связана с резкой и механической обработкой металла, чем это требуется для традиционных жестких ферм, балок. Поэтому при изготовлайии висячих конструкций из высокопрочных сталей не требуется дополнительных затрат на замену технологического режущего оборудования и др.
Расширение применения висячих и вантовых конструкций в последнее время объясняется также целым рядом других их качеств — возможностью перекрывать большие пролеты без промежуточных опор, создавать конструкции сложных и необычных пространственных форм в соответствии с архитектурными требованиями. Монтаж большепролетных висячих покрытий не требует устройства временных лесов, применения сложных монтажных механизмов.
Признанием определенных преимуществ висячих конструкций в большепролетных покрытиях перед традиционными стало использование их для многих олимпийских сооружений в Москве, Ленинграде, а также для зрелищно-спортивных объектов в других городах страны.
Цели, поставленные при написании данного учебного пособия, — способствовать дальнейшему повышению конструкторской подготовки студентов, ознакомление их с особенностями компоновки и конструирования висячих покрытий общественных и промышленных зданий и сооружений, возведенных в последние годы в нашей стране и за рубежом. Обращено особое внимание на способы стабилизации этих конструкций, на конструктивные решения элементов, воспринимающих распоры от пролетной конструкции и т. п.
В пособии помещены детальные чертежи конструктивных решений покрытий и мостов, их узлов и специальных элементов, а также дан обзор возможных схем сооружений. Все это является необходимым вспомогательным материалом при курсовом и дипломном проектировании.
Рекомендованы упрощенные способы компоновочных расчетов несущих элементов, позволяющие на первой стадии ознакомления с конструкциями сознательно управлять усилиями в элементах, оценить возможности нового вида конструкций, их экономичность. По нашему мнению дальнейший расчет сооружения в дипломной работе также должен производиться с элементами упрощения расчетной схемы, с тем чтобы было больше времени для детальной конструкторской проработки темы, выбора рациональных способов монтажа и т. п.
В книге приведен раздел легких висячих и вантовых мостов, конструктивное решение которых близко к разрабатываемым в настоящее время -конструкциям висячих большепролетных промышленных зданий с подвесными кранами — перспективной областью применения висячих и вантовых конструкций. Данный раздел имеет и самостоятельное значение, так как в практике работы инженера-строителя возникает необходимость возводить подобны^ сооружения.
Пособие может быть полезно инженерам — проектировщикам и строителям, занимающимся проектированием и возведением большепролетных покрытий, трубопроводных переходов и пешеходных мостов.
Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность учреждениям за предоставление материала, а также лицам, оказавшим содействие в сборе этого материала для настоящего издания.
I
ВВЕДЕНИЕ
Висячими называются конструкции, в которых основные несущие элементы, перекрывающие пролет здания или сооружения, испытывают растяжение. Несущие элементы этих конструкций могут быть двух видов — висячие и вантовые, по названию которых различают типы сооружений.
Висячие элементы непосредственно воспринимают поперечную нагрузку от настила пли подвесок' и- передают усилия на анкеры. Поэтому они имеют криволинейное очертание — это гибкие нити (тросы, канаты, круглый прокат), мембраны, нити конечной изгибной жесткости («жесткие нити»), висячие, криволинейно очерченные фермы из жестких элементов и т. п.
Ванты — это прямолинейные гибкие растянутые стержни, передающие усилие от одного узла к другому и не воспринимающие на своей длине поперечной нагрузки.
Впервые висячие покрытия были предложены выдающимся русским инженером Владимиром Григорьевичем Шуховым. В 1896 г. по его проектам на Нижегородской выставке были построены четыре Павильона размерами в плане 68—98 м (см. рис. 94, схемы 5.6—5.8.) Основным несущим элементом каждого покрытия являлся гибкий шатер из пересекающихся стальных • полос, опирающийся в середине здания на стойки [27]. Препятствием к дальнейшему применению висячих систем в покрытиях была ограниченная прочность обычной стали. Новые конструктивные формы висячих покрытий появились в 50-х годах, нашего столетия при использовании стальных канатов в качестве несущих элементов, что позволило увеличить предварительное напряжение висячих конструкций, а следовательно,
Рис. 1. Дополнительные провесы гибкой нити а — упругие удлинения; б — кинематические перемещения
обеспечить необходимую жесткость легких покрытий.
Современные достижения в области теории расчета сооружений, опыт возведения и эксплуатации висячих покрытий в Советском Союзе и за рубежом подтверждают высокую надежность и экономическую эффективность этих конструкций.
При проектировании висячих покрытий необходимо учитывать основной недостаток висячих систем — их деформативность при действии временной нагрузки. Дополнительные провесы (прогибы^ гибкой нити как основного элемента висячей конструкции определяются двумя причинами:
а)	упругими удлинениями нити, которые имеют максимальное значение при загруже-нии всего пролета временной нагрузкой. Результатом продольных удлинений нити являются наибольшие дополнительные провесы в середине пролета (рис. 1, а);
б)	кинематическими перемещениями, которые возникают вследствие изменения формы равновесия гибкой висячей системы при за-гружении нити местной нагрузкой (рис. 1,6). Эти перемещения наиболее характерны для висячих конструкций и в меньшей степени для других внешне распорных систем — для гибких арок и оболочек. Если представить местную нагрузку в виде симметричной и обратно симметричной составляющих и рассматривать только второе слагаемое, которое не вызывает распора в нити, но является причиной изменения формы равновесия, то можно видеть, что кинематические перемещения не зависят от упругих свойств нити. Уменьшить эти перемещения можно наложением горизонтальных связей на нить (включением дополнительных вант, введением- наклонных подвесок и т.п.), т. е. путем усложнения расчетной схемы несущей конструкции — использованием так называемых систем повышенной жесткости [22].
В соответствии с конструктивными особенностями и способами обеспечения жесткости' 'пролетных элементов различают следующие виды висячих покрытий.
1.	Однопоясные висячие покрытия, стабилизация которых достигается за счет массы настила, его предварительного обжатия с торцов и омоноличивания стыков. Увеличение массы покрытия приводит к увеличению распора от постоянной нагрузки, являющегося восстанавливающей силой при изменении формы равновесия под действием временной нагрузки (см. рис. 1,6). Таким образом, с точки зрения уменьшения кинематических переме
4
щений увеличение массы является благоприятным —(уменьшаются и упругие деформации при загружении временной нагрузкой всего пролета (см. рис. 1,а). так как с увеличёнием массы пролетной конструкции возрастают сечения несущих нитей, уменьшаются напряжения от временной нагрузки, а следовательно, по закону Гука, уменьшаются деформации. Однако экономически эта мера сама по себе неэффективна, так как с увеличением массы настила растут затраты не только на несущие нити, но и на конструкции, воспринимающие распор. Более оправдано использование таких плит и панелей в случае, если они могут быть предварительно напряжены (обжаты) и омо-ноличены.
Как показали исследования, омоноличива-ние любых висячих конструкций, т. е. превращение системы отдельно работающих плоских элементов в оболочку или в комбинированную пространственную систему, позволяет уменьшить упругие прогибы и кинематические перемещения в 4—5 раз.
Предварительное напряжение и омоноли-чивание, покрытия производится в следующей последовательности: на свободно висящие несущие нити навешивается настил и укладывается балласт. Нити при этбм получают удлинения, и швы между плитами расширяются. Производится замоноличивание швов — заливка цементным раствором, сварка металлического настила или закладных деталей и т. п., а затем снимается балласт. При использовании в качестве заполнителя швов цементного раствора балласт снимается после приобретения заполнителем проектной прочности. За счет упругих свойств уменьшается стрела провеса нитей и плиты настила получают обжатие торцов. При последующих загружениях временной нагрузкой, меньше балластной, покрытие работает как монолитная оболочка.
2.	Однопоясные покрытия, в которых в качестве несущих элементов используются жесткие нити или фермы. Уменьшение местных деформаций (кинематических перемещений) в таких покрытиях достигается за счет изгиб-ной жесткости растянутых элементов и за счет большего натяжения их от постоянных нагрузок — конструкциям из проката могут быть заданы меньшие стрелы провеса: 1/2о — 7зо пролета. Для тросовых покрытий рекомендуется провес ’/is пролета. При дальнейшем уменьшении стрелы возрастают упругие деформации тросов, имеющих большие расчетные сопротивления и пониженный модуль упругости, чем прокат.
Однако использование жестких нитей возможно лишь при небольших пролетах, так как
с увеличением пролета значительно усложняется уонтаж и увеличивается их масса.
3.	Однопоясные висячие покрытия, напрягаемые с помощью поперечных балок или ферм. Стабилизация данных канатно-балочных систем достигается либо увеличенной массой поперечных и жестких на изгиб элементов, либо предварительным напряжением оттяжек, которые соединяют поперечные балки или фермы с фундаментами или опорами. Таким способом напрягаются покрытия с легкими кровельными настилами. Благодаря изгиб-ной жесткости поперечных балок или ферм покрытие приобретает пространственную жесткость, которая особенно проявляется при загружении пролетной конструкции местной нагрузкой.
Однопоясные покрытия трех рассмотренных видов получили наибольшее распространение в строительстве висячих покрытий. Это может быть объяснено простотой конструктив--ных форм, высокой технологической эффективностью изготовления элементов и монтажа сооружений.
4.	Двухпоясные висячие покрытия состоят из несущих вогнутых поясов, которые испытывают усилия не только от постоянной нагрузки, но натянуты также и напрягающими нитями— либо сверху с . помощью стоек (линзовидные выпуклые фермы), либо снизу через подвески в вогнутых покрытиях. Может показаться, что включение второго пояса эквива; лентно приложению постоянной нагрузки, которую в ряде случаев искусственно увеличивают, чтобы не было «вывертывания» легкого покрытия при ураганном ветре. Однако легкая предварительно напряженная двухпоясная система экономичнее тяжелого покрытия, так как при ее использовании не увеличиваются сечения колонн и фундаментов. Двухпоясные системы во время эксплуатации имеют меньшие упругие деформации по сравнению с однопоясными. Но кинематические перемещения в схемах с вертикальными подвесками и стойками почти такие же, как и в однопоясных, так как в этих схемах не накладываются связи на горизонтальные перемещения гибких поясов. С этой целью рекомендуются более эффективные схемы с треугольной решеткой или с соединением поясов жестким узлом в середине пролета для покрытий с вогнутым верхним поясом.
5.	Седловидные покрытия имеют несущие и расположенные к ним под углом — напрягающие нити. Такие сетки или мембраны предварительно напряжены и имеют форму гиперболических параболоидов. Распоры передаются на замкнутый контур в виде изогнуто
5
го кольца или арок, на тросы — подбо'рники или на фундаменты.
Передала распоров на замкнутый контур вызывает необходимость создания округлой формы сооружений в плане. Таким образом, седловидные покрытия наиболее целесообразно использовать для большепролетных общественных зданий.
6.	Вантовые и висячие комбинированные системы состоят из растянутых элементов — вант '(или нитей) и элементов, воспринимающих сжатие и работающих на изгиб — балок, жестких ферм, арок, рам, плит, оболочек. Прогибы вантовых (стержневых) конструкций возникают вследствие, в основном, упругих деформаций прямолинейных стержней-вант, поэтому такие конструкции имеют определенные преимущества перед висячими, которые, к,а к отмечалось, испытывают также кинематические перемещения. Пологие ванты под действием собственной массы провисают, и жесткость их уменьшается, так как при натяжении вначале в основном «выбирается» стрела провисания и лишь затем ванта начинает в большей мере работать как упругий стер
жень. Поэтому не рекомендуется применять схемы с длинными горизонтальными или слабо наклонными вантами. Следует обратить внимание на некоторую многодельность изготовления вантовых конструкций и трудоемкость регулирования предварительного натяжения вант при монтаже' на необходимость надежной защиты от коррозии самих вант и узлов.
Комбинированные висячие системы типа «нить — балка» лучше, чем гибкие нити, воспринимают сосредоточенные воздействия, например, от подвесных кранов, поэтому такие конструкции, как и вантовые, следует использовать для покрытий промышленных зданий с подвесным крановым оборудованием. Легкие висячие и вантовые мосты — трубопроводные и пешеходные переходы — по конструктивным решениям элементов и узлов, по способам стабилизации пролетного строения близки к конструкциям висячих и вантовых комбинированных покрытий и особенно к покрытиям промышленных зданий с большими пролетами.
Раздел 1
ОДНОПОЯСНЫЕ ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ, СТАБИЛИЗАЦИЯ КОТОРЫХ ДОСТИГАЕТСЯ ЗА СЧЕТ МАССН НАСТИЛА И ЕГО ОМОНОЛИЧИВАНИЯ
Рассмотрим следующие разновидности таких; покрытий.
1.	Цилиндрические покрытия с расположением гибких нитей вдоль криволинейных образующих. В качестве расчетной схемы сооружений на стадии монтажа и при работе покрытия в предельном состоянии может быть принята плоская гибкая нить. Небольшая кривизна покрытия, которая создается в направлении, перпендикулярном несущим нитям, может не учитываться, так как в этом направлении работа элементов покрытия, как правило, не обеспечивается.
2.	Параболоидные покрытия в форме перевернутого купола с радиальным расположением несущих нитей или с применением сеток. Расчетная схема радиальных покрытий при равномерных воздействиях по пролету в первом приближении также может быть принята в виде цлоских нитей, но с распределением нагрузок по длине пролета в виде двух трапеций или'двух треугольников.
3.	Покрытия шатрового типа с опиранием на центральную стойку или на диагональные элементы. Несмотря на то, что такие покрытия имеют форму гиперболического параболоида, расчетная схема их может, быть также представлена в виде плоской нити, так как в ортогональных элементах не создается предварительное напряжение.
КОМПОНОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ
ГИБКИХ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
При проектировании висячих конструкций, как и для любых других строительных конструкций, следует различать две стадии расчетов: 1) компоновочные расчеты, связанные с выбором генеральных размеров сооружения и сечений его несущих элементов, а также с оценкой вариантов. Эти расчеты, как правило, основываются на упрощенных расчетных схемах и могут выполняться приближенными способами; 2) проверочные расчеты, которые производятся точными методами строительной механики с наибольшей степенью соответствия расчетной схемы сооружения его действительной работе. Методам точного расчета висячих конструкций посвящена специальная литература. Рассмотрим способы компоновоч
ных расчетов висячих конструкций в виде гибкой нити.
Несущие элементы в настоящее время выполняются из высокопрочных сталей,-поэтому в качестве расчетного предельного состояния при подборе сечения нити следует принять расчетное состояние второй группы — расчет по деформациям.
Упругие дополнительные провесы (прогибы) нити в середине пролета при действии равномерно распределенных нагрузок определяются по. известной приближенной Формуле [22, 37]
Рн/2 L	ш
I 128 ’ EKFK Я
где рн — нормативная временная нагрузка на 1 м пролета нити; I — пролет нити; £к — модуль упругости нити (кабель—1,6-10* кН/см2, прокат — 2,1 • 104 кН/см2);
А/
FK — искомая площадь сечения нити; —— — предельный дополнительный провес для иеомоноличенного покрытия, который можно допустить ’/гоо—’/зоо при последующем омоноличивании конструкции; L — приведенная длина нити с учетом длины оттяжек (если распор передается на внешние анкеры);
/ f2 \
L = I (1 + ? i + 2/от sec2 О,
(2)
где /от — горизонтальная проекция оттяжки, соединяющей «вершину пилона с анкером; О— угол наклона оттяжки к горизонту; f — стрела провисания несущей нити.
Стрела провисания назначается по архитектурным, конструктивным и экономическим соображениям. Наибольшая стрела, исходя из равенства упругих прогибов в середине пролета и кинематических перемещений в четверти при загружении половины пролета принимается для кабеля у^/, для проката —‘/зо/. Для систем повышенной жесткости, имеющих прогибы в четверти пролета меньше, чем у обычных систем, эти пределы могут быть увеличены до '/ю/ и ’До/. Полученное сечение нити должно быть проверено на прочность и в случае невыполнения условия проверки сечение должно быть увеличено.
(q ± Р) Р
(Ук —
8/Ц
(3)
где q, р — расчетные постоянные и временная нагрузки на 1 м нити; RK — расчетное сопротивление нити. Для проката — это расчетное сопротивление стали; для кабеля принимается
7?к = (0,5 — 0,6) <твр,	(4)
где (твр — временное сопротивление кабеля разрыву по ГОСТу.
При расчете круглых и эллиптических в плане покрытий с радиальным расположением нитей принимается, что равномерная нагрузка на покрытие действует на каждую нить в виде двух .симметрично расположенных на пролете, треугольников с наибольшими ординатами на опорах и нулем в середине пролета. Для такой нагрузки правая часть формулы (1) должна быть умножена на ’Д, а в формуле (3) вместо цифры 8 в знаменателе принимается 24, где q, р — нагрузки на опоре.
Приближенный расчет нитей с опорами на разных уровнях возможен по данным формулам, если стрелу f отсчитывать по вертикали от линии, соединяющей опоры нити, а пролет нити — по горизонтали, т. е. как расстояние между проекциями опор на горизонталь, нагрузки р, q следует принимать на горизонтальную проекцию нити, т. е. если задана нагрузка р] по длине наклонной прямой, соединяющей опоры, а а — угол наклона этой линии к горизонту, то p=pj/cos а.
Точные способы расчета гибких нитей см. [17, 31].
КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ
ОДНОПОЯСНЫХ ВИСЯЧИХ ПОКРЫТИЙ, СТАБИЛИЗАЦИЯ КОТОРЫХ
ДОСТИГАЕТСЯ ЗА СЧЕТ МАССЫ И ОМОНОЛИЧИВАНИЯ НАСТИЛА
1.1.	* КРЫТЫЙ РЫНОК В КИЕВЕ (РИС. 2—5)
Конструктивная схема покрытия рынка по ул. Верхний Вал в Киеве представляет собой висячую цилиндрическую оболочку, каждая несущая, нить которой выполнена из двух стальных стержней диаметром 40 мм. Шаг несущих нитей 2 м, они передают распор на бортовые элементы, наибольший момент инерции которых совпадает с направлением усилий от нитей. Стрела провеса нитей меняется по длине здания за счет изменения угла наклона концов нитей в бортовых элементах. Затем рас-пор передается, на наклонные пилоны и вертикальные оттяжки, выполненные из полос универсальной стали.
Прокатная сталь для несущих нитей и оттяжек принята вместо тросов с целью уменьшения продольных удлинений несущих элементов, а следовательно, для уменьшения дополнительных провесов (прогибов) в середине пролета при загружении временной на-
Здесь и далее двойными цифрами  (1.1, 1,2 и т. д.) обозначены порядковые номера схем, указанные на рисунках.
грузкой всего пролета. Данная схема опорных конструкций позволяет избавиться от традиционных наклонных оттяжек, а следовательно, от нерационального использования площади застройки. На наклонных пилонах расположены антресоли, создающие противовес распору.
Вторая особенность покрытия — устройство концевых закреплений несущих нитей, которые закладываются в вилкообразную плиту, и усилия от них на плиту передаются через анкерные коротыши, приваренные к нитям. Регулирование длины нити может быть достигнуто с помощью закладных шайб. Такая конструкция концевого крепления весьма экономична — строительный коэффициент нити данной конструкции составляет 1,05—1,1, тогда как для тросов—1,4—1,6 [20]. Расход стали на Ьм2 покрытия 42,3 кг, бетона 18,5 см. Проект крытого рынка выполнен КиевЗНИИЭП.
1.2.	КОНЦЕРТНЫЙ ЗАЛ В ЛАГЕРЕ «СПУТНИК» В СОЧИ (РИС. 6, 7)
В Сочи построено несколько зданий с висячими покрытиями, в которых в качестве несущих нитей использованы часто расположенные арматурные стержни небольшого диаметра (12—16 мм). На нити уложены железобетонные плиты, омоноличенные при загружении покрытия балластной нагрузкой [5].
В покрытии концертного зала молодежного лагеря «Спутник» распор от несущих нитей передается с одной стороны на монолитную Железобетонную плиту, а с другой — на торцовые поперечные балки, передающие усилия на контрфорсные колонны, имеющие наклон наружу. Расход на 1 м2 металла 35;8 кг, бетона 15,4 см.
Проект концертного зала выполнен в институте Южгипрокоммунстрой (Сочи).
1.3.	БАУМАНСКИЙ РЫНОК
В МОСКВЕ (РИС. 8—14)
В 1977 г. в Москве закончено строительство крытого рынка на 560 мест. Покрытие осуществлено в виде висячей однопоясной круглой в плане оболочки положительной гауссовой кривизны с радиальным расположением тросов, сборно-монолитным железобетонным наружным и металлическим внутренним кольцами.
В здании применены наклонные наружу колонны, поддерживающие кольцо и антресоли. Наклон колонн позволяет разгрузить элементы, воспринимающие распор, применить растянутые фахверковые подвески вместо сжатых стоек»
8
Положительным является - использование коробчатого железобетонного сборного кольца, которое во. время монтажа- покрытия воспринимает усилия от постоянной нагрузки, а затем армируется и заполняется бетоном внутренняя полость кольца. Эксплуатационные нагрузки воспринимаются жестким кольцом полного сечения. Омоноличиваются также шарниры в- узлах сопряжения кольца с колоннами. Для*заполнения стыков между плитами использован расширяющийся бетон. Четыре трубы, отводящие воду с середины покрытия, используются для размещения на них осветительной арматуры.
Проект крытого рынка разработан институтом Моспроект, главный инженер проекта Н. В. Канчели [14].
1.4.	АВТОБУСНЫЙ ГАРАЖ
В НОВГОРОДЕ [РИС. 15—19|
Шатровое висячее покрытие автобусного гаража на 300 машин имеет среднюю стойку, на которую опирается внутреннее металлическое кольцо и закрепляются несущие нити из прокатной стали диаметром 40 мм.
Введение шарнира' в среднее сечение стойки хоть и потребовало больших затрат литой стали, но позволило избавиться от изгибающих моментов в стойке и сбалансировать усилия в нитях при несимметричном загружении покрытия. Рацион-альцо решено сборно-монолитное наружное кольцо, где в качестве элементов кольца использованы сборные плиты покрытия кольцевого помещения шириной 9 м. В проекте увеличена жесткость арматурных крюков, выпускаемых из плит для навески на нити, для чего к крюку приварены выпуски верхней арматуры плиты.
Проект автобусного гаража разработан институтом Ленпромстройпроект.
1.5.	УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СПОРТИВНЫЙ ЗАЛ НА 5 ТЫС. МЕСТ В ИЗМАЙЛОВЕ,
МОСКВА (РИС. 20—23|
Здание спортивного зала на 5 тыс. зрителей (66X72 м) перекрыто мембраной толщиной 2 мм, выполненной из нержавеющей стали. Мембрана загружена утеплителем и кровельным ковром. Она подвешена к диагональным стальным полосам, которые крепятся в углах к обвязочной раме. Нагрузка от мембраны на обвязочные элементы передается только в углах, поэтому прямоугольная рама испытывает лишь сжатие без горизонтального изгиба. Монтаж покрытия осуществлен путем подъема домкратами концов диагональных полос по направляющим, которые расположены на угловых колоннах [14].
С покрытия организован сбор дождевой воды к боковым воронкам благодаря перепаду. высот от углов к центру покрытия и от центра к середине каждой стороны.
Расход металла составил 58 кг на 1 м- покрытия.
Проект спортивного зала выполнен в инсin-тутах Союзспортпроект и ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко под руководством К. Н. Иллеико и В. И. Трофимова.
1.6—	1.14. ОБЗОР КОМПОНОВОЧНЫХ СХЕМ ОДНОПОЯСНЫХ ПОКРЫТИЙ,
СТАБИЛИЗАЦИЯ КОТОРЫХ ДОСТИГАЕТСЯ ЗА СЧЕТ МАССЫ НАСТИЛА И ЕГО ОМОНОЛИЧИВАНИЯ (РИС. 24|
1.6.	Висячее покрытие над автобусным гаражом-в Красноярске. Цилиндрическое покрытие пролетом 78 м и длиной 84 м имеет стрелу провеса 6,8 м. Железобетонный настил опирается на нити из круглого проката, расположенные с шагом 1,5 м. Настил омоноличен при загружении покрытия балластом. Для уменьшения упругих деформаций боковые оттяжки выполнены из предварительно напряженных железобетонных элементов. Расход стали на 1 м2 здания составил 36 кг, приведенная толщина бетона 23 см [20].
1.7.	Висячая оболочка на эллиптическом контуре. Во Владивостоке для покрытия над кинотеатром «Океан» применена висячая оболочка на овальном плане. Несущие стальные канаты расположены с постоянным угловым шагом в 5°. Для обеспечения плавной поверх: ности оболочки использованы треугольные плиты. В центре покрытия имеется стальное растянутое кольцо, наружный контур выполнен из монолитного, железобетона. Имеется подвесной потолок.
Расход стали на 1 м2 покрытия 14,8 кг, бетона 4,2 см [35].
1.8.	Висячее покрытие^с несущими элементами из прокатной стали. Применение -полосовой стали в покрытиях малых пролетов позволяет увеличить общую жесткость сооружений и упростить конструкцию узлов опирания настила на нити, использовать с этой целью стандартные железобетонные плиты. Большая масса плит обеспечивает стабилизацию покрытия при несимметричных снеговых и ветровых нагрузках. По результатам экспериментального исследования такого покрытця оно не нуждается в предварительном напряжении. При пролете 36 м расход металла составил 21,8 кг/м2 [21].
1.9.	Сетчатое покрытие над выставочным залом. В г. Оклахома-Сити (США) возведено покрытие в форме эллиптического параболо
ида размером 122x97,5 м с сеткой несущих тросов 3,05X3,05 м. В качестве настила использованы легкобетонные плиты, что позволило уменьшить стрелу провеса оболочки до ’/20—V24 пролета. Предварительное напряжение системы* выполнено в несколько этапов. Вначале тросы и внешний контур воспринимали массу -плит. После омоноличивания стыков в работу была включена предварительно напряженная оболочка — железобетонный настил, постоянно сжатый по торцам [44].
1.10.	Круглое производственное здание с подвесными кранами. Стабилизация покрытия в виде стальной конической мембраны толщиной 4 мм, построенного в Австрии, достигается с помощью специального бетойного.балласта в центре оболочки.
Радиальные краны, подвешенное одним концом в центре покрытия, а другим — опирающиеся на кольцевую подкрановую балку, имеют грузоподъемность 10 т. Сборка, выверка и сварка мембраны были выполнены в проектном положении, причем в качестве поддерживающей конструкции использована система монтажных вант. Оболочка усилена радиальными ребрами, снизу на нее нанесен с помощью пабрызга утеплитель — асбестовая крошка, а сверху—антикоррозионная защита. Расход металла—48,2 кг на 1 м2 пола [34, 58].
1.11.	Мембранные покрытия из переплетенных лент. Висячие оболочки двойной кривизны могут быть получены путем плетения из алюминиевых лент [58]. Плетение-выполняется на земле с последующим подъёмом мембраны на проектный уровень. Под действием собственной массы лент, утеплителя, армированной цементной стяжки и рулонного ковра покрытие принимает заданную стрелу провисания. С помощью несложных технологических приемов можно получить практически любую стрелу провеса мембраны. Для увеличения жесткости покрытия возможно также омонолйчи-вание плитного утеплителя цементным раствором. Рекомендуется увеличивать собственную массу покрытия до такой величины, чтобы она была не менее интенсивности временных нагрузок. В этом случае кинематические перемещения имеют минимальное значение и не вы
зывают расстройства кровли. Стоимость 1 м3 ленточной мембраны до 10 руб.
1.12.	Висячее покрытие над производственным помещением цеха сухого молока. В ряде случаев висячие покрытия имеют преимущества перед традиционными балочными конструкциями и при небольших пролетах.
На примере цеха, где бцли заменены типовые балочные конструкции на висячее покрытие, показана экономическая и производственная эффективность такой замены для сооружения, в котором распор передается на центральный массив и внешнее кольцо. Несмотря на затраты по увеличению жесткости наружного кольца получена экономия в рас ходе материалов на пролетные конструкции н существенно облегчено производство монтажных работ [29].
1.13.	Шатровое пркрытие гаража в Киеве. Использование высокой опоры в центре круглого висячего покрытия позволяет существен но увеличить диаметр сооружения, уменьшить распоры. Стабилизация данного покрытия во многом зависит от -Собственной маосы и жесткости оболочки.
Гараж, в Киеве диаметром 160 м перекрывается '84 радиальными канатами закрытого типа и ребристыми железобетонными плитами, швы между которыми заполняются раствором на расширяющемся цементе [35].
Расход на 1. м2 стали 21 кг, бетона 10,3 см.
1.14.	Висячие шатровые покрытия на подрабатываемых (просадочных) основаниях. Специфическое применение шатровых висячих покрытий на территориях с просадочными основаниями объясняется тем, что опирание всего покрытия производится в одной точке — на фундамент под центральной опорой, внешнее кольцо, выполняя роль балансира, способствует натяжению радиальных нитей и может не опираться на колонны или стены.
В Советском Союзе на подрабатываемых территориях построено большое число резервуаров для воды с шатровыми покрытиями диаметром до 36 м. Экономия от замены типовых покрытий висячими конструкциями составила до 35 руб. на 1 м3 объема резервуара [58].

00
8If 7

1050
016 АЛ шаг 300
Приопорный участок
1 - 1
5056 AIII
025AIII
7056A1II
7036AIII
6 *150= 900
300
300
1500
016AI шаг890
-70*6 шаг 1300
70*6 шаг 1300
16 АII
-70
Бауманский рынок 6 Москбе
Схема
1.3
Рис.
12
4^
S3
Автобусный гараж в Новгороде
Схема расположения плит
Абтооусный гараж В Новгороде
27
to oo
Автобусный гараж В Новгороде
Схема 1. А
Рис. 19
Универсальный спортивный зал на 5 тыс. мест в Измайлове,Москва
Схема 1.5
Рис. . 20
33000
2Ы 'ЛО
Раздел 2
ОДНОПОЯСНЫЕ ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ, В КОТОРЫХ В КАЧЕСТВЕ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ЖЕСТКИЕ НИТИ ИЛИ ФЕРМЫ
Формы покрытий, сооружаемых с применением жестких нитей, разнообразны: цилиндрические, параболоидные, шатровые. Расположение несущих элементов — параллельное, радиальное. Известны сооружения с сетчатым расположением жестких нитей или висячих ферм, осуществляемых из жестких профилей.
КОМПОНОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ЖЕСТКИХ НИТЕЙ
При компоновке покрытий с жесткими нитями кроме стрелы провеса как основного параметра нити должны быть назначены высота и тип сечения растянуто-изогнутого элемента. Тем самым решается вопрос о соотношении осевых и изгибных напряжений нити. Первые получают наибольшее значение при загружении всего пролета временной (и постоянной) нагрузкой, их величина обратно пропорциональна стреле провеса нити. Вторые проявляются максимально в четверти пролета при загружении временной нагрузкой половины пролета и связаны прямой пропорциональной зависимостью со стрелой провеса, они также зависят от высоты сечения. Точный расчет жестких нитей приведен в работах [7, 17, 22, 61]. Компоновочный расчет предлагается выполнять по табл. 1 и графикам (рис. 25) для двух загружений. Расчетные параметры п и г определяются путем быстро сходящихся приближений.
Р£ hi
1 ' 64/2:
г =
1/ Н. + Нр V Е1
(6)
где р — коэффициент, зависящий от типа сечения жесткой нити.
Для двутавров и швеллеров 3 = 0,34; для круглого проката 3=0,5; для прямоугольных сечений 3=0,083.
В общем случае
В == — 5	(7)
77г?
где F, I — площадь и момент инерции сечения жесткой нити, Е — модуль упругости материала нити; h — высота сечения жесткой нити; f — стрела провеса. Может быть принята больше, чем рекомендовано для гибких нитей, т. е. до /=(’/12—1/is)7; I— пролет нити; L — см. формулу (2); Н„, /fp—распоры .от постоянной и временной нагрузок. Для нити, предварительно изогнутой или сваренной с начальной криволинейностью,
где q, р — постоянные и временные нагрузки на 1 м нити, а — коэффициент, принимаемый по табл. 1.
Изгибающие моменты и прогибы определяются по формулам
74
Т] = рн wcf — • 10~3,	(40)
М = ррс2/2-10—5,	(И)
где ц, w — коэффициенты из табл. 1, найденные в зависимости от и и схемы загружении пролета временной расчетной или нормативной нагрузкой; р"—нормативная нагрузка; сь с2 — коэффициенты, определяемые по гра-
Таблица 1. Коэффициенты для расчета жестких нитей и комбинированных систем при загружении равномерно распределенной нагрузкой
п-101	Загружение всего пролета				Загружение половины пролета			
	а	| w (0,5)	| И (0,5)		w (0,25)	| И (0,25)	|	w (0,75)	 Ц (0,75)
0	1,000	0,000	0000		0,407	1562	—0,407	—1562
0,25	0,997	0,039	0037		0,421	1576	—0,393	—1548
0,5	0,994	0,078	0075		0,435	1590	—0,379	—1534
1	0,988 '	0,154	0148		0,462	1618	—0,352	—1506
2	0,976	0,305	0293		0,516	1672	—0,298	—1452
5	0,944	0,737	0447		0,669	1827	—0,144	—1297 ✓
34
фику (рис. 25) в зависимости от коэффициента дефор-матнвности г.
Последовательность расчета.
1. Задаваясь величиной стрелы провеса f и высотой сечения h, а также каким-либо начальным значением п и /, например п=0; г —0 (при r=0, ci = c2 = l), определяют изгибающий момент при загружении половины пролета расчетной нагрузкой р, а затем прогибы при таком же загружении нормативной нагрузкой. Момент инерции нити в первом приближении может быть найден при загружении половины пролета временной нагрузкой как наибольшее из двух значений: из расчета на прочность (нагрузка расчетная)
из расчета по прогибам (нагрузка нормативная)
/3	1
I = p^wc1——-10~3,	(13)
Е т]
У где R — расчетное сопротивление материала нити; —— — относительный предельный прогиб, рекомендуемый для покрытий с жесткими нитями, ‘/зоо—'/зоо, т. е. это более высокие требования к жесткости элементов, чем для гибких нитей, так как в данных покрытиях увеличение жесткости за счет омоноличивания имеет, меньшее значение, чем в покрытиях с гибкими нитями.
6)
С,
Площадь сечения нити определяется при загружении всего пролета постоянной и временной нагрузками
(р + ар^/ 8П
8fR \Р/
Затем определяются п и г по формулам (5) и (6), т. е. вычисляется первое приближение искомых параметров.
2. Пользуясь 'найденными значениями п и г, проделывают повторный расчет по их уточнению. При этом формулы (12) и (14) должны быть заменены на более точные, соответствующие сложному напряженному состоянию нити — изгибу с растяжением:
(15)
где АГ, — изгибающий момент в четверти пролета при загружении расчетной нагрузкой половины пролета,
(? + 2 Р) 1? /	8/2 \
П = ----Г"—— 1 +— 5
8/	\	/2 /
Р — см. формулу (7), а — по табл. 1.
R \ 1 + 23h) ’ (q + ар) Hi= 8f ’
(16)
(17)
(18)
Рис. 25. Поправочные коэффициенты для учета геометрической нелинейности при расчете жестких нитей, растянутых балок и однокабельных висячих схем с балкой жесткости
а — при определении прогибов под одиночным грузом или под серединой распределенной нагрузки; б — при вычислении изгибающих моментов; в — при определении распоров
3*
35
где /71 —распор при загружении всего пролета; /И2 — изгибающий момент в середине пролета [см. формулу
Достаточно проделать расчет до второго или третьего приближения по уточнению п и г, как значения будут практически повторяться.
Окончательная проверка принятого сечения жесткой нити заключается в определении прогибов и напряжений как в четверти пролета при загружении его половины, так и в середине пролета при полном его загружении временной нагрузкой [формулы (10) и (11)] в зависимости от найденных параметров п и г.
КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ОДНОПОЯСНЫХ ВИСЯЧИХ ПОКРЫТИЙ С ЖЕСТКИМИ нитями
2.1.	ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ БАССЕЙН
В ХАРЬКОВЕ [РИС. 26—29]
Цилиндрическое покрытие над прямоугольным* в плане зданием осуществлено с помощью жестких нитей, которые представляют собой изогнутые сварные балки высотой 72 см. С целью облегчения монтажа и обеспечения определенности работы в растянутые балки введены три шарнира.
В покрытии использована алюминиевая несущая мембрана, напрягаемая с помощью натяжного устройства, расположенного на нижнем конце пролета. Приняты специальные меры против коррозии конструкций в местах контакта алюминия и стали — введены изолирующие прокладки. При конструировании узлов крепления вспомогательных элементов к растянутым балкам авторам проекта удалось избежать наложения цоперечных швов на главные балки. Поперечные швы, как любые сварные швы, испытывают продольную усадку и, следовательно, растянуты вдоль своей оси, что приводит к плоскому напряженному состоянию основных элементов и понижает их несущую способность.
Покрытие над бассейном спроектировано Харьковским институтом ПромстройНИИпро-ект и ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко. Расход материалов на пролетную часть покрытия составил: стали — 61,5 кг/м2, алюминия 4,7 кг/м2 [62].
2.2.	РЕСТОРАН С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ПОКРЫТИЕМ В ЯЛТЕ
[РИС. 30—34j
Оригинальное цилиндрическое висячее покрытие сооружено по проекту Г. Д. Попова 36
(ЦНИИПроектстальконструкция). Несущими растянутыми элементами являются фермы-панели с двухсторонней тонколистовой обшивкой. Благодаря предварительному напряжению панелей обшивка включена в работу на осевые усилия наравне с каркасом панели [43].
Распор от панелей передается на систему бортовых поперечных элементов, расположенных по боковым сторонам покрытия, а затем на наклонные пилоны-подкосы, закрепленные вертикальными оттяжками к фундаментам. Во время монтажа было осуществлено предварительное напряжение покрытия путем подъема каждой пяты наклонных пилонов на 90 мм. Подъем производился батареями домкратов общей грузоподъемностью 600 т. При этом увеличилось усилие в оттяжках, пролетная конструкция получила дополнительное напряжение, обеспечивающее жесткость покрытия при действии вертикальных, сейсмических и ветровых нагрузок. Приведенный расход стали на 1 м2 покрытия 100 кг. Опытное проектирование показало, что использование тяжелого настила с целью стабилизации покрытия вместо предварительно напряженной легкой конструкции приводит к увеличению расхода стали на 27%.
2.3.	ЗРИТЕЛЬНЫЙ ЗАЛ ПИОНЕРСКОГО ЛАГЕРЯ В ОДЕССЕ [РИС. 35—37)
В покрытии диаметром 30 м несущими элементами являются радиально расположенные жесткие нити — спаренные швеллеры № 22, распор от которых передается на наружное металлическое кольцо. Для обеспечения наружного отвода воды и устройства фонаря на нити установлена надстройка в виде стоек и кольцевых ферм, которая не является несущей конструкцией, и покрытие должно рассматриваться как однопоясное. При небольших изменениях подобная конструкция может быть превращена в двухпоясную. Представляют интерес приемы конструирования узлов и элементов, которые могут быть использованы при разработке более сложных вариантов жестких растянутых ферм.
Покрытие зрительного зала спроектировано в Ленинградском зональном научно-исследовательском институте экспериментального проектирования (ЛенЗНИИЭП).
2.4.	ДВОРЕЦ СПОРТА В ВИЛЬНЮСЕ [РИС. 38—40]
Функции несущих элементов в данном висячем цилиндрическом покрытии выполняют комбинированные конструкции, которые состоят из
канатов и установленных на них жестких ферм. Назначение канатов — воспринимать распор, а ферм—увеличивать местную и общую изгибную жесткость покрытия. Натяжением канатов при монтаже создается также предварительное напряжение — обжатие ферм снизу. Разделение функций элементов рационально не только при их работе, но и облегчает монтаж, делает более четкой расчетную схему сооружения.
Определение усилий в элементах и прогибов системы может быть выполнено по теории жестких нитей или, что то же, по методике расчета висячих' мостов с учетом геометрической нелинейности [23].
Возведение покрытия производилось без лесов, фермы монтировались кранами с последующим натяжением тросов с помощью домкратов. Кровля покрытия представляет собой асбестоцементные щиты с гидроизоляцией и утеплителем.
Расход стали 42,7 кг/м2, стоимость 40 руб. на 1 м2 покрытия.
Проект Дворца спорта выполнен Вильнюсским проектным институтом городского строительства [35] и осуществлен в 1975 г.
2.5.	КРЫТЫЙ СТАДИОН НА ПРОСПЕКТЕ МИРА
В МОСКВЕ (РИС. 41—44)
Покрытие олимпийского стадиона на 45 тыс. зрителей имеет форму эллиптического параболоида с несущими элементами — стальной мембраной толщиной 5 мм, воспринимающей цепные усилия, и радиально расположенными фермами, которые являются основными элементами жесткости покрытия и служат направляющими для монтажа мембраны. Опорное кольцо представляет собой металлический короб, в который укладываются арматура и бетон для омоноличивания кольца по всему периметру сооружения. Короб без бетона может выдерживать все монтажные нагрузки. Монтаж ферм выполнен крупными блоками. Фермы в кольцевом направлении раскреплены вертикальными связями. К фермам крепится подвесной потолок и технологическое оборудование. Рама, установленная внутри здания, отделена от несущих конструкций покрытия. На раму навешивается акустический занавес при трансформации большого зала в два зала вместимостью по 20 тыс. зрителей.
Конструкция покрытия стадиона спроектирована в институте Моспроект под руководством Ю. В. Рацкевича совместно с ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, руководитель В. И. Трофимов.
Расход стали 105 кг/м2 [14].
2.6.	МАГАЗИН-ВЫСТАВКА
С МЕМБРАННЫМ ПОКРЫТИЕМ
В КИЕВЕ (РИС. 45—49)
Основными несущими конструкциями покрытия мебельного магазина-выставки являются диагональные жесткие нити (растянутые балки), к которым прикреплена мембрана толщиной 4 мм, усиленная системой ортогональных ребер. Распор от диагоналей передается на углы квадратного в плане опорного контура.
Несмотря на то что в каждом секторе покрытие имеет форму гиперболического параболоида, данную конструкцию следует рассматривать как однопоясную с выраженным одноосным натяжением, так как предварительного напряжения мембраны, которое характерно для седловидных покрытий, здесь не предусмотрено.
На время монтажа подвешиваются вспомогательные тросы для опирания щитов мембраны. После сварки стыков ребер и мембраны монтажные тросы должны быть сняты [62].
Мембранное покрытие магазина-выставки спроектировано в институте КиевЗНИИЭП.
2.7.	ПАВИЛЬОН СССР
НА ВСЕМИРНОЙ ВЫСТАВКЕ
В МОНРЕАЛЕ [РИС. 50)
Конструкции демонтированного павильона, привезенные в Советский Союз и собранные на ВДНХ в качестве выставочного павильона, представляют собой растянутые уголковые фермы, распор от которых передается на мощные пилоны-распоры, составленные в виде буквы V.
Для обеспечения устойчивости шарнирно опертого здания в пониженной части имеются вертикальные оттяжки, нагруженные с противоположной стороны массой сооружения и предварительным натяжением длинных оттяжек.
Выразительность архитектурных форм достигается также за счет фасадной и тыльной консолей — ферм большого вылета. Технический проект павильона выполнен под руководством А. Н. Кондратьева (Моспроект).
2.8—	2.16. ОБЗОР КОМПОНОВОЧНЫХ СХЕМ ПОКРЫТИЙ
С ЖЕСТКИМИ НИТЯМИ (РИС. 51)
2.8.	Цилиндрическое покрытие с жесткими нитями. В Гамагори (Япония) построено спортивное здание пролетом 46 м с жесткими нитями в качестве несущих элементов. Нити выполнены из прокатных профилей высотой до Vioo пролета. Стрела провеса — ’/12 проле
37
та, шаг 8 м. Опорные конструкции — железобетонные, объединены с трибунами. По ’торцам покрытия между нитями имеются диагональные связи [45].
2.9.	Применение жестких нитей для создания деформационного шва в висячей оболочке. Висячая цилиндрическая оболочка, перекрывающая спортивный зал пролетом 90 м, длиной 87,6 м в г. Базель (Швейцария), имеет стрелу провеса 6 м, толщину 7,5 см. В середине покрытия в направлении криволинейной образующей предусмотрен деформационный шов, назначение которого — уменьшать напряжение при несимметричном загружении покрытия. С этой целью обе половины оболочки в месте шва подкреплены жесткими нитями (растянутыми железобетонными балками) прямоугольного сечения 180X20 см и связаны между собой упругими шарнирами. Одновременно растянутые балки обеспечивают жесткость середины покрытия [11].
2.10.	Натяжение жесткой нити напрягающим поясом. В г. Такамацу (Япония) спортивный зал пролетом 50 м и длиной 55 м перекрыт жесткими нитями — стальными двутаврами. Каждая нить усилена тросовым напрягающим ^поясом, между поясами имеется треугольная~решетка. Шаг комбинированных ферм 5,55 м. Применение, предварительно напряженных ферм вместо одиночных нитей позволяет повысить стабильность покрытия [45].
2.11.	Покрытие с жесткими растянутыми фермами. В покрытии, имеющем сложное очертание в плане, в качестве основных несущих конструкций использованы растянутые фермы — изогнутые ригели с параллельными поясами и треугольной решеткой, изготовленные из жестких профилей.
Несмотря на то что фермы имеют два пояса, данная конструкция относится к однопоясным покрытиям, так как оба пояса являются несущими и предварительное напряжение в конструкции не создается. В продольном направлении растянутые фермы соединены в неразрезную многопролетную систему с жестким примыканием к колоннам. В поперечном направлении — это двухскатное однопролетное покрытие переменной ширины [53].
2.12.	Прокатные профили в круглом покрытии над кафе. Жесткие нити могут быть использованы в качестве радиальных несущих элементов в круглых покрытиях, которые имеют форму перевернутого купола. В покрытии над летним кафе для радиальных несущих элементов использованы двутавры № 16, которые в центре присоединяются к кольцу, а наружной опорной конструкцией является развитая кольцевая ферма. Отвод дождевой воды
38
производится через проем над бассейном в середине покрытия.
Расход металла на 1 м2 сооружения 25 кг.
По этому проекту построены кафе в московском парке «Сокольники» [20].
2.13.	Покрытие конференц-зала на 800 мест. Круглое в плане здание с наружным диаметром 40 м перекрыто несимметричной ребристой оболочкой, подвешенной к наружному кольцу на 40 двойных арматурных стержнях диаметром 36 мм. В покрытии в качестве ребер жесткости использованы уголковые фермы высотой 1 м, воспринимающие местные нагрузки при бетонировании и эксплуатации оболочки. Имеется подвесной потолок. Проект выполнен в институте Моспроект.
Расход стали 56 кг/м2, бетона 10 см на 1 м2.
2.14.	Использование растянутых балок в междуэтажном перекрытии. В кинотеатре, имеющем в плане форму овала размером 58X50 м, зрительный зал размещен на втором этаже. В качестве несущих элементов перекрытия использованы радиально расположенные растянутые балки со стрелой провеса Vie пролета. Высота сварных балок 75 см, они раскреплены тремя кольцевыми поясами связей из двутавров № 45, 36, 30, на верхние полки которых уложены железобетонные плиты и армированная стяжка толщиной 50 мм. Рас-пор от растянутых балок передается на монолитное кольцо переменной ширины от 2,3 до 2,7 м и с высотой 0,8—1 м. Приведенный расход металла на перекрытие 164 кг/м2, бетона 29 см.
Проект выполнен в институте Моспроект.
2.15.	Шатровое покрытие из деревянных растянутых балок. В Барзингхаузене (ФРГ) построен плавательный бассейн с деревянным шатровым покрытием диаметром 42 м и эксцентрично установленной в плане стойкой, на которой размещены площадки для прыжков в воду. Радиальные ребра покрытия имеют разные длины и представляют.соб_ой клееные деревянные растянутые балки переменной высоты 1—1,85 м с постоянной шириной — 0,25 м. Наружное кольцо выполнено в виде обвязочной деревянной балки [25].
2.16.	Ребристо-кольцевое шатровое покрытие. Ребристо-кольцевой вариант шатрового покрытия может быть представлен как пространственно-стержневая система, состоящая из радиальных и кольцевых жестких нитей. В отличие от ребристого покрытия с радиальными нитями в данном случае возможно создание предварительного напряжения для обеспечения стабильности, при этом в качестве напрягающих элементов должны использоваться кольцевые жесткие нити.
6000
и
to
01Ш
1'1
к
сл
Узел В
£S
сл
00
63000
’аздел 3
ОДНОПОЯСНЫЕ ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ, НАПРЯГАЕМЫЕ С ПОМОЩЬЮ ПОПЕРЕЧНЫХ БАЛОК ИЛИ ФЕРМ
^ормы покрытий, напрягаемых с помощью перечных балок ферм, определяются очер---—’ем оси поперечной образующей покрытия. ?, как правило, цилиндрические поверхности с прямыми образующими либо поверхности 'еноса с криволинейными выпуклыми почечными элементами. В плане цилиндриче-~vne покрытия могут иметь любое очертание. . данному типу покрытий следует отнести также параболоидные и шатровые висячие порытая с гибкими несущими нитями и кольцевыми ребрами.
Точный расчет покрытий данного типа про-зводится по схеме пространственно-стержневых сетчатых систем с учетом геометрической °линейности [12]. Приближенный компоновочный расчет может быть выполнен по формулам раздела 1 в предположении, что на нити, кроме всей постоянной нагрузки, передается 85—90% временной равномерно распределенной нагрузки. Балки следует рассчитывать на оставшуюся часть временной нагрузки.
КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ
ПОКРЫТИИ С ЖЕСТКИМИ
ПОПЕРЕЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
3.1.	ДВОРЕЦ СПОРТА ИМ. В. И- ЛЕНИНА ВО ФРУНЗЕ (РИС. 52—55)
Несущими элементами однопоясного цилиндрического покрытия являются мембрана из нержавеющей стали толщиной 2 мм и двутавры № 27 и 36, которые’служат направляющими при монтаже мембраны. В покрытии оригинально решены конструкции, воспринимающие распор. От мембраны и продольных направляющих усилия передаются на листы-подборы толщиной 20 мм и шириной 4 м. Подборы очерчены по параболе и закреплены в углах прямоугольного обвязочного контура. Таким образом, поперечная сторона железобетонной рамы не испытывает местного изгиба и воспринимает в основном сжатие.
Особенность конструктивного решения этого покрытия — наличие тонкостенных поперечных балок-распорок высотой и шириной 1 м. Назначение их — увеличивать пространственную жесткость покрытия и воспринимать сейсмические нагрузки. С помощью поперечной балки, расположенной в нижней точке по
крытия, было осуществлено предварительное напряжение мембраны и продольных жестких нитей. Для этого при монтрже мембраны под концы балки подложили прокладки. Затем после закрепления концов мембраны прокладки убрали и балку притянули к опорам, что создало натяжение мембраны и двутавров.
При испытании сооружения заполняли пониженную часть покрытия водой. Испытания выявили хорошее совпадение расчетных и фактических напряжений и прогибов конструкцйй, подтвердили, что усилид от временной нагрузки распределяются поровну между мембраной и жесткими нитями [58].
Общий расход стали, приведенный к 1 м2 пола, составил 54,4 кг, в том числе на мембрану 15,6 кг.
Проект покрытия Дворца спорта выполнен в институте Союзспортпроект, главный инженер проекта К. Н. Илленко.
3.2.	КИНОКОНЦЕРТНЫЙ ЗАЛ В УЧ-ДЕРЕ, СОЧИ (РИС. 56—58)
Основным несущим элементом покрытия здесь также является цилиндрическая мембрана с продольными сварными таврами. Система усилена поперечными фермами, которые напрягаются по концам вертикальными оттяжками. В нижних поясах ферм при предварительном напряжении возникает сжатие. Устойчивость нижних поясов поперечных ферм обе&? печивается подкосами. Продольные жесткие нити-тавры во время монтажа служат направляющими, по которым раскатываются рулонные заготовки мембраны. Распор от мембраны и нитей, как и в предыдущей схеме, передается на подборы. В качестве подбора использованы четыре круглых прокатных стержня из высокопрочной стали. Монтируются подборы после того, как собственная масса покрытия передана на мембрану. Таким образом, подбор воспринимает усилия только от временной нагрузки.
Сжимающая составляющая от подбора передается на торцовую поперечную балку. После окончания монтажа все.опорные конструкции бетонируются.
Расход стали на 1 м2 площади пола 74 кг (включая все металлические конструкции).
Проект киноконцертного зала выполнен в институте ЛенЗНИИЭП [35].
5—527
65
3.3.	СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ПОСТРОЙКА
24 X 72 М С ВИСЯЧИМ ПОКРЫТИЕМ |РИС. 59—61]
В проекте трехпролетного покрытия с легкой (асбестоцементной) кровлей предварительное натяжение несущих нитей создается с помощью расположенной в середине пролета тяжелой поперечной плиты-балки, которая одновременно является дождевым лотком. Для обеспечения жесткости покрытия при несимметричных загружениях пролета в расчетную схему введены пучки восходящих вант. Как известно, большим недостатком многопролетных висячих систем является их деформа-тивность при неодинаковом загружении пролетов. Чтобы уменьшить'-перемещения верха пилонов, в данном проекте предлагается оголовки пилонов соединить тяжами. Распор в крайних пролетах передается на подкосы и на вертикальные тяжи, проходящие через кладку торцовой стены до фундаментов, где они крепятся анкерами.
Расход на 1 м2 металла 10 кг, бетона 6 см.
Проект сельскохозяйственной постройки выполнен Б. Е. Молчановым.
3.4.	—3.12. ОБЗОР КОМПОНОВОЧНЫХ СХЕМ ПОКРЫТИЙ С ЖЕСТКИМИ ПОПЕРЕЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ (РИС. 62)
3.4—	3.6. Покрытия в виде различных поверхностей переноса. Наиболее распространенными в настоящее время канатно-балочными покрытиями являются цилиндрические покрытия с прямыми балками. Однако в покрытиях большого пролета отвод воды с кровли при такой форме затруднен. Определенные преимущества в этом отношении имеются у двухскатных покрытий, образованных ломаной или криволинейной образующей (схемы 3.5; 3.6). В качестве поперечных жестких элементов могут быть использованы усиленные конструкции поперечных фонарей. Гибкие нити могут быть не только параллельны; они могут расходиться под некоторыми углами.
3.7.	Стабилизация легкого висячего покрытия с помощью дождевого лотка. Легкое цилиндрическое покрытие летнего павильона стабилизируется с помощью пучков восходящих вант и жесткого дождевого лотка, расположенного поперек нитей в середине пролета. Лоток по торцам здания тросами притягивается к фундаментам. Ванты включаются в работу при загрузке противоположной половины пролета, что уменьшает кинематические перемещения гибкой нити.
Расход стали 12 кг/м2 [21].
3.8.	Ангар в аэропорту Рим-Фьюмичино. В цилиндрическом висячем покрытии ангара к продольным несущим нитям подвешены поперечные трехпоясные фермы различной высо
66
ты. Пути для подвесных кранов грузоподъемностью 10 т крепятся к поперечным фермам. Таким образом, местная крановая нагрузка распределяется в поперечном направлении и благодаря этому равномерно передается на несущие нити.
3.9.	Обеспечение жесткости покрытия с помощью неразрезного настила. В покрытии кинотеатра, для сельской местности несущими элементами являются арматурные стержни в продольном направлении, а в поперечном жесткие — неразрезные панели деревянного настила, образующие двухскатное покрытие. Распоры от несущих элементов передаются на угловые стойки, подпертые подкосами в плоскости стены.
Расход металла 4 кг/м2, древесинв; 5 см [20].
3.10.	Павильон «Европа» на Всемирной выставке в Брюсселе. Поперечные жесткие элементы могут иметь многоцелевое назначение. В павильоне «Европа» фермы служили не только как стабилизирующие элементы, цр и как распорки между поясами вытянутой контурной фермы и как элементы, создающие наружный скат кровли. Несущие нити в этом покрытии не параллельны, имеют по концам сгущение [20].
3.11.	Канатно-балочная схема с сетчатым расположением нитей. В наклонном покрытии зала в Сен-Назере (Франция) принято сетчато-диагональное расположение канатов, образующих почти цилиндрическую поверхность с небольшим подъемом перпендикулярно скату для обеспечения наружного водоотвода. В поперечном направлении к сетке закрепляются прогоны. В данном покрытии усилия от нитей передаются на кольцо более равномерно, чем это могло быть при параллельных канатах, загружающих опорную конструкцию в одном направлении [16].
3.12.	Стабилизация легкого шатрового покрытия; Сельскохозяйственная постройка диаметром 36 м в Ростовской области имеет среднюю опору высотой 9 м. Несущие радиальные канаты диаметром 18 мм на нижнем конце прикреплены через гибкий многоугольник к кольцу. Стабилизация покрытия достигается кольцевыми деревянными брусками, расположенными по радиальным канатам с шагом 75 см и восходящими предварительно напрягаемыми вантами, нижние концы которых закреплены в основании центральной стойки. На кольцевых брусках закреплен дощатый настил, по которому уложена рубероидная кровля.
Приведенный расход металла 6 кг/м2, древесины 7 см [3].
о
^00/z-----------------------------—.------------------------------,________________________________________________________/п ./ъ 1500
Схема	3.2-
Рис.	56
co
Раздел 4
ДВУХПОЯСНЫЕ ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ
Наиболее распространенная форма двухпоясных систем •— круглое в плане покрытие с линзовидными выпуклыми фермами, расположенными радиально. Вогнутыми фермами, как показывает анализ построенных сооружений, перекрываются здания прямоугольные в плане, что объясняется условиями водоотвода и передачей распора на внешние фундаменты.
После постройки Дворца спорта «Юбилейный» в Ленинграде находят применение висячие фермы с пересекающимися поясами в пролете. По конструктивному решению несущих элементов двухпоясных систем различают тросовые, мембранные покрытия, конструкции с применением жестких нитей. Приближенный компоновочный расчет сечений несущих поясов может быть выполнен в предположении, что напрягающие пояса в предельном состоянии дри наибольшей временной нагрузке выключаются из работы и расчетная схема в этом случае не отличается от однопоясной.
КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ДВУХПОЯСНЫХ ПОКРЫТИИ
4.1.	ДВОРЕЦ СПОРТА «ЮБИЛЕЙНЫЙ» В ЛЕНИНГРАДЕ |РИС. 63—68)
В качестве несущих элементов круглого в плане покрытия приняты двухпоясные тросовые фермы с пересекающимися поясами. Рас-пор от несущих тросов передается на оголовки колонн и на сборное железобетонное кольцо, расположенное в месте крепления напрягающего пояса. В покрытии использован коробчатый настил из гнутых стальных листов толщиной 3 мм. Универсальный узел опирания панелей на тросы совмещен с узлом соединения стойки и верхнего пояса фермы. Все щиты покрытия скомпонованы из четырех однотипных элементов.
Общий расход металла на несущие элементы покрытия, колонны и панели составляет: Ст.З около 60 кг/м2, тросы 9,7 кг/м2 и сталь Л55 для литых деталей 3,1 кг/м2.
Здание Дворца спорта построено в 1967 г. За исследование висячих покрытий и внедрение их в строительство группе проектировщиков и строителей, в том числе Ю. А. Елисееву, А. В. Карагину, А. П. Морозову, Г. П. Морозову, И. П. Сусликову и О. А. Курбатову в 1971 г. присуждена Государственная премия СССР [57].
4.2.	БАССЕЙН С ДВУХПОЯСНЫМ ПРЯМОУГОЛЬНЫМ В ПЛАНЕ ПОКРЫТИЕМ
В ИТАЛИИ (РИС. 69, 70)
Покрытие пролетом 54 м и длиной 80 м над испытательным бассейном осуществлено с помощью тросовых ферм треугольного сечения с пересекающимися поясами вблизи опор. Несущий пояс состоит из двух тросов диаметром 48 мм, а напрягающий пояс из одного троса. Для раскосной решетки, воспринимающей в средней части пролета сжатие, приняты трубы диаметром 48,3 мм, вблизи опор раскосы выполнены из троса диаметром 14 мм (гибкость трубчатых элементов решетйи более 200 может быть допущена в предварительно напряженных висячих фермах, обладающих свойством приспосабливаемости при изменении нагрузки и расчетной схемы). Опирание ферм на колонны выполнено посредством шарнирной опорной стойки.
В середине пролета имеются продольные вертикальные связи треугольного сечения из труб. Эти связи выполняют роль продольной фермы жесткостш Горизонтальные крестообразные связи из тросов имеются в плоскости верхних поясов [54].
4.3.	КРЫТЫЙ СТАДИОН ИМ. В. И. ЛЕНИНА В ЛЕНИНГРАДЕ (РИС. 71—76)
Основной несущей конструкцией покрытия диаметром 160 м является стальная мембрана толщиной 6 мм. В качестве стабилизирующих элементов введены радиальные предварительно напряженные висячие фермы с треугольной решеткой. Нижние напрягающие пояса ферм выполнены из тросов диаметром 55 мм, решетка из круглого проката, верхние пояса — в виде сварных тавров из двух листов — служат направляющими для монтажа мембраны и стыковки ее радиальных швов. Распор от мембраны передается на железобетонное сборно-монолитное кольцо через вертикальные шарниры, которые позволяют исключить влияние местных напряжений в стыке мембраны с жестким кольцом. Все кольцевые швы между листами свариваются на заводе и на укрупнительной сборке с повышенными требованиями к качеству сварки, а радиальные образуются на монтаже с помощью высокопрочных болтов.
Общий расход стали, приведенный на 1 м2 площади пола 110,5 кг, бетона 15 см.
Проект крытого стадиона выполнен в ин-
78
-татуте ЛенЗНИИЭП авторским коллективом : руководством Ю. А. Елисеева, О. А. Куратова [36].
4,—4.12. ОБЗОР КОМПОНОВОЧНЫХ СХЕМ 2ВУХПОЯСНЫХ ВИСЯЧИХ ПОКРЫТИИ (РИС. 77 j
4.4.	Зрительный зал муниципалитета в .• тике, США. Круглый в плане зал диамет-м 73 м перекрыт двухпоясной висячей сис-емой, имеющей трубчатые, распорки между "-'"ами и в качестве кровли металлический :тил. Натяжение нитей при монтаже досталось раздвижкой с помощью восьми домкра-- з верхнего и нижнего поясов, центрального льца, после чего между тросами устанавли-лись распорки. Благодаря различной степе-натяжения верхних (61 т) и нижних (79 т) поясов частоты их собственных колебаний не 'зпадают [1].
4.5.	Павильон США на Брюссельской выставке. В отличие от предыдущей схемы по-ытие не имело часто расположенных трубчатых распорок между поясами. Несущие "'осы поддерживали центральный барабан, от верхнего кольца которого ’были натянуты на-гчягающие канаты. Кольцевые прогоны и светопрозрачные панели опирались на верхние канаты [20].
Особенностью этого временного сооруже-;я являлась большая деформативность при действии расчетных нагрузок: провес от снега -8 см и подъем от ветра 63 см. Поэтому были приняты меры по обеспечению водонепроницаемости стыков кровельных панелей. Общий расход металла 118 кг на 1 м2 покрытия.
4.6.	Круглое покрытие с пересекающимися поясами. Универсальный спортивный зал диаметром 98 м в г. Хамптоне (штат Виргиния, США) перекрыт ' двухпоясной .висячей конструкцией с радиальным расположением ферм. Распор от несущего пояса передается на ромбические железобетонные колонны-складки, между которыми проходит кольцо коробчатого сечения 1,76X0,76 м. К кольцу крепятся напрягающие пояса, пересекающееся с несущими поясами на расстоянии '/з радиуса от внешнего контура. В средней части покрытия кровля, уложенная по верхнему поясу, образует конус, а по краям — складку с внешним водоотводом. Пояса связаны между собой тремя кольцевыми фермами. Покрытие возводилось 18. мес., стоимость — 8,5 млн. долларов [6].
4.7.	Покрытие из перекрестных тросовых ферм с жесткими верхними поясами. В г. Денвер (США) построен крытый стадион овальной формы размером в плане 128X92 м, пере
крытый перекрестными выпуклыми линзовидными фермами. Верхние пояса выполнены из широкополочных двутавров, нижние — из тросов, а стойки — из коробчатых профилей. Фермы имеют гибкую крестовую решетку. При монтаже вначале нагрузка передавалась на поперечные фермы малого пролета, затем после монтажа продольных ферм и после предварительного напряжения всей системы конструкция стала работать как пространственная перекрестная. Следует отметить трудоемкость монтажа, предварительного напряжения и регулирования данной сложной системы, в которой натяжение элементов взаимосвязано [55].
4.8.	Покрытие из висячих перекрестных ферм трех направлений. В экспериментальных покрытиях диаметрами 27,2 м и 29 м, построенных в городах Познани и Люблине (Польша), были использованы в качестве несущих конструкций двухпоясные перекрестные фермы трех направлений. Предварительное натяжение поясов производилось с помощью домкратов, расположенных по концам канатов. Возможно также напряжение поясов подобных конструкций путем раздвижки стоек. Яче-и'стая конструкция в одном из покрытий была перекрыта светопроницаемой кровлей [10].
4.9.	Двухпоясная висячая система как несущая конструкция подвесного ребристого купола. Верхние несущие и нижние напрягающие пояса вогнутой висячей системы круглого выставочного зала диаметром 80 м (Дания) находятся снаружи покрытия. К нижним поясам подвешены деревянные-ребр’а купола, по которым уложены настил и кровля. Верхний .пояс изготовлен из четырех, а нижний — из двух прядей диаметром 18 мм с параллельным расположением проволок. Элементы,/находящиеся снаружи здания, покрыты антикоррозионной смазкой и заключены в пластмассовую оболочку, подвески выполнены из алюминия, детали узлов — из алюминия и нержавеющей стали. Натяжение напрягающих поясов производилось в центре покрытия попарно с помощью специальных приспособлений с таким расчетом, . чтобы на кольцо не передавались монтажные усилия.
Подсчеты показали, что стоимость висячих пролетных элементов покрытия равна стоимости железобетонных конструкций, воспринимающих распор [11].
4.10.	Наклонное двухпоясное покрытие с прямоугольным планом. Спортивная арена в г. Кано (Нигерия) перекрыта наклонными фермами пролетом 70 м с перекрестной решеткой. Верхний несущий пояс фермы имеет стрелу провеса 3,75 м, нижний ' напрягающий —
79
3,35 м. Кровельный настил уложен на половине пролета по верхнему поясу и на другой половине — по нижнему, образуя крутой скат покрытия. На участках опирания настила пояса спрямлены [9].
4.11.	Двухпоясное покрытие, состоящее из мембраны и сетки. В институте КиевЗНИИЭП предложена и изучена новая двухпоясная система покрытий, нижним несущим поясом которой является тросовая сетка, а верхним напрягающим — мембрана. Распор от поясов передается на круглое в плане железобетонное кольцо. Мембрана изготавливается из плетеных алюминиевых лент. Система на земле предварительно напрягается с помощью телескопических распорок и домкратов и поднимается в проектное положение [62].
4.12.	Шатровое покрытие сельскохозяйственной постройки. Конструкция круглого в плане покрытия диаметром 33 м имеет среднюю шарнирно опертую стойку, к которой подвешиваются радиально расположенные двух-поясные, канатные фермы с трубчатыми распорками. Узлы, в которых фермы подвешиваются к верху пилона, соединены восходящими вантами с серединой пилона. Внешнее анкерное кольцо на стадии монтажа представляет собой шарнирный многоугольник, устойчивость которого, из его плоскости в дальнейшем обеспечивается настилом покрытия — деревянными щитами. Приведенный расход металла составил 7 кг/м2 [3].
ZZS
8
170
3989
£8
*9
00 ст>
Поворотная шайба Д
Дворец спорта „Юбилейный 8 Ленинграде
Схема 6.1 ~Рис.
00
00
<0
о ем*
Раздел 5
СЕДЛОВИДНЫЕ ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ
Различают следующие типы седловидных систем:
1)	покрытия с передачей распоров от несущих и напрягающих нитей на наклонные или вертикальные арки;
2)	покрытия, у которых анкерной конструкцией служит замкнутое кольцо или пояс сложной формы;
3)	системы с передачей распора на краевые тросы (подборы), которые могут быть закреплены в анкерах или на стрелах, оттяжках и т. п.
Монтаж покрытий осуществляется в три этапа:
а)	навеска несущи? тросов и панелей. Напрягающие канаты на этой стадии могут быть уложены, но не прикреплены к анкерам;
б)	загрузка покрытия балластом, закрепление напрягающих тросов в анкерах. Возможно натяжение этих тросов с помощью домкратов или концевых муфт. На этой стадии производится омоноличивание швов настила, перпендикулярных несущим тросам;
в)	удаление балласта. В несущих тросах напряжение уменьшается. Сокращаясь по длине, они сжимают настил по сторонам, перпендикулярным несущим тросам. Наоборот, напрягающие канаты получают наибольшее натяжение, поэтому стыки настила, перпендикулярные напрягающим тросам, раскрываются. Рекомендуется производить омоноличивание этих швов раствором с расширяющимся цементом. Таким образом, стабилизация покры--тия достигается за счет предварительного напряжения и превращения конструкции в оболочку.
Расчет седловидных конструкций на стадии компоновки, приближенное определение сечений несущих канатов и арок могут быть выполнены так же, как и для двухпоясных систем — в предположении, что напрягающие нити выключаются из работы при загружении всего пролета наибольшей временной нагрузкой.
КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ СЕДЛОВИДНЫХ ПОКРЫТИЙ
5.1.	ЦИРК В НОВОСИБИРСКЕ {РИС. 78—80)
Покрытие относится к типу седловидных с одной осью симметрии.
Анкерная конструкция представляет собой
железобетонное кольцо, изогнутое-в пространстве таким образом, что несущие тросы передают усилия вдоль осей наклона каждого сечения. Кривизна покрытия, резко Выраженная по скату, в перпендикулярном направлении незначительна. При монтаже фиксация узлов и выверка поверхности покрытия осуществлялись с помощью вертикальных оттяжек, связывающих все узлы пересечения тросов с арматурными выпусками из напольных конструкций. Предварительное напряжение достигалось двухступенчатым натяжением канатов с помощью домкратов.
Здание имеет подвесной потолок, образующий купол цирка.
Строительство цирков осуществлено по проекту института Гипротеатр в городах Новосибирске, Уфе, Воронеже, Донецке, Запорожье, Куйбышеве. Расход бетона на 1 м2 площади пола 12 см, стали 35,3 кг. Приведенная трудоемкость 5,7 чел.-ч/м2, стоимость 40,8 руб/м2 [35].
5.2.	КИНОКОНЦЕРТНЫЙ ЗАЛ В ПАЛАНГЕ (РИС. 81—83)
Летний театр в курортном парке имеет покрытие, образованное двумя наклонными арками, опирающимися на общие опоры. Несущие тросы перекрывают меньший пролет, напрягающие, расположенные в продольном направлении, имеют большую длину. Такая компоновка создает удобства для размещения зрительного зала и сцены, обеспечивает выразительный внешний вид и интерьер сооружения. Для улучшения акустики зала в качестве настила покрытия и подвесных панелей использованы деревянные щиты. По. настилу сделана обшивка тесом и уложена мягкая кровля. Дерево использовано для внутренней отделки зала.
Легкость сооружения подчеркивается тонкими трубчатыми колоннами фахверка. Расход стали 18,1 кг/м2, приведенная толщина бетона 20,8 см.
Проект киноконцертного зала выполнен Вильнюсским институтом городского строительства Госстроя Литовской ССР [35].
5.3.	ВЕЛОТРЕК В КРЫЛАТСКОМ, МОСКВА (РИС. 84—87)
Покрытие над спортивным залом, имеющим эллипсовидный план, образовано двумя
96
 'олическими параболоидами, симметрич-- расположенными относительно продольной
. _ тания. Две внутренние почти вертикаль-_ е арки жестко защемлены в фундаментах и '•’нены между собой фермами пролетом — - J м. Наружные арки занимают положе-•’е, близкое к горизонтальному, и опираются ~олете на колонны. Стальная мембрана по-. ытия толщиной 4 мм образует гиперболиче-—ю поверхность, испытывая двухосное паженное состояние, преимущественно растяжение по направлению ската. В продольном 'правлении в мембране возникает растяже-.е от ветрового отсоса и от местного прови-~чия мембраны между направляющими позами, которые расположены с шагом 6,3 м. Для уменьшения эФих напряжений и облегче-—я монтажа мембраны введены прогоны из тых профилей, которые раскрепляют набавляющие полосы через 3 м. Велотрек воз-дился первым среди зрелищных олимпийских сооружений и здесь впервые был применен крупноблочный монтаж коробчатых арок. ' энтаж, мембраны производился рулонным способом.
Расход металла составил НО кг на 1 м2 покрытия.
Проект выполнен авторскими коллективами под руководством В. В. Ханджи (Моспро-ект) и В. И. Трофимова (ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко) [14].
5Л. ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ БАССЕЙН НА ПРОСПЕКТЕ МИРА В МОСКВЕ (РИС. 88—90]
В здании олимпийского плавательного бассейна запроектированы многоярусное трибуны для зрителей, поэтому покрытие принято высоким (до 46 м) с большой стрелой провеса (до 16 м). Основные несущие элементы покрытия — поперечно расположенные фермы из прокатных профилей. Покрытие стабилизируется системой предварительно напряженных продольных связей, образующих с фермами сетчатую седловидную систему.
По фермам укладывается профилированный настил, который не включен в работу на цепные усилия покрытия. Распоры от висячих ферм передаются на две наклонные арки, которые представляют собой стальные короба, заполненные бетоном. Здесь, как и при монтаже других олимпийских сооружений, использован крупноблочный монтаж арок. Фермы при монтаже расчленялись на три марки с опиранием в пролете на. две телескопические опоры. Нижние пояса, монтажных марок временно соединялись на болтах с овальными от
верстиями. Стыки жестко фиксировались лишь после окончания монтажа всего покрытия. Таким образом на стадии монтажа усилия от постоянной нагрузки и от предварительного напряжения воспринимались лишь верхними поясами ферм как жесткими нитями и покрытие имело необходимую гибкость для регулирования геометрических параметров и для создания предварительного напряжения.
Расход металла на фермы и настил (собственно покрытие) 56,8 кг/м2, на опалубку арок и на колонны 95,1 кг/м2.
Проект плавательного бассейна выполнен институтами Моспроект и ЦНИИСК им. В. А, Кучеренко [14]
5.5. ПАВИЛЬОН В ТРУСКАВЦЕ С КРУГЛЫМ СЕТЧАТЫМ ПОКРЫТИЕМ (РИС. 91—93]
Сетчатая конструкция висячего покрытия отрицательной гауссовой кривизны предложена в институте КиевЗНИИЭП.
Круглое в плане здание, в центре которого имеется опора, перекрывается сеткой с шестиугольными ячейками. Для предварительного напряжения сетки покрытие после укладки на-' стила загружается балластом и притягивается к центральной опоре. Производится замоноли-чивание швов между плитами настила, а затем снимается балласт и ’укладывается кровельный ковер. Конструкция привлекает своей экономичностью и унификацией элементов.
Проект осуществлен для покрытия павильона над источником минеральной воды в Трускавце. Приведенный расход на 1 м2 покрытия стали 11,7 кг, бетона 5,8 см [35].
5.6—5.14. ОБЗОР КОМПОНОВОЧНЫХ СХЕМ СЕДЛОВИДНЫХ ПОКРЫТИЙ (РИС. 94]
5.6—5.8. Висячие покрытия В. Г. Шухова. При проектировании павильонов Нижегородской выставки 1896 г. была поставлена задача показать возможности стали как материала строительных конструкций. Автор проекта В. Г. Шухов блестяще справился с этим. Он правильно оценил высокие качества стали при работе в растянутых элементах и впервые предложил новую конструктивную форму — висячие покрытия отрицательной гауссовой кривизны. Несущие элементы были выполнены из полос железа с болтовыми соединениями по концам и в местах пересечения полос. В качестве кровли использовалось листовое железо, а жесткие элементы, воспринимающие распор, клепаные, решетчатые. Все павильоны — шатрового типа с большим перепадом
7-527
97
высот покрытия. Размеры павильонов: круглого — диаметром 68 м, два прямоугольных — 73x30 м, овального — 98X51 м [20, 27].
5.9.	Арена Роли, США. Предложение В. Г. Шухова по применению стали для большепролетных покрытий в виде растянутых элементов опередило его время более чем на 50 лет. Лишь в 1953 г. в США было построено сетчатое покрытие двоякой кривизны из стальных предварительно напряженных канатов размером по осям 92x97 м. В качестве конструкций, воспринимающих распоры, были приняты две пересекающиеся железобетонные арки сечением 4,2x0,75 м, наклоненные к горизонту под углом 22°. Несущие тросы имели диаметр 19—32 мм и шаг 1,83 м; диаметры напрягающих тросов 13—19 мм. Наличие высокопрочных тросов позволило создать значительное натяжение системы нитей и обеспечить жесткость покрытия [20, 44].
5.10.	Сетчатое седловидное покрытие с опиранием на изогнутое кольцо. В г. Лагос (Нигерия) построен театр, имеющий в плане форму слабовытянутого эллипса с размерами осей 80 и 73,5 м. Распор от несущих и напрягающих нитей передается на предварительно напряженное железобетонное кольцо сечением 3,4X0,8 м, которое изогнуто в пространстве так, что усилия от нитей во всех точках их закрепления передаются по оси сечения кольца. Наибольшая стрела провеса стальных несущих канатов 5 м, стрела подъема напрягающих нитей 3 м. Кольцо поддерживается рамными контрфорсами. Ячейки покрытия 1,5Х Х1,5 м перекрываются оцинкованным волнистым настилом толщиной 1 мм, утеплителем .и кровлей в виде синтетической пленки [8].
5.11.	Седловидное покрытие с включением в несущие конструкции фонаря. Покрытие гимнастического зала в г. Мито (Япония) имеет пролет в направлении несущих канатов около 70 м и в направлении напрягающих — 88,5 м. Последние прерываются в середине пролета фонарной конструкцией шириной 4 м и высотой 2 м. Роль фонаря как жесткой стабилизирующей конструкции несомненна, однако устройство стыков кровли и ограждений фонаря осложняет производство работ и эксплуатацию покрытия. Несущие элементы конструкции смонтированы в течение 14 дней [30].
5.12.	Седловидное покрытие с опиранием на арку. На выставке в г. Лозанне (Швейцария) построен павильон в форме’овала в плане с осями 87 и 120 м. По малой оси покрытие опирается, на трехшарнирную шпренгелц-ную арку сечением 120x20 см, изготовленную из клееной древесины. Внешнее замкнутое кольцо также изготовлено из дерева. Покрытие имеет седловидную форму, смонтировано методом рулонирования из полос фанеры шириной 1 м, толщиной 13 мм и длиной до 52 м. Между полосами образованы зазоры, которые являются светопроемами покрытия. Верхний слой кровли — светопроницаемая оболочка. Предварительное напряжение несущих полос осуществлено с помощью поперечных напрягающих канатов [26].
5.13.	Использование прогонов в качестве напрягающих элементов седловидного покрытия. Летний кинотеатр в г. Кошалин (Польша) перекрыт двумя наклонными арками пролетом 101,6 м. Арки, шарнирно опертые на общие фундаменты, выполнены из труб диаметром 894 мм & толщиной стенки 22 мм. Несущие тросы натянуты в направлении меньшей оси здания, имеющего ширину 56,8 м. Напрягающими элементами являются прогоны — двутавры высотой 140 мм, работающие как жесткие нити на растяжение и изгиб. По прогонам уложен профилированный настил, выравнивающий слой и мягкая кровля. При уравновешивании наклонного положения арок выявилась необходимость в устройстве оттяжек. Их введено по три пары на каждую арку. Наклонные оттяжки в известной мере обеспечивают также устойчивость гибких арок.
Расход стали на 1 м2 покрытия 42 кг [50].
5.14.	Предварительно напряженное сетчатое покрытие. В выставочном павильоне с очертанием в плане в виде овала 97,6X81,4 м •предпринято предварительное напряжение шатровой конструкции. Покрытие опирается на центральную стойку высотой 45,7 м, на оголовке которой к кольцу закрепляются стальные канаты. Несущие радиальные канаты напрягаются диагональными нитями двух направлений, образуя ромбическую сетку, на которую уложено светопрозрачное покрытие. Отмечено, что суммарная длина стальных канатов покрытия 7250 м [28].
58000
Ш
/ и ,/Р/>
Плавательный бассейн на проспекте Схема 5.4 Мира $ Москве	~	~
Пабильон 6 ТрускаВце
8—527
Раздел 6
ВАНТОВЫЕ И ВИСЯЧИЕ КОМБИНИРОВАННЫЕ ПОКРЫТИЯ
Комбинированные покрытия, состоящие из растянутых элементов (вант или нитей и сжато-изогнутых балок, ферм и других жестких элементов), могут иметь плоскую конструктивную схему в виде поперечных конструкций — усиленных ферм, арок, рам («поперечников»), и могут образовывать пространственную систему с жесткими элементами в виде плит, оболочек, перекрестных ферм или балок, структур. Конструктивная схема несущих растянутых элементов также может определять пространственность системы—при использовании неплоских пучков вант, перекрестных нитей, сеток й мембран. Расчетная схема таких конструкций должна рассматриваться как пространственная. Для расчета также является важной схема передачи распора от растянутых элементов. При передаче его на внешние фундаменты в расчетной схеме пролетной конструкции должна учитываться геометрическая нелинейность, что позволяет выявить существенные резервы прочности и жесткости сооружения (до 20—30%) [13, 22, 23, 47]. Расчетная схема внешнебезраспорных комбинированных конструкций принимается, как правидо, без учета прогибов.
КОМПОНОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ висячих КОМБИНИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
При проектировании внешнераспорных висячих конструкций даже на стадии компоновочных расчетов следует учитывать геометрическую нелинейность схемы. Так, для расчета конструкций типа «нить — балка» можно воспользоваться методикой, ^изложенной в разделе 2, со следующим изменением формулы, по которой вычисляется расчетный параметр п:
El L Р
а= ЕКРКК'~1 64/Гs	(19)
где Е1 — изгибная жесткость балки; EKFK — жесткость кабеля на растяжение; I, f — пролет и стрела провеса кабеля; L — см. формулу (2).
Последовательность расчета та же, что и ври проектировании жестких нитей. Предельные прогибы, принимаемые при компоновоч-ном расчете на стадии монтажа, —- = ‘/зоо— —’/soo- Повышение требований к жесткости объясняется тем, что при окончательном оформлении комбинированных конструкций не
116
происходит такого же увеличения жесткости, которое наблюдается при омоноличивании конструкции, состоящей из гибких нитей.
КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ
ВАНТОВЫХ И ВИСЯЧИХ
КОМБИНИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ
6.1. АВТОБУСНЫЙ ГАРАЖ В ЛЕНИНГРАДЕ (РИС. 95—98)
В качестве основной несущей конструкции .покрытия гаража размером 72X144 м, построенного в Ленинграде, использована структурная «плита», опертая по контуру на стойки и в середине подвешенная с помощью вант на четыре железобетонные колонны. Применение вант позволило увеличить шаг средних колонн, а также поперечные пролеты до 36 м. Горизонтальные составляющие усилий от вант в плоскости покрытия воспринимают введенные -для этой цели распорки, составленные из швеллеров и заполненные бетоном. Разработаны узлы крепления вант к стандартной структурной системе. Сборка блоков производилась на уровне пола, а затем блоки без лесов поднимались в проектное положение.
Проект автобусного гаража выполнен в институте ЛенЗНИИЭП [35].
6.2. КАТОК С ВАНТОВЫМ ПОКРЫТИЕМ В Г, БРАУНШВЕЙГЕ, ФРГ (РИС. 99, 100)
На примере покрытия катка показана рациональность концентрации вантовых несущих элементов в одной ферме. В покрытии ванты поддерживают клеедеревянную балку большого пролета, на которую опираются вспомогательные балки, также выполненные из клее» ной древесины. Такое решение создает архитектурную своеобразность сооружения, облегчает борьбу с коррозией открытых элементов, уменьшает трудоемкость изготовления и монтажа покрытия по сравнению с многовантовыми конструкциями. В покрытии применены оригинальные конструкции узлов, в которых ванты прикрепляются под произвольными углами, при. различном их числе в узле. Конструкция узла представляет собой цилиндр диаметром 1600 мм, изготовленный из листа толщиной 10—-15 мм. После монтажного за-
тления концов тросов цилиндр заполняется -'•'ном высокой марки [49].
АЭ. БОЛЬШЕПРОЛЕТНОЕ ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗДАНИЕ
СЯЧИМ ПОКРЫТИЕМ (РИС. 101, 102)
.Использование висячих и вантовых конст-ций для зданий с подвесным крановым 'фудованием открывает неограниченные ложности увеличения пролетов производ-.тзенных зданий для свободной планировки -ихнологических процессов.
В экспериментальном проекте, выполнен-- м инж. В. А. Жуковым на кафедре металли-- ?ких конструкций Воронежского инженерно-роительного института, принято наружное «зсположение висячих элементов, предусмот-а система перекрестных балок и 'ферм для -оепления путей подвесных кранов. Конструк- вные решения элементов и узлов учитыва-? ? возможность крупноблочного монтажа системы балок и продольных связей без уст-- ’ства лесов. Предполагаемый расход металла на 1 м2 95 кг,
М. АНГАР ДЛЯ ТЯЖЕЛЫХ САМОЛЕТОВ ВО ФРАНКФУРТЕ-НА-МАЙНЕ, ФРГ
'РИС. 103]
Примером использования висячих комбинированных конструкций в качестве несущих ; цементов производственных покрытий больших пролетов с подвесным крановым оборудованием может служить ангар во Франкфурте-на-Майне размером по фасаду 320 м>и глубиной 100 м. Покрытие состоит из 10 плоских поперечников, представляющих собой двухпролетные висячие комбинированные системы.
В каждой полосе на наклонных подвесках к нитям подвешены балки высотой 1,2—0,7 м, на которых расположены пути кранов грузоподъемностью 7,5 т. Несущие нити, имеющие стрелу провеса 10 м, в середине ангара передают распор на продольную портальную раму, а с другой стороны — на бетонные контргрузы объемом 435 м3. Между опорами и рамой в каждом поперечнике натянута горизонтальная ванта, пересекающая параболически очерченный элемент в двух точках пролета. Каждая полоса армирована 28 стальными стержнями диаметром 26,5 мм, а ванта состоит из 5 стержней того же сечения. Оболочка-полоса шириной 7,5 м выполнена из бетона средней плотностью (объемной массой) 1600 кг/м3 и имеет толщину 8,6 см. Между бетонными полосами имеются световые треугольные фонари шириной 3 м. Прогибы от временных нагрузок составляют 80 см Р/хвз пролета)-
В продольном направлении нити полосы связаны водосточным лотком и балками, расположенными по пролету с шагом 10 м. Благодаря членению покрытия на плоские, секции, упростилось возведение покрытия. На строительство ангара затрачено 15 мес. Расход металла на 1 м2 составил 130 кг [22].
6.5.	ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ЗДАНИЕ С МЕМБРАННЫМ ПОКРЫТИЕМ
И ПОДВЕСНЫМИ КРАНАМИ (РИС. 104)
Использование мембраны в качестве несущего элемента висячего покрытия с подвесным крановым оборудованием предложено в проекте ремонтного цеха крупногабаритных землеройных машин. Распор от мембраны в покрытии передается на листовой подбор и на сжато-изогнутые настенные брусья (опрокинутые арки).
В качестве элементов, распределяющих сосредоточенное воздействие кранов, используются двутавровые балки. Вертикальные и горизонтальные связи воспринимают тормозные усилия от кранов и обеспечивают устойчивость и горизонтальную жесткость крановых путей. Экспериментальное покрытие производственного здания спроектировано на кафедре металлических конструкций ' Воронежского инженерно-строительного института инж. Н. И. Уваровым.
Приведенный расход металла 105 кг/м2.
6.6.	СПОРТИВНО-ТРЕНИРОВОЧНЫЙ МАНЕЖ
В ЛЕНИНГРАДЕ (РИС. 105—108)
Примером канатно-рамных комбинированных конструкций является покрытие спортивно-тренировочного манежа.
Каркас здания пролетом 72 м и длиной 126 м представляет собой рамную конструкцию с шарнирным опиранием ригелей на.наклонные железобетонные колонны. Ригели усилены параболически очерченными тросовыми затяжками. К внешним консолям ригелей подвешены железобетонные колонны фахверка, создающие своей массой разгружающие моменты в ригелях. Покрытие имеет развитую систему вертикальных и, горизонтальных связей.
Приведенный расход стали 67,4 кг на 1 м2 покрытия. Проект спбртивно-треш|ровочиого манежа выполнен в институте ЛенЗНИИЭП [35].
117
6.7—	6.15. ОБЗОР КОМПОНОВОЧНЫХ СХЕМ ВАНТОВЫХ И ВИСЯЧИХ КОМБИНИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ (РИС. 109)
6.7.	Вантово-балочное покрытие. В Канаде построено двухпролетное спортивное здание с вантово-балочным покрытием и с пролетами 59,5 и 26 м. Шаг поперечников 9 м. Балки изготовлены из широкополочных двутавров высотой 840 мм. Высота пилонов 20 м. Каждая ванта закрепляется на внешней опоре малого пролета и состоит из 19 прядей диаметром 15 мм. На пилоне ванта разделяется: семь прядей идут к ближней точке крепления к балке — на расстоянии 20 м от пилона,, и двенадцать прядей — к дальней, отстоящей отпило-на на 38 м. Ванты заключены в полиэтиленовую оболочку. По балкам уложены прогоны— двутавры высотой 252 мм с шагом 2,4 м, по прогонам — профилированный настил с утеплителем и кровельным ковром [51].
6.8.	Консольное покрытие выставочного павильона. Для вантовых схем характерны консольные решения покрытий с большой высотой пилонов. Плоскостная система несущих элементов в продольном направлении объединяется связями между балками. Павильон машиностроительной выставки имеет необычный вид благодаря сложной форме пилонов, подчеркивающей их силовое назначение. Приближение верхнего узла крепления вант к консоли позволяет уменьшить пологость вант и их •провисание от собственной массы.
6.9.	Применение стальных профилей в качестве растянутых элементов консольно-подвесных покрытий. На полуострове Идзу (Япония) на трассе велосипедных гонок возведены трибуны длиной 88 м с поперечным размером 33 м. Каждый наклонный пилон удерживается двумя двутавровыми оттяжками, к которым в середине их длины крепятся подкосы и консольные балки высотой 692 м. Каждая балка подвешена четырьмя подвесками из труб диаметром 155—167 мм к вершине пилона. В продольном направлении между пилонами имеются вертикальные связи. Подобные конструкции могут быть выполнены с применением тросов для растянутых элементов, но в таком случае деформативность консольного сооружения значительно увеличится, так как тросы имеют меньший модуль упругости и большие расчетные сопротивления, чем прокат [48].
6.10.	Покрытие бумажной фабрики в Мантуе (Италия). По проекту П. Нерви построено здание пролетом 163 м с двумя консолями по 43 м, в котором несущий каркав выполнен в виде : исячего моста. Распоры передаются
L 18
на балку и пилоны оригинальной формы. Высота балок жесткости 1,5 м, на них уложены поперечные балки, настил и кровля. Расчетные прогибы конструкции от снеговой нагрузки, принятой 100 кг/м2, составляют Vuoo пролета [22].
6.11.	Покрытие, подвешенное на вантах к треноге, составленной из пилонов. На горном склоне Южной Франции построено круглое здание спортивной базы, покрытие которого с помощью многовантовой системы подвешено к трем наклонным пилонам, соединенным в верхней точке. Девять радиальных балок из клееной древесины образуют коническое покрытие. Балки объединены двумя обвязочными кольцами диаметрами 17,5 и 20 м и сечением 80X30 см, выполненн&ми из клееной древесины. Каждая балка крепится к пилону шестью вантами, изготовленными из нержавеющей стали. Ванты расположёны в пространстве по образующим гиперболического параболоида. В местах стыка с кровлей на вантах укреплены свинцовые колпачки и гйдро-изоляция. Предусмотрено свободное вертикальное перемещение в стыках балок с пилонами при колебаниях температуры, а также осуществлена подвеска витражей к кольцу. Следует отметить, что в покрытии принято неоправданно большое число вант (всего 54), усложняющее конструкцию, ее монтаж и эксплуатацию сооружения [24].
6.12.	Призматические складки, подвешенные к аркам. В проекте спортивного здания, возводимого в Бакэу (Румыния), предложена конструкция складчатого железобетонного покрытия с размером 45X43 м, подвешенного с помощью системы наклонных вант к двум аркам пролетом 80 м. В местах крепления вант призматическая складка усилена элементом жесткости [40].
6.13.	Проект покрытия, подвешенного к внешней арке. Крытый стадион на 80 тыс. мест спроектирован в виде седловидного сетчатого покрытия, опирающегося на пологую арку пролетом 434 м. Эта арка с помощью наклонных вант подвешивается к внешней арке пролетом 367 м и стрелой подъема 235 м, В ключе высота сечения внешней арки Юм. В арке предусмотрено помещение для ресторана на 200 мест, сообщение с которым предполагается осуществлять внутри арки с помощью лифта [41].
6.14.	Комбинированная конструкция покрытия летнего кинотеатра. В г. Усти (Чехословакия) построено покрытие в виде навеса над зрительным залом летнего кинотеатра. Консольная часть системы перекрестных ферм подвешена на вантах к гибкой арке пролетом
“мео стрелой подъема 20 м. Арка составле--г из прокатных профилей с размером сече-
:я 529 мм и толщиной 10 мм. Парные наклон-де подвески соединены в плоскости арки ~омбической решеткой связей [52].
6.15.	Ребристая оболочка, подвешенная на вантах к пилонам. Покрытие стадиона длиной Омвг. Брадфорд (Великобритания) выпол-?но в виде ребристой оболочки с использованием трубчатых ферм в качестве ребер. Кон
струкция с помощью пучков наружных вант подвешена к двум пилонам высотой 30 м, выходящим выше покрытия на 7,5 м. Верхние пучки вант изнутри уравновешены оттяжными пучками, которые соединяются в узле на пилоне и способствуют обеспечению его устойчивости. На стальные прогоны уложен алюминиевый настил. Общая масса покрытия составила 200 т. Приведенный расход металла около 30 кг/м2 [48].
to
ao \Bo\
122
ESI
i-i
с®
			\ \i •" •				
							
							
							
	л							
	/						
Схема	М
Рис.	103
-527
Сйязи по верхнему поясу
Раздел 7
ВИСЯЧИЕ И ВАНТОВЫЕ ТРУБОПРОВОДНЫЕ И ПЕШЕХОДНЫЕ МОСТЫ
Характер деформаций легких висячих.вантовых мостов при действии на них временной нагрузки таков же, как и для висячих покрытий (см. рис. 1). Как известно, соотношение упругих деформаций и кинематических перемещений зависит от величин временных и постоянных нагрузок, поэтому для мостов различных пролртов должны быть приняты различные меры по обеспечению их жесткости.
Так, мосты малых пролетов (до 80—100 м) имеют небольшую'массу, поэтому, максимальные прогибы и изгибающие моменты у них наблюдаются в середине пролета из-за упругих удлинений кабеля при загружении временной нагрузкой всего пролета. Сечение балки подбирается из расчета на прочность в середине пролета, а повлиять на уменьшение прогибов и моментов можно лишь увеличением сечения кабеля или заменой витого кабеля прядями с параллельными проволоками. В данном случае нерационально увеличивать сечение балки с целью уменьшения прогибов, 4ак как при полном загружении почти вся нагрузка передается на кабель и лишь 5—10%—на балку.
По мере увеличения пролета возрастает сечение кабеля, уменьшается относительное значение его упругих удлинений, повышается роль кинематических перемещений в общих деформациях системы при действии временной нагрузки. Уменьшение кинематических перемещений может быть достигнуто усложнением висячей схемы «балка — нить», применением систем повышенной жесткости, в которых накладываются ограничения на горизонтальные перемещения кабеля [22].
Вантовые мосты также относятся к системам повышенной жесткости, так как в схейе «ванты — балка» имеется, как правило, одна неподвижная опора.
При больших пролетах легкие висячие и вантовые мосты имеют относительно малую ширину пролетного строения, поэтому они нуждаются также в обеспечении поперечной горизонтальной жесткости с помощью боковых оттяжек или ветровых ферм.
Точному расчету висячих и вантовых мостов посвящена специальная Литература , [13, 18. 19, 22, 47, 56, 60], там же высказаны рекомендации по компоновке конструкций (см., например, [22]).
ПРИБЛИЖЕННЫЙ УЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ ВИСЯЧИХ
КОМБИНИРОВАННЫХ СИСТЕМ ПОВЫШЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ
Расчет статически неопределимых висячих конструкций может быть выполнен методами строительной механики линейно деформируемых систем, а учет геометрической нелинейности (учет прогибов), который выявляет запасы прочности и жесткости висячих конструкций при передаче распора от них на внешние анкеры, может быть произведен путем введения предлагаемых здесь поправочных коэффициентов к результатам линейного расчета.
На рис. 110 даны графики поправочных коэффициентов С для нескольких типов систем повышенной жесткости в зависимости от коэффициента деформативности г, который вычисляется по формуле
г=л/А±^,	(20)
у Е1
где I, ЕГ— пролет и жесткость балки; Hq — распор от постоянной нагрузки, определяемый по формуле (8), в предположении, что при монтаже любых висячих конструкций постоянная нагрузка передается только на кабель. 'Если часть постоянной нагрузки передается на балку, то эта часть нагрузки рассматривается как временная; Нр — распор в системе от временной нагрузки при загружении половины пролета.
Таким образом, данные графики построены для наиболее характерной расчетной проверки висячих конструкций — для загружения временной нагрузкой половины пролета. При загружении всего пролета любые системы ведут себя почти так же, как простейшая схема «балка — нить», поэтому для расчета jia это загружение можно пользоваться графиками поправочных коэффицентов обычной схемы — жесткой нити (см. рис. 25).
КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ЛЕГКИХ
ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ
7.1.	ТРУБОПРОВОДНЫЙ МОСТ ПРОЛЕТОМ 108 М (РИС. 111—114)
Однокабельные висячие схемы получили широкое распространение в строительстве трубопроводных и пешеходных мостов благодаря простоте конструкций и способов возведения.
135
Рис. 110. Поправочные коэффициенты для учета геометрической нелинейности висячих систем повышенной жесткости при определении прогибов и изгибающих моментов в четверти пролета
а — для расчета систем с жестким прикреплением кабеля к балке в середине пролета (схема 7.13>; б — для оасчета двухкабельиых систем (схемы 7.20, 7.21): в — для расчета однокабельных систем, усиленных нисходящими вантами (схемы 7.14), г — то же, с восходящими вантами (схема 7.16)
С] — поправочные коэффициенты к прогибам при действии одиночного груза, расположенного в четверти пролета; Сг — то же, при действии равномерно распределенной нагрузки на половине пролета: Сз— поправочные коэффициенты к изгибающим моментам при действии одиночного груза; С* — то же, при действии равномерно распределенной нагрузки на половине пролета.
Обеспечение жесткости таких мостов достигается путем развития сечения балки, использования сквозных ферм и включением перил в работу балки.
В данном совмещенном пешеходном и трубопроводном переходе стабильность обеспечивается как за счет-жесткости труб (которая до сих пор, как правило, не учитывалась в расчете подобных мостов), так и за счет увеличенной массы пролетного строения.
В проекте удачно решен вопрос об унификации узлов прикрепления подвесок к кабелю с помощью шарниров, центрированных на пересечении подвесок с кабелем. Трубопроводный мост построен по проекту, выполненному в ЦНИИПроектстальконструкция под руководством Э. Я. Слонима.
7.2.	ПРОЕКТ ПЕШЕХОДНОГО МОСТА С ЖЕСТКИМ ПРИКРЕПЛЕНИЕМ КАБЕЛЯ
К БАЛКЕ В СЕРЕДИНЕ ПРОЛЕТА (РИС. 11$, 116)
В проекте пешеходного моста с целью уменьшения анкерных фундаментов принята
136
схема с передачей распора на балку жесткости. Для этого при разбивке перехода на пролеты предусмотрены боковые пролеты малой длины и прикрепление кабеля к концам неразрезной балки жесткости, в расчетное сечение которой входит перильная ферма с трубчатым поясом.
Уменьшение кинематических перемещений и изгибающих моментов в четверти пролета при загружении временной нагрузкой половины пролета достигается за счет жесткого прикрепления кабеля к балке в середине пролета. Несмотря на то что при этом балка испытывает некоторое сжатие, данная система экономична по расходу материалов и имеет на 20 — 30% большую жесткость, чем обычная схема.
Расчет схем с передачей распора на балку’ жесткости выполняется обычными методами строительной механики по линиям влияния [23].
Проект пешеходного моста выполнен на кафедре металлических конструкций Воронежского инженерно-строительного института.
7.3.	ВИСЯЧИЙ МОСТ ЧЕРЕЗ Р. ОМЬ (РИС. 117, 118]
Примером конструктивного решения системы, в которой кинематические перемещения гибкой нити, возникающие при местном затруднении пролета, существенно уменьшаются за счет наложения связей, препятствующих горизонтальным перемещениям нити вдоль пролета, может служить пешеходный мост через р. Омь.
Повышение жесткости моста достигнуто благодаря нисходящему наклону подвесок вдоль моста (предложение Б. В. Пырицова [42]), а также за счет жесткого присоединения кабеля к ферме в середине пролета. Закрепление подвесок от соскальзывания по кабелю достигнуто введением клиновидных стержней с насечкой в верхние обжимные .узлы. ‘
По мосту допускается проезд одиночных автомобилей.
7.4.	ПЕШЕХОДНЫЙ МОСТ
С ВОСХОДЯЩИМИ ВАНТАМИ (РИС. 119)
Пучки восходящих вант могут быть включены в расчетную схему висячего моста или покрытия в качестве стабилизирующих элементов, препятствующих аэродинамическим колебаниям . легких пролетных конструкций. Ванты также увеличивают жесткость системы цри действии нагрузок, несимметричных относительно середины пролета.
Пешеходный мост, построенный под Воронежем, имеет несущий кабель, усиленный восходящими вантами. Благодаря вантам прогибы и изгибающие моменты в четверти пролета при загружении половины моста уменьшились на 30% [38]. При конструировании подобных систем необходимо учитывать, что узлы крепления вант к кабелю не должны сдвигаться при загружении противоположной половины пролета, а в месте прикрепления вант к нижним опорам усилия от вант должны быть восприняты опорной конструкцией и фундаментом.
Проект пешеходного моста разработан на кафедре металлических конструкций Воронежского инженерно-строительного института и осуществлен в 1969 г.
7.5.	ВИСЯЧИЙ ТРУБОПРОВОДНЫЙ ПЕРЕХОД (РИС. 120—122)
Трубопроводный переход пролетом 720 м через реку представляет собой комбинированную конструкцию с висячей фермой и треугольной решеткой. Высота фермы в середине пролета— 7эо пролета и у. пилона — 7э- Нижний пояс — сквозная балка-ферма высотой 2,4 м
С/зоо пролета), имеет строительный подъем 3 м (7240 пролета) и раскреплена горизонтальными ветровыми поясами, в которых создается предварительное натяжение 3 МН. Выбор данной системы повышения жесткости определялся тем, Что пролетная конструкция легкого трубопроводного моста большого пролета должна быть устойчива при аэродинамических воздействиях. Проект выполнен в ЦНИИПроёктстальконструкция авторским коллективом под руководством Э. Я. Слонима [46].
7.6.	ВАНТОВЫЙ ТРУБОПРОВОДНЫЙ ПЕРЕХОД ЧЕРЕЗ РЕКУ (РИС. 123—125)
Одним из условий использования вантовых схем в мостах является большая масса пролетного строения, позволяющая создавать предварительное напряжение вант, их постоянное натяжение независимо от положения временной нагрузки в пролете. Для уменьшения провисания вант в этих мостах проектируется увеличение высоты пилонов до 7е — 74 пролета (что также уменьшает осевые усилия в балке). На примере воздушного перехода трубопровода через реку показаны конструктивные решения элементов, и узлов вантового моста с металлической балкой. Принципы проектирования подобных конструкций см. [19], Мост спроектирован в ЦНИИПроектсталькон-струкция и возведен в 1973 г.
7.7—	7.24. ОБЗОР КОМПОНОВОЧНЫХ СХЕМ ЛЕГКИХ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ (РИС. 126)
7.7,— 7.10. Вантовые комбинированные схемы. Упрощенные схемы с небольшим числом вант применяются в случаях, если конструкция может иметь балку с развиты-м сечением: схема 7.7 — «пучок», схёма 7.8 — «арфа».
При увеличении числа вант размеры балки могут быть уменьшены, но'это приводит к усложнению вантовых конструкций, увеличению трудоемкости изготовления и монтажа их, к усложнению мер по борьбе с коррозией. На ранних стадиях внедрения вантовых мостов в строительстве использовались схемы с шарнирными балками — с шарниром в каждой панели. Они подвешивались к сложной вантовой ферме — схема Жискляра (7.10), или использовались легкие неразрезные балки — Е. И. Крыльцова (7.9).
7.11—7.13. Прикрепление кабеля к балке в середине пролета. Наложение связей на горизонтальные перемешения кабеля является наиболее радикальной мерой по уменьшению
137
кинематических ^волнообразных) перемещений висячей системы.
На схеме 7.12 показано усиление моста с помощью средних подкосов, которое может быть выполнено при необходимости увеличить жесткость существующей конструкции. Эта схема была использована при усилении Такомского моста (США, 1940 г.), когда выяснилось, что мост не имеет требуемой жесткости.
Неподвижное прикрепление кабеля, к балке (схема 7.13) позволяет уменьшить прогибы в четверти пролета на 30—40% при несимметричных загружениях, без ущерба для прочности, несмотря на то что балка испытывает сжатие. По данной схеме построен Танкер-внльский мост через р. Сену (Франция).
Второй напрягающий пояс вводится в висячие схемы с целью обеспечения аэродинамической устойчивости легких конструкций при деформациях по одной полуволне (при подъеме всего пролета). Эта мера может быть более эффективной, если нижний пояс жестко закреплен к балке в середине пролета. В этом случае будут ограничены колебания и статические деформации по двум полуволнам (схем-37.11).
7.14 — 7.17. Висячие однокабельные системы, усиленные вантами. Усиление вантами также построено на принципе наложения связей, препятствующих горизонтальным перемещениям гибких несущих элементов. Так, включение нисходящих вант равносильно введению пояса, состоящего из элементов «ванта — балка — ванта», горизонтальные перемещения которого ограничены неподвижной опорой балки (схемы 7.14, 7.15). Расчет этих схем может быть выполнен по линиям влияния (см. [23]).
Очевидным является применение этого принципа в схемах с восходящими вантами (схема 7.16), которые так же, как и оттяжной пояс, применяются для увеличения аэродинамической устойчивости легких пролетных строений и стабилизации при несимметричном загружении. Повысить эффективность схемы с восходящими вантами за счет введения горизонтальной затяжки (схема 7.17 — Батикля) не удается, несмотря на включение дополнительных подвесок, так как горизонтальные
ванты имеют малую жесткость из-за провисания. .
7.18—7.19. Схемы с наклонными подвесками. Применение схем с восходящими ( 7.18) или нисходящими (7.19) наклонными подвесками основано также на использовании принципа стеснения горизонтальных перемещений кабеля при частичном загружении пролета. В данных схемах, как и в других системах повышенной жесткости, балки испытывают дополнительные осевые усилия, которые должны быть восприняты неподвижными опорами и фундаментами.
7.20 — 7.21. Двухкабельные системы С. А. Цаплина. Двухкабельные висячие схемы впервые предложены и осуществлены С. А. Цаплиным. Особенности их состоит в том, что при загружении любой половины пролета временной нагрузкой кабель не меняет форму равновесия и изгиб по двум полуволнам является в основном следствием упругих деформаций кабеля. Это относится к схеме без средней подвески— 7.20 и в большей степени к схеме со средней жесткой подвеской — 7.21. Конструктивные решения схем см. [21, 60], расчет по линиям влияния с помощью табличных коэффициентов, приведен в [23].
7.22—7.24. Схемы с треугольной решеткой. Предложенные в 1940 г. висячие комбинированные схемы с треугольной решеткой [38] получили распространение не только в Советском Союзе, но и в зарубежных странах (мосты через р. Северн в Англии, через пролив Босфор и др., где использованы разновидности схем .со слабо наклонными подвесками, см. схему 7.24). Применялись двухпоясные системы, к которым подвешивалась балка жесткости на вертикальных подвесках (см. схему 7.22). Второй пояс, введенный в схему с целью облегчения монтажа конструкций в настоящее время после накопления известного опыта возведения подобных мостов признан излишним, и распор в нижнем поясе передается на балку жесткости (схема 7.23). Возможны варианты схемы — с восходящим или нисходящим первым раскосом. Второй вариант фермы, показанный на схеме 7.23, имеет большую жесткость, чем вариант с первым восходящим раскосом 156].
4^ to
oo

Сл Со
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Анищенко А. Архитектура сооружений с висячи-у-- покрытиями. Киев, 1970.
2.	Беленя Е. И. Предварительно напряженные иесу-щиеметаллические конструкции. М., 1975.
3.	Бойко А. Л. Облегченные покрытия сельскохозяйственных зданий, 1976.
4.	Большепролетные висячие покрытия с вантовыми фермами. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1973, вып. 8.
5.	Вакуленко Г. И. Висячее покрытие спортивного зала в Сочи. — Бетон и железобетон, 1971, № 4.
6.	Вантовая конструкция покрытия спортивной арены.— ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, ЛА. 1976, вып. 4.
7.	Ведеников Г. С., Телояи А. Л. Нелинейный метод расчета изгибно-жестких вант. — Строит, механика и расчет сооружений, 1977, № 6.
8.	Висячее покрытие здания театра пролетом 80 м. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1977, вып. 8.
9.	Висячие конструкции покрытий двух спортивных сооружений. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1978, вып. 4.
10.	Висячие покрытия с применением вантовых ферм. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1977, вып. 7.
11.	Двухпоясиое вантовое покрытие выставочного зала. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1975, вып. 5.
12.	Дмитриев Л. Г., Касилов А. В. Вантовые покрытия. Киев, 1974.
13.	Дуров И. С. Деформационный расчет висячих мостов. Автореф. дисс. на соиск. ученой степ. д-ра. техн. наук. М.. 1969.
14.	Дыховичный Ю. А. Новые системы большепролетных пространственных покрытий сооружений «Олимпиады—80» в Москве. — Строит, механика и расчет со-OV ен"’. 1977. Х»6.	'
15.	Елисеев Ю. А. К статическому расчету предва-ритель'-’о напряженных мембранных покрытий. — Строит. механика и расчет сооружений, 1968. № 4.
16.	Иванова Е. К-, Рене Саржер, М., 1971.
 17. Качурин В. К. Теория .висячих систем, М.—Л., 1962.
18	Качурин В. К., Брагин А. В., Еруиов Б. Г. Проектирование висячих и вантовых мостов. М., 1971.
19.	Кнреенко В. И. Вантовые мосты. Киев, 1967.
20.	Кирсанов Н. М. Альбом конструкций висячих покрытий. М., 1965.
21.	Кирсанов Н. М. Висячие конструкции. М., 1968.
22.	Кирсанов Н. М. Висячие системы повышенной жесткости. М., 1973.
23.	Кирсанов Н. М. Расчет висячих комбинированных систем по линиям влияния с учетом прогибов. Воронеж, 1976.
24.	Клеедеревянные конструкции подвесного покрытия. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1974, вып. 16.
25.	Клееные деревянные .конструкции шатрового по-:------я плавательного бассейна. — ЦИНИС. Реф. ин-
, >рм. Сер. 8, М„ 1978, вып. 6.
26.	Клеефанериая висячая оболочка покрытия, — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М.., 1974, вып. 10.
27.	Ковельман Г. М. Творчество инженера В. Г. Шухова. М„ 1961.
28.	Конструкции сооружений на выставке «Экспо-74».— ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1974, вып. 23.
29.	Лаут А. А. Цех сухого молока с применением облегченных строительных конструкций. — Пром, стр-во, 1972, № 9.
30.	Легкие металлические несущие конструкции, покрытий зданий. Обзор. М., 1976.
31.	Мацелииский Р. Н. Статический расчет гибких висячих конструкций. М., 1950.
32.	Мельников Н. П. Пути прогресса в области металлических конструкций. М„ 1974.
33.	Металлические конструкции. Учебник для вузов/ /Е. И. Беленя, А. Н. Гениев, В. А. Балдин и др. — 5-е изд., перер. и доп. М., 1976.
34.	Металлические конструкции. Специальный курс/ /Н. С. Стрелецкий, Е. И. Беленя, Г. С. Ведеников, Е. Н. Лессиг, К. К. Муханов. — М., 1965.
35.	Мироиков Б. А. Каталог рекомендуемых типов пространственных конструкций для общественных зданий с большими пролетами. Л., 1977.
36.	Морозов А. П., Василенко О. В„ Мироиков Б. А. Пространственные конструкции общественных зданий и сооружений. 2-е изд., перер. и доп., Л., 1977.
37.	Москалев Н. С. Конструкции висячих покрытий. М. 1980.
38.	Никифоров В. Ф. Расчет висячих комбинированных систем со стабилизирующими элементами. — Строит. механика и расчет сооружений. 1972, № 3.
39.	Осташевский Я. А. Висячие системы с косыми подвесками. — В кн.: Труды Ленингр. ин-та инж. коммун. стр-ва, 1940, вып. 7.
40.	Преднапряженные железобетонные конструкции в СРР. —-ЦИНИС. Реф. ннформ. Сер. 8, М., 1975, вып. 3.
41.	Проект висячего покрытия олимпийского стадиона с опорной аркой пролетом 367 м. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1977. вып. 2.
42.	Пырииов Б. В., Самочернов Ю. Г., Якобсон К.К. Новый вантовый пешеходный мост. — Транспортное стр-во, 1968, № 4.
43.	Ружанский И. Л., Полякова В. А. Конструкция предварительно напряженного покрытия сооружения в Ялте. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер, 17, М., 1978, вып. 8.
44.	Рюле Г. Пространственные покрытия. Пер. с нем. М., 1974.
45.	Симпозиум ИАСС по конструкциям из гибких нитей. — ЦИНИС, Реф. информ. Сер. 8, М., 1976, вып. 8.
46.	Слоним Э. Я., Фрндкин В. М., Кравцов М. М. Висячий мост через р. Днепр для аммиакопровода. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 17, М., 1978, вып. 8. '
47.	Смирнов В. А. Висячие мосты больших пролетов. 1975.
155
48.	Стальная консольно-подвесная конструкция трибун на трассе велосипедных гонок. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1977, вып. 9.
49.	Стальные и клееные деревянные конструкции покрытия катка. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1975, вып. 2.
50.	Стальные конструкции висячего покрытия летнего кинотеатра. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М„ 1978, вип. 1.
51.	Стальные конструкции подвесного покрытия.— ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1975, вып. 10.
$2.	Стальные конструкции покрытия летнего кинотеатра (ЧССР). — ЦИНИС. Реф. цнформ. Сер. 8, М., 1974, вып. 19.
53.	Стальные конструкции покрытия павильонного типа. —- ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1975, вып. 8.
54.	Стальные пространственные вантовые фермы покрытия лабораторного здания. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М., 1976, вып. 9,
55.	Стальные пространственные конструкции покрытия стадиона. — ЦИНИС. Реф. информ. Сер. 8, М, 1976, вып. 3.
56.	Стрелецкий Н. Н. Решетчатые комбинированные системы мостов. М„ 1953.
57.	Таранрвская М. 3., Морозов А.'П. Дворец спорта «Юбилейный». Л., 1973.
58.	Трофимов В. И. Большепролетные пространственные покрытия из тонколистового алюминия, 1975.
59.	Фрей О Висячие покрытия. Пер. с нем. /VI., 1960.
60.	Цаплин С. А. Висячие мосты. М., 1949.
61.	Шимановский В. Н., Смирнов Ю.  В., Харченко Р. Б. Расчет висячих конструкций (нитей конечной жесткости). Киев, 1973.
62.	Штолько В. Г. Архитектура сооружений с висячими покрытиями. Киев, 1979.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.................................
Введение .	. .....................
Раздел 1. Однопоясные висячие покрытия, стабилизация которых достигается за счет массы настила и его омоиоличивания .... Компоновочный расчет гибких несущих элементов Конструктивные решения однопоясных висячих покрытий, стабилизация которых достигается за счет массы и омоиоличивания настила
1.1.	Крытый рынок в Киеве (рис. 2—5)
1.2.	Концертный зал в лагере «Спутник» в Сочи (рис. 6, 7)	................
1.3.	Бауманский рынок в Москве (рис. 8—14)
1.4.	Автобусный гараж в Новгороде (рис. 15—19).............................
1.5.	Универсальный спортивный зал па
5	тыс. мест в Измайлове, Москва (рис. 20— 23)......................................
1.6—1.14. Обзор компоновочных схем однопоясных покрытий, стабилизация которых достигается за счет массы настила и его омоиоличивания (рис. 24).................
Раздел 2. Однопоясиые висячие покрытия, в которых в качестве несущих элементов используются жесткие нити или фермы.................
Компоновочный расчет жестких нитей Конструктивные решения однопоясных висячих покрытий с жесткими нитями..................
2.1.	Плавательный бассейн в Харькове (рис. 26—29).............................
2.2.	Ресторан с цилиндрическим покрытием в ’ Ялте (рис. 30—34)....................
2.3.	Зрительный зал пионерского лагеря в Одессе (рис. 35—37)......................
2.4.	Дворец спорта в Вильнюсе (рис. 38—40)
2.5.	Крытый стадион на проспекте Мира в Москве (рис. 41—44)......................
2.6.	Магазин-выставка с мембранным покрытием в Киеве (рис. 45—49) . . . .
2.7.	Павильон СССР на Всемирной выставке в Монреале (рис. 50).....................
2.8—	2.16. Обзор компоновочных схем покрытий с жесткими нитями (рис. 51)
Раздел 3. Однопоясные висячие покрытия, напрягаемые с помощью поперечных балок или ферм........................................
Конструктивные решения покрытий с жесткими поперечными элементами......................
3.1. Дворец спорта им. В. И. Ленина во Фрунзе (рис. 52—55)......................
3.2. Киноконцертный зал в Уч-Дере, Сочи (рис.	56—58).........................
3	3.3. Сельскохозяйственная постройка 24Х
4	Х72 м с висячим покрытием (рис. 59—61)	66
3.4—3.12. Обзор компоновочных схем покрытий с жесткими поперечными элементами (рис. 62).................................. 66
7 Раздел 4. Двухпоясные висячие покрытия .	78
Конструктивные решения двухпоясных покрытий 78
8	4.1. Дворец спорта «Юбилейный» в Ленин-
8	граде (рис. 63—68)................... 78
4.2. Бассейн с двухпоясным прямоугольным в
8	плане покрытием в Италии	(рис.	69,	70)	.	78
8	4.3. Крытый стадион им.	В.	И.	Ленина	в Ле-
 нинграде (рис. 71—76).................78
9	4.4—4.12. Обзор компоновочных схем двухпоясных висячих покрытий (рис. 77)	...	79
Раздел 5. Седловидные висячие покрытия .	96
Конструктивные решения седловидных покрытий 9g
5.1. Цирк в Новосибирске (рис. 78—80)	.	99
9	5.2. Киноконцертный зал в Паланге (рис.
81—83)......................................96
5.3.	Велотрек в Крылатском, Москва (рис. 84—87)......................................96
34	5,4. Плавательный бассейн на проспекте Ми-
34 ра в Москве (рис. 88—90)	д?
5.5.	Павильон в Трускавце с круглым сетча-
36	тым покрытием (рис. 91—93)	.... ду
5.6—	5.14. Обзор компоновочных схем седло-36	видных покрытий (рис. 94)............97
36 Раздел 6. Вантовые и висячие комбинированные покрытия.................................116
8° Компоновочный расчет висячих комбинированных конструкций.................................. 116
Конструктивные решения вантовых и висячих
3? комбинированных	покрытий ................... Ц6
6.1.	Автобусный гараж в Ленинграде (рис.
37	95-98)	.	. f..........................не
6.2.	Каток с вантовым покрытием в г. Брауншвейге, ФРГ (рис.	99, 100) ....	Ц6
6.3.	Большепролетное	промышленное здание
с ВИСЯЧИ1М покрытием	(рис, 101, 102) . .	цу
6.4.	Ангар для тяжелых самолетов во Фраик-
фурте-на-Майне, фРГ (рис. 103)	...	цу
65	6.5. Производственное здание с мембранным
покрытием и подвесными кранами (рис. 104) цу
65 .	6.6. Спортивно-тренировочный манеж в Ленинграде (рис. 105—108)	.	.... ну
65	6.7—6.15. Обзор компоновочных схем ванто-
вых и висячих комбинированных покрытий
65	(рис. 109)..................................Ц8
157
Раздел 7, Висячие и вантовые трубопроводные и пешеходные мосты ......................  135
*
Приближенный учет геометрической нелинейности висячих комбинированных систем повышенной жесткости................................] 35
Конструктивные решения легких висячих и вантовых мостов...................................135
7.1. Трубопроводный мост пролетом 108 м (рис. 111—114).............................135
7.2. Пр'оект пешеходного моста с жестким прикреплением кабеля к балке в середине пролета (рис. 115, 116)..................  13g
7.3. Висячий мост через р. Омь (рис. 117.
118)	137
7.4. Пешеходный мост с восходящими вантами (рис. 1,19)..........................137
 7.5. Висячий трубопроводный переход (рис.
120-122)................................  137
7.6. Вантовый трубопроводный переход через реку (рис. 123—125).......................137
7.7—7.24. Обзор компоновочных схем легких висячих и вантовых мостов (рис. 126)	.	137
Список литературы ............................155
Николай Михайлович Кирсанов
Висячие и вантовое конструкции
Редакция литературы по строительным материалам и конструкциям
Зав.редакцией П. И. Филимонов
Редактор 3. П. Злобина
Мл. редактор В. В. Цапина
Технический редактор Т. М. Кан
Внешнее оформление художника Н. Ф. Зыкова
Корректоры Л. П. Бирюкова, А. В. Федина
И Б № 2242
Сдано в набор 10.09.80. Подписано в печать 03.02.81. Формат 84Х 108*/ie- Бумага типографская № 2. Гарнитура «Литературная». Печать высокая. Усл. печ. л. 16,48. Уч.изд. л. 18,84. Тираж 29.000 экз.
Изд. № AI — 7874. Зак. № 527. Цена 60 коп.
Стройиздат ,101442. Москва,- Каляевская, 23а
Владимирская типография «Союзполиграфпрома» при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
600000, г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7,
ВНИМАНИЮ РУКОВОДИТЕЛЕЙ
СТРОИТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ
В 1980 году Стройиздатом выпущено издание, рассчитанное на специалистов, по гарантированным заказам.	•
Индивидуальные покупатели оформляют заказ на почтовых открытках с указанием обратного адреса, а учреждения и предприятия— гарантийными письмами и сдают их в местные книжные магазины, распространяющие научно-техническую литературу.
Жуковский Э. 3., Шабля В. Ф. Оболочки двоякой кривизны в гражданском строительстве Москвы. 6 л., 30 к.
Изложены основные положения по геометрии и принципам формообразования пространственных покрытий. Дан статический анализ, оболочек при различных жесткостных параметрах приконтурных зон, а также при рас-кружаливании с учетом сборки конструкций из укрупненных монтажных элементов. Приведены сведения о конструктивных решениях железобетонных оболочек, системе унификации сборных элементов и методах укрупнительной сборки покрытий; данные о внедрении конструкций унифицированных оболочек в практику московского строительства.
Книга предназначена для инженерно-технических работников строительных и проектных организаций.
Книга объявлена во второй части тематического плана Стройиздата на 1980 год № 239, который направлен во все книжные магазины.
При отказе местных магазинов в приеме заказов рекомендуем обратиться по адресам:
117334, Москва, Ленинский проспект, 40, магазин № 115, отдел «Книга — почтой»,
195027, Ленинград, Большеохтинский пр., дом 3, магазин № 19 «Дом строительной книги».