(
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АРХИТЕКТУРНО СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА АРХИТЕКТУРЫ
БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЙ
ОБЩЕСТВЕННЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИИ
Зверев А.Н.
1998 г.
КЛАССИФИКАЦИЯ (СОДЕРЖАНИЕ)
патагия по
виах
патапи оо
овяах
nOSUOSDO .
гккиаия по
АЛОМ
ПОКРЫТИЯ ПО БАЛКАМ
Покрытия по балкам относят к плоскостным, у ко-
торых несущие элементы /балки/ работают в основном
только в своей вертикальной плоскости и передают на
опоры лишь вертикальные опорные реакции. Возводят
покрытия с ограждающей частью из крупноразмерных
настилов длиной 6 и 12м, шириной 1, 5 и Зм и покрытия
с прогонами - при устройстве кровель по алюминиевым
и стальным профилированным настилам. В массовом
строительстве применяют первый тип покрытия. В зави-
симости от требуемого профиля крыши используют од-
носкатные балки, двускатные и с параллельными пояса-
ми. Выполняют их из сборного железобетона, клееной
цревесины и, редко, из металла. Железобетонные балки
лролетом 12 и 18м либо сплошные и имеют в сечении
$орму двутавра (а), либо решетчатые (б). Минимальная
ширина полки двутавровых балок 280 мм, толщина
стенки 80мм. Опорная часть усилена массивными вер-
тикальными ребрами. При необходимости в стенке бал-
ки предусматривают отверстия для пропуска инженер-
ных коммуникаций. Минимальная толщина решётчатых
балок - 200 мм. В местах опирания балки крепятся к ко-
лоннам или стене анкерными болтами. Устойчивость ба-
лок в пролете обеспечивается приваркой настилов к за-
кладным деталям верхних поясов балок. Деревянные
балки - чаще клеедощатые, прямоугольного или тавро-
вого сечения (в). Максимальная толщина 200 мм. По-
крытия по железобетонным балкам широко используют
как в гражданском, так и в промышленном строительст-
ве: они “технологичны”, т.е. просты в расчете и изготов-
лении, допускают подвеску потолков и кранового обо-
рудования. Их недостаток - большая материалоемкость.
Покрытия по деревянным балкам значительно легче, мо-
гут обогатить интерьер, но они менее долговечны и по-
жароопасные. Такие конструкции находят применение в
одноэтажных зданиях для покрытий небольших спортза-
лов и складских помещений, имеющих среду агрессив-
ную к бетону и металлу. Металлические балки приме-
няют для пролетов до 12 м.
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
12-18	1/10-1/12 L	Железобетон
12-18	1/8-1/10 L	Дерево
!4Z- / 7nZ.

ПОКРЫТИЯ ПО ФЕРМАМ
Структура покрытий по фермам практически та же,
что и по балкам: прогонная и без прогонов, скатная и
плоская. Некоторое отличие в материалах и степени их
использования: кроме традиционных - дерева, железобе-
тона и стали, для изготовления ферм находят примене-
ние алюминиевые сплавы и конструкционные пластмас-
сы, при этом объем металлоконструкций соизмерим с
объемом конструкций из железобетона. Дополнительные
меры принимают и по обеспечению устойчивости ферм:
в покрытиях с прогонами устанавливают горизонталь-
ные и вертикальные связи, в беспрогонных - только вер-
тикальные; роль горизонтальных связей здесь выполня-
ют железобетонные настилы. Железобетонные фермы
при пролетах 18м менее экономичны, чем балки, но це-
лесообразнее балок при использовании межферменного
пространства. При пролетах 30м такие фермы громозд-
ки, им предпочтительнее стальные. По очертанию желе-
зобетонные фермы различают: треугольные (а) , арочные
(б), сегментные (в), с параллельными поясами (г). Ре-
шетка ферм чаще треугольная. Расстояние между узлами
решетки по верхнему поясу /панель фермы/ принимается
кратно 1,5 м. Наиболее выгодное очертание ф§рм - сег-
ментное по дуге круга или квадратной параболе. При ис-
пользовании межферменного пространства' целесообраз-
но применять безраскосные фермы с панелями, равными
Зм. Треугольные фермы с панелями применяют при
кровлях из листовых материалов. Ширина верхнего поя-
са ферм 300-400мм. Деревянные фермы применяют
крайне редко и то в виде металлодеревянных конструк-
ций, у которых элементы, работающие на растяжение,
выполнены из стальных тяжей или уголков, а сжатые -
из древесины, чаще клееной. Такие фермы изготавлива-
ют арочными (д), сегментными (е) и треугольными (ж).
Очертания стальных ферм принимают: треугольными (и),
с параллельными поясами (к, л)и трапециевидные(м). Для
пролетов до 30м фермы изготавливают из уголков, при
больших пролетах рекомендуется выполнение ферм из
элементов трубчатого или коробчатого сечений.
Рекомендуемые пролеты в м	• Строительная высота	Материал
12-30	1/8-1/10 L	Железобетон
12-36	1/6-1/8 L	Металлодерев.
18-36	1/8-1/10 L	Металл
CBCfHJS
FESHHUIUKW
UM ПКГОЫ-
ПОКРЫТИЯ ПО РАМАМ
Покрытия по рамам (а) не имеют принципиальных
отличий от покрытий по балкам: они могут быть также
прогонными, иметь, когда требуется, продольные эле-
менты жесткости в виде балок или ферм. Отличаются
сами рамы от балок характером статической работы.
Жесткое соединение ригеля с колонной ведет к перерас-
пределению усилий в элементах рамы: часть изгибающе-
го момента в ригеле передается на стойку, что позволяет
значительно уменьшить высоту ригеля. Высота сечения
рамы принимается равной 1/15—1/25 пролета, высота
сечения стойки в месте ее примыкания к ригелю - такой
же или несколько меньшей. Рамы - распорные
конструкции. Распор (горизонтальная составляющая
опорной реакции) воспринимается в раме, либо в
конструкции фундамента, либо затяжкой, размещаемой
под полом помещения. Рамы могут быть безшарнирны-
ми двух- и трех шарнирными, с горизонтальным или
ломаным очертанием ригеля, с вертикальными или на-
клонными стойками. Ломаный ригель или наклонные
стойки приближают очертания рамы к кривой давления,
снижая тем самым величины изгибающих моментов. На-
личие шарниров делает раму менее чувствительной к
осадке опор и значительно упрощает членение ее на
сборные элементы. Количество шарниров отражается на
величине распоров: чем больше шарниров, тем больше
распор (д, е, ж). Разгружающий характер консолей про-
является в рамных конструкциях. Рамы могут быть же-
лезобетонными, деревянными и металлическими. Уни-
фицированные железобетонные и деревянные (гнуто
клеенные) рамы используются в настоящее время при
строительстве сельскохозяйственных зданий. Это трех
шарнирные сборные рамы с пролетом 12-21м. Сечения
(б, в) ригеля и стойки - сплошные (в деревянных рамах
- в виде клееного многослойного пакета из гнутых до-
сок). В большем диапазоне пролетов применяются ме-
таллические рамы, безшарнирные и двух шарнирные (г).
Сечения металлических рам зависят от пролета: при
пролетах 18-60м — сплошное коробчатое или двутавро-
вое. При пролетах 60-150м становится целесообразнее
решетчатые конструкции. Решетка раскосная, при боль-
ших пролетах - шпренгельного типа. Рамы больших
пролетов нашли применение в покрытиях ангаров.
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
12-21	1/15 L	Дерево
12-21	1/15-1/25 L	Железобетон
18-150	1/20-1/30 L	Сталь
УСИЛИИ
А БЗЛАНЙЖШ ftUti
* лвлаииона нш
ж тнсоанжинш пш
н, < н* < н,
Н- РМПСР
КОМБИНИРОВАННЫЕ РАМЫ
1	д—ид , I I
ПРИМЕР 1. Основу покрытия составляют рамы, у
которых ригели - металлические двускатные балки дву-
таврового сечения установлены на наклонные железобе-
тонные колонны V- образной формы. При этом умень-
шается пролет балок, и образуются консоли. Концы кон-
солей металлическими тяжами (они же и стойки фахвер-
ка) крепятся к фундаментам. Закрепление концов консо-
лей позволяет перераспределить усилия в поясах ба-
лок, уменьшить высоту сечения и тем самым существен-
но облегчить покрытие. Применение V- образных ко-
лонн создает возможность уменьшить шаг балок (до Зм)
и применить облегченные кровельные плиты. Использо-
вание в плитах зенитных фонарей из оргстекла позволяет
придать интерьеру оригинальный характер, не прибегая
к помощи подвесного потолка.
ПРИМЕР 2. В основу структурной конструкции по-
ложены металлические пространственные треугольные
фермы шириной Зм, собираемые из плоских элементов
заводского изготовления. Треугольные фермы устанав-
ливаются с шагом Зм на наклонные колонны V- образ-
ной формы, образуя консоли по Змг Шаг колонн - 6м.
Консоли "оттянуты” к фундаментам^ Применение для
этой цели металлических тяжей (они же и стойки фах-
верка) позволяет перераспределить усилия в пространст-
венных фермах и снизить их массу. Облегчить покрытие
помогает и решение несущей основы кровли из стально-
го профилированного настила. Принятая схема каркаса
позволяет уменьшить строительную высоту покрытия до
1/20 L и получить оригинальный складчатый рисунок
покрытия без подвесного потолка. Использование на-
клонных колонн V- образной формы также способству-
ет архитектурной выразительности интерьера. Комбини-
рованные рамы, рассмотренные в данных примерах,
нашли применение в ряде объектов спортивного на-
значения. ’
ташхте вдммпаа
ннжм вимвоташ
вйтхйпч*юляп вяадиио со опита впали
г даю
ВДМЭ-ИИ1
моим хшнхзэдш та хиагонпаг
'юггз хжшяпгая та пиоим о опита «ней
г даю
f^SSJSVd и rwwtJ
tAta ИиГпЗО
’SHH^OQ^fSOOWdOeb
КОМБИНИРОВАННЫЕ РАМЫ
ПРИМЕР 3. Два складчатых элемента образуют ри-
гель трехшарнирной рамы, стойками которой служат
ажурные металлические конструкции из трубчатых эле-
ментов. Жесткость сооружения обеспечивается: в попе-
речном направлении системой подкосов, в продольном -
системой металлических связей, вписанных в плоскости
стоек. Складчатые элементы соединяют с помощью ван-
ной сварки выпусков арматуры и последующим замоно-
личиванием. Залу с таким покрытием свойственны все
достоинства и недостатки, отмечаемые в складчатых по-
крытиях.
ПРИМЕР 4. Несущую основу покрытия составляют
поперечные рамы, каждая из которых выполняется в ви-
де блока из двух наклонных V-образных колонн-подко-
сов, четырех колонн-оттяжек и двух арочно-вантовых
ферм. Ширина каждого блока 6м. Железобетонные V-
образные колонны защемлены в фундаменте и шарнирно
примыкают к ригелю. Железобетонные колонны-оттяж-
ки вверху и внизу закреплены шарнирно (они же - не-
сущие элементы витражей). Продольную жесткость кар-
каса помогают обеспечивать неразрезные продольно
идущие балки, жестко связывающие V- образнце подко-
сы поверху. Арочно-ванговая ферма запроектирована с
таким расчетом, чтобы уравновешивание'сил распора
происходило в основном в самом покрытии. Это позво-
лило отказаться от устройства оттяжек или контрфорсов,
применяемых в чисто вантовых конструкциях на прямо-
угольных формах плана. Ванты предварительно напря-
гают. Напряжение вант позволяет существенно снизить
изгибающие моменты в арке, возникающие при некото-
рых видах нагрузок. Сечение стальной арки двутавровое,
высота сечения - 1/80L. Очертание арки и вант приняты
по кривой давления от постоянно действующей части
нагрузки. Решетка ферм - из спаренных труб. Несущую
основу кровли составляет стальной оцинкованный на-
стил, уложенный по прогонам. Интерьер спортзала, ре-
шенного с таким покрытием, отличается архитектурной
выразительностью.

ПОКРЫТИЯ ПО АРКАМ
Покрытие по аркам (а) выполняется, практически,
так же, как и по рамам. В арках более эффективно ис-
пользуется материал: благодаря очертанию, прибли-
жающемуся к кривой давления (и), арка испытывает в
основном сжимающие усилия. Высота сечения арки
принимается равной 1/30- 1/80 пролета (зависит от ма-
териала и вида сечения). Арки, как и рамы - распорные
конструкции. Чем выше стрела подъема, тем меньше
распор и эффективнее работа, но при этом увеличивают-
ся строительный объем и сопутствующие этому затраты.
Распор воспринимается фундаментами, затяжками,
опорными наклонными стойками или контрфорсами, пе-
редающими усилия на фундаменты, рамными конструк-
циями пристроек. Как и рамы, арки могут быть бесшар-
нирными, двух- и трехшарнирными. По очертанию раз-
личают арки круговые, параболические, стрельчатые.
Материалом для арок может служить дерево, железобе-
тон и металл. В современном отечественном домострое-
нии деревянные арки применяют для пролетов 12,0- 24,0
м со сплошным прямоугольным сечением, клеедощатые
(б). Ограждающую часть покрытия выполняют либо по
прогонам, либо из клеефанерных панелей. Железобетон-
ные арки встречаются редко. Сечение сплошное прямо-
угольное или двутавровое (в). Наиболее целесообразны-
ми при больших пролетах являются стальные арки (г).
Это - сквозные стержневые системы, пространственная
жесткость которых достигается с помощью связевых
элементов (главных прогонов), так же как и в других
плоскостных конструкциях покрытий.
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
12-24	1/25-1/30 L	Дерево
24-26	1/30-1/40 L	Железобетон
48-180	1/30-1/80 L	Сталь
VQPMOQBFHaOBAHHE,
УСИЛИЯ
опции сид
* свая да покати
А ПУТОВОГО ОвИАНИЯ
мдмняяая
* ПДРДВОШЧККДЯ гнуто* vwkhuh
давааиа шэдх ткдмихяи дня
* оттаяли тисаагааиоя
и. дхя кыднтая шаыш
в тгемшыпвсй дна
Мм -о
РЦРЛДТСЯЮТ ДНЗ
Г. CUUMJB дни
ь- gtooo
Хвполяима
лллот
СКЛАДКИ
Треугольные складки встречаются пролетом до 60 м,
шириной не более 8 м. Ширина отдельных граней не
превышает 3-3,5 м, толщина не менее 50 мм. Высота
складок - 1/10-1/20L. (Н = 1/10L - отвечает требованиям
архитектурной выразительности, Н = 1/20L - возможно-
стям конструкции). На торцах предусматриваются диа-
фрагмы жесткости в виде глухих стенок, треугольных
рам или вилообразных элементов. Кроме того, жесткость
складок может быть обеспечена введением ребер жест-
кости и в пролете. Шаг ребер - 1,5 - 2,0 м. По своей гео-
метрической форме складки весьма разнообразны. Они
могут иметь открытое сечение (а и б) и замкнутый про-
филь (в); в зависимости от ориентации в плане - быть
параллельными (а), веерообразными (б) и встречными (г)
и (д) с консольными свесами и без свесов. Применение
складок с открытым сечением позволяет обогатить пла-
стику фасадов, особенно при наличии консольного свеса,
и интерьер, но усложняет гидро -, паро - и теплоизоля-
ционные работы. Ограничивается и область применения:
они используются там, где не требуется'прокладка ин-
женерных сетей в пределах строительной высоты по-
крытия. Складки замкнутого профил*, сохраняя вырази-
тельность в интерьере, позволяют упростить вопросы
изоляции и размещения всевозможных коммуникаций.
Кроме того, плоская верхняя плита включается в работу
конструкции. На фасад такие складки не выводят. Об-
ласть применения веерообразных складок - на трапецие-
видных й СЛОЖНЫХ криволинейных формах плана Выра-
зительны встречные складки, получаемые путем различ-
ных комбинаций треугольных граней. Из двух представ-
ленных вариантов (г) и (д) предпочтителен вариант (д); £
варианте (г) слишком мал момент инерции сеченш
складки посредине, пролета. Материалом для складов
чаще всего служит железобетон, монолитный и сборный
Встречаются складки и из армоцемента. При изготовле-
нии складок из монолитного железобетона (е) рекомен-
дуется принимать угол наклона граней не более 35°, что-
бы обеспечить.возможность их бетонирования без двой-
ной опалубки. Сборные железобетонные складки полу-
чают как из плоских элементов (ж), так и V- образны?
(з). Грани железобетонных и армоцементных складов
могут быть и криволинейными, очерченными по сину-
соидальной кривой.
РекомендуемЬте' пролеты в м	Строительная высота	Материал
12-36^^--	1/10-1/20 L	железобетон, армоцемент

хлию тавгктлч
шгпнг
тпдаимпун бдндата&ги
.SC-0C
ТШИОИУШЯИЖК
ISHLTfOA
СКЛАДКИ
Принципы конструирования и параметры те же, что
и у треугольных складок. Следует только отметить, что
при одном и том. же пролете конструктивная высота та-
ких складок несколько меньше, чем треугольных, а при
той же конструктивной высоте трапециевидные складки
имеют значительно больший момент инерции. Как и
треугольные, трапециевидные складки могут иметь от-
крытое сечение (а, в, г, д, е, ж) и замкнутый профиль (и).
Встречаются складки комбинированного типа, когда
консольные свесы решены из складок с открытым сече-
нием, а пролетная часть - из складок замкнутого профи-
ля (б) В таких решениях учитываются преимущества и
недостатки вышеназванных складок /см. аннотацию к
треугольным складкам/. Материалом для трапециевид-
ных складок служит железобетон, монолитный и сбор-
ный Сборные складки выполняют из плоских элементов
(г), трапециевидных с монолитным верхом (д) и трапе-
циевидных, располагаемых свесами полок "вверх" (а) и
"вниз" (ж). Плоские элементы наиболее просты в изго-
товлении, но конструкции из них отличаются меньшей
жесткостью и могут быть рекомендованы только для
средних пролетов (12-18 м). Наличие монолитного уча-
стка в верхней, сжатой зоне значительно усиливает
складку, делая возможным применение ее при больших
пролетах (например, при пролете 27 м и общей длине,
включая консоли, 45 м). При рассмотрении сборных
складок из элементов "полками вверх" и "полками вниз"
предпочтение отдается конструкциям из элементов
"полками вниз",-как более прочным и устойчивым. /При
элементах "полками вверх" возможна потеря устойчиво-
сти ржатых неподкрепленных свесов полок/. Если требу-
ется устройство верхнего света, то преимущества у кон-
струкций со стыками в верхней зоне. Как из треугольных
(к), так и трапециевидных (д) складок могут быть обра-
зованы складчатые шедовые покрытия, в которых часть
наклонных граней заменяется ленточным остеклением.
Такие складки выполняются преимущественно в моно-
литном железобетоне.
Трапециевидные складки
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
36 ,	, 1/10-1/20 L	Железобетон

ШАТРЫ
Шатровые оболочки - конструкции, имеющие чаще
форму усеченной пирамиды (а). Они могут опираться по
контуру, по двум сторонам или по углам. Материалом
служит монолитный или сборный железобетон. Шатро-
вые оболочки целесообразно выполнить из железобето-
на; в этом случае панели проектируют ребристыми. К
достоинствам шатровых конструкций, учитываемых в
гражданском строительстве, следует отнести возмож-
ность устройства верхнего света, открытых проемов и
их технологичность. Такие конструкции в сборно-
монолитном варианте оказываются целесообразны и
при устройстве междуэтажных перекрытий, если сетка
колонны 12 х 12 м и нагрузки приближаются к 5 т/м2.
Кроме того, они не требуют устройства подвесного по-
толка, пустоты в самой конструкции перекрытия исполь-
зуются как воздуховоды для общеобменной вентиляции.
В приведенном примере, (а) расход бетона равен 29
см/м2, стали 63 кг/м2. При решении перекрытий по
стальной балке расход бетона 20 см/м2, стали 140 кг/м2
перекрытия. Большие по сечению ребра элементов шат-
ровых оболочек отрицательно сказываются на интерьере
зального помещения, поэтому этот тип оболочек нахо-
дит, в основном, применение в промышленном строи-
тельстве: многоэтажные гаражи, склады. В гражданском
домостроении их можно встретить при возведении тор-
говых центров, выставочных залов музеев.

ДЛИННЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ОБОЛОЧКИ
Длинные цилиндрические оболочки - многоволно-
вые конструкции, которые характеризуются отношением
пролета к длине волны L/1 > 2 и стрелой подъема не ме-
нее 1/8 1. Поверхность оболочек образуется перемещени-
ем прямой по криволинейной направляющей (рис.1),
круговой, эллиптической, параболической или коробо-
вой. Такие оболочки относят к оболочкам нулевой гаус-
совой кривизны (показатель кривизны K=1/(RI*R2) ра-
вен 0, поскольку один из радиусов равен бесконечности).
В составе одной волны различают собственно оболочку
- тонкую плиту, гладкую или ребристую, изогнутую по
цилиндрической поверхности, бортовые элементы,
окаймляющие оболочку вдоль пролета и поперечные
диафрагмы. Высота бортовых элементов - от 0,3 до 0,5
полной высоты сечения оболочки. В качестве диафрагм
используются фермы или арки с затяжками. Кривизна
оболочек направлена поперек пролета. При работе под
нагрузкой такая оболочка подобна балке с криволиней-
ным поперечным сечением. Бортовые элементы воспри-
нимают растягивающие усилия, а диафрагмы обеспечи-
вают геометрическую неизменяемость поперечного се-
чения оболочки. Материалом для цилиндрических обо-
лочек чаще служит монолитный или сборный железобе-
тон и реже - армоцемент, сталь или алюминиевые спла-
вы. Монолитные железобетонные оболочки выполняют-
ся гладкими толщиной 50-100мм, сборные - из ребри-
стых элементов с толщиной плиты 30-60мм, которые
собирают по готовым предварительно напряженным
бортовым элементам. Соединения сварные с последую-
щим замоноличиванием. Для обеспечения стока атмо-
сферных вод в ендовах устраивают набетонку или при-
дают оболочке незначительную кривизну в продольном
направлении; Водоотвод - внутренний: в торцевых уча-
стках предусматривают специальные отверстия для про-
пуска труб. Утеплитель может быть как сверху, так и
снизу оболочки. Применение длинных цилиндрических
оболочек обогащает пластику фасадов (особенно при на-
личии консольного свеса и рельефной кривизны волн) и
дает возможность решать интерьер без подвесного по-
толка. К недостаткам таких покрытий следует отнести
ограничение области применения: их применяют в зда-
ниях, функции которых не требуют размещения разветв-
ленных инженерных коммуникаций в пределах строи-
тельной высоты покрытия.
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
24-40	По проекту	Железобетон

КОРОТКИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ И КОНИЧЕСКИЕ ОБОЛОЧКИ
Короткие цилиндрические оболочки - лентоволно-
вые конструкции, которые характеризуются отношением
пролета к длине волны L/1<1. Образование поверхности
и структура коротких оболочек - аналогичны длинным
оболочкам. Материал оболочек - монолитный или сбор-
ный железобетон. В монолитном железобетоне, а попе-
речные диафрагмы имеют вид арок с затяжками, а сама
оболочка выполняется в виде гладкой криволинейной
плиты толщиной 50-100 мм. В сборном варианте (б)
диафрагмы устраиваются в виде сегментных ферм,
имеющих в верхнем поясе выпуски арматуры для проч-
ных соединений с плитами оболочки. Размер бортовых
элементов не превышает 0,4x0,4м. Короткие цилиндри-
ческие оболочки по своей форме близки к плоскостным
конструкциям. Отличаются они от последних тем, что
путем сварки выпусков арматуры и замоноличивания
плит настила с диафрагмами настил включается в работу
на основной пролет. В отличие от длинных цилиндриче-
ских оболочек, короткие не выявляются в структуре фа-
садов, а интерьеры решают (в зависимости от требова-
ний) как без подвесного, так и с подвесным потолком.
При трапециевидной форме плана могут’ быть примене-
ны конические оболочки. Характер образования поверх-
ности и работа отдельной волны аналогичны длинным
цилиндрическим оболочкам.
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
18-30	1/8-1/10 L	Железобетон
> ~ t/yrtL*
НСНОЛКПОЯ ОБОХСЧКА
ruxu CEQSOWM
лианлц
верная ахишт
в сворнса кдчдхся оавддячдегаД овменки
КСНИЧЕКШ овокякя
шенки
своды
Современные сводчатые покрытия - это тонкостен-
ные конструкции, несущая способность которых обеспе-
чивается, прежде всего, их геометрической формой: кру-
гового очертания, параболического, стрельчатого, в виде
коробовой кривой, цепной линии. Такие покрытия со-
вмещают в себе несущие, ограждающие, а иногда и гид-
роизолирующие функции. Чаще всего они выполняются
из железобетона или армоцемента и редко - из металла и
дерева. Наиболее распространены своды из сборных од-
нотипных элементов. Подобными конструкциями можно
перекрывать здания любой длины. Своды, как и арки
(они и рассчитываются как арки) - распорные конструк-
ции. Распор воспринимается затяжками, фундаментами,
рамными пристройками, контрфорсами. Выбор того или
иного способа восприятия распора определяется в значи-
тельной степени функциональными и архитектурными
требованиями. Требуемая изгибная жесткость сводчато-
го покрытия значительных пролетов может быть обеспе-
чена путем подкрепления его ребрами или придания ему
волнистого или складчатого профиля в поперечном на-
правлении. В ребристом своде (б) шаг ребер зависит от
пролета: с увеличением пролета шаг уменьшается (к
примеру, от 12 м при L = 60 м до 7,5 м при L = 100 м), а
сечения увеличиваются. Основными несущими элемен-
тами конструкции являются ребра - арки. Более эффек-
тивными конструкциями, как по расходу материала, так
и с позиции изгибной жесткости и устойчивости, при-
знают волнистые (в) и складчатые (г) своды. Заслужива-
ют внимания кружально-сетчатые своды (з) с ромбиче-
ской решеткой из сборных железобетонных элементов
(по аналогии с ранее применявшимися деревянными
кружально-сетчатыми сводами). Ажурность решетки та-
ких сводов обогащает интерьер зала. Наряду с рассмот-
ренными цилиндрическими сводами, находят примене-
ние крестовые (д), сомкнутые (на прямоугольных и тре-
угольных формах плана (е)) и тороидальные своды (ж)
(образование тора показано на листе с бочарными сво-
дами-оболочками). Применение тороидального свода
связано с поиском оптимального решения плана здания
и, как показала практика, такая форма покрытия обеспе-
чивает существенное снижение его веса. К недостаткам
сводчатых конструкций относят: устройство затяжек и
контрфорсов, большое число опор по продольным сто-
ронам, увеличение строительного объема здания, труд-
ности, возникающие при решении входов и освещения с
боковых фасадов.
УСИЛИЯ
CECJfl ВИД пскнпхя
ОПЦИИ. ПИД
ютстсад свод
БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫЕ ПЛИТЫ - НАСТИЛЫ
Кровельные панели типа ЮК С совмещают несущие и
ограждающие функции. Это - предварительно напря-
женные панели шириной 1,5 и 3,0м с двумя ребрами -
диафрагмами сегментного очертания и плитой толщиной
30мм цилиндрической кривизны. Работают как тонко-
стенные своды - оболочки. Геометрия обуславливает по-
стоянство усилий в сжатой и растянутой зонах и пога-
шение поперечных сил в ребрах. Плитами КЖС можно
легко и удобно перекрывать одно двух- и многопро-
летные здания промышленного, гражданского и сель-
скохозяйственного назначения (с подвесными и мосто-
выми кранами, с возможностью устройства светоаэраци-
онных фонарей), опирая их на стены, а при каркасе - на
продольные балки. При этом значительно сокращается
число типоразмеров элементов, уменьшается объем зда-
ния и трудоемкость работ со стыками.
Железобетонные панели - оболочки с отрицательной
гауссовой кривизной представляют собой предваритель-
но напряженную гладкую или ребристую плиту с седло-
образной поверхностью размером 3x12 и 3x18м, толщи-
ной 35 мм с ребрами у продольных бортов. Панель про-
летом 8м усилена вертикальным продольным ребром
(килем). Высота ребра - от 200мм у опор, до 500мм в се-
редине. Высота профиля - 500мм. Применяются панели
пролетом 18м и без киля при высоте профиля - 700мм и
толщине - 50мм. Жесткость и устойчивость элемента
обеспечивается в основном геометрической формой са-
мой панели. Опирание подобно плиТам КЖС. Область
применения - актовые залы, спортзалы школ и заводские
здания. Интерьеры могут быть решены без подвесных
потолков.
Линейчатая армоцементная панель - "бабочка" обра-
зуется двумя коноидальными поверхностями, сопряжен-
ными между собой по длинным сторонам - предвари-
тельно напряженным ребрам. Размеры - 3x12, 3x15 и
3x18м. Ребра, очерченные по дуге, соединяются между
собой с помощью сварки закладных деталей. Возможны
решения покрытий с зенитными фонарями. Применяют
такие покрытия над зальными помещениями самого раз-
личного назначения и без подвесных потолков.
Кровельные панели типа КЖС
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
12-24	1/20 L	Железобетон
Железобетонные панели-оболочки
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
12-18	< 1/20 L	Железобетон
Линейчатые армоцементные панели
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
12-18	1/20 L	Железобетон
ОБЩИЙ ВИД
ПЛАНЫ И ЯАЗЛДЗЫ
(ШИ
БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫЕ ПЛИТЫ - НАСТИЛЫ
Армоцементная панель - оболочка шириной Зм
представляет собой коробчатую конструкцию с полкой
толщиной 25мм. Жесткость и устойчивость панели обес-
печивается геометрической формой элемента и контур-
ными ребрами. Продольные ребра переменной высоты
армированы предварительно напряженной арматурой,
плита - сеткой из стержневой арматуры D=15mm и двумя
ткаными сетками, торцевые ребра - плоскими каркаса-
ми. Такие панели предназначены для перекрытий спор-
тивных и актовых залов школ и других учебных заведе-
ний.
Армоцеменгные панели с выпуклыми продольными
ребрами - линейчатые конструкции, представляющие
собой две сопряженные коноидальные поверхности. Па-
нели - предварительно напряженные. Жесткость и ус-
тойчивость обеспечиваются, в основном, геометриче-
ской формой элемента. Предусматриваются также пане-
ли для использования в покрытиях без устройства спе-
циальной гидроизоляции, с перекрытием продольного
шва нащельником.
Армоцеменгные панели с горизонтальными про-
дольными ребрами, предусматриваются в покрытиях с
устройством специальной гидроизоляции. В остальном -
аналогичны панели с выпуклыми ребрами. Покрытия из
рассматриваемых панелей отличаются хорошими аку-
стическими характеристиками и выразительным интерь-
ером.
Панели - оболочки двоякой кривизны
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
12,0	<1/20 L	Армоцемент
Панели с выпуклыми продольными ребрами
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
12,0	< 1/20 L	Армоцемент
Панели с горизонтальными продольными ребрами
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
12,0	< 1/20 L	Армоцемент
МАНЫ И МЪГЕЪЫ
11 000
лгооо

4-4
ПЕРЕКРЕСТНЫЕ СИСТЕМЫ ИЗ МЕТАЛЛА
Перекрестные конструкции и покрытия из металла
представляют собой системы взаимно пересекающихся
ферм (а) или регулярные структуры из пирамидальных
элементов с квадратным (б), треугольным (в) или шести-
гранным основанием. Фермы могут располагаться вер-
тикально или наклонно, в двух или трех направлениях
(д). В местах пересечения - жесткое скрепление между
собой, обеспечивающее статическую работу системы как
пространственной плиты. Применение в качестве сбор-
ного элемента не отдельного стержня, а пирамиды, изго-
товленной в заводских условиях, повышает индустри-
альность, а в ряде случаев - и архитектурную вырази-
тельность таких покрытий. Шаг решетки назначают в
диапазоне 1,5 - 6 м. Соединяют элементы перекрестных
конструкций либо с помощью ванной сварки (1), либо с
помощью разного рода конвекторов (2). Стержни испы-
тывают, как правило, одноосные усилия сжатия - растя-
жения. Жесткость конструкции обеспечивается конст-
руктивной решеткой / большая жесткость у систем со
сложной решеткой /. Сравнительно малый шаг решетки
позволяет применять облегченный настил, который, в
ряде случаев, включают в работу верхнего пояса пере-
крестной системы. К преимуществам этих систем следу-
ет отнести возможность перекрывать ими. любой формы
план сооружения, свободно располагать опоры, созда-
вать консольные свесы и отверстия для зенитных фона-
рей, сравнительно малую строительную высоту, покры-
тия (1/20 - 1/35L), плоскую кровлю. Налаженное произ-
водство однотипных элементов позволяет создавать из
них покрытия со сложным профилем поперечного сече-
ния: в виде шатров (В), сводов (Б), куполов, односкат-
ных (Г) и двускатных (Д) покрытий, шедов (Е). Сложная
форма покрытий создает, как правило, такую несущую
систему, которая является основой объемно - планиро-
вочного решения и архитектурной выразительности зда-
ния в целом. К недостаткам перекрестных систем отно-
сят достаточно сложное изготовление их и монтаж, свя-
занные с требованием высокой точности, и противоре-
чия, возникающие между архитектором и инженерами -
сантехниками: последние за подвесные потолки, а архи-
тектор - против. В некоторых системах отмечается, по-
вышенный расход стали. Рациональная область приме-
нения перекрестных конструкций весьма обширна. Они
используются для зальных помещений торгово - быто-
вого и спортивно - зрелищного назначения.
ВАРНЛКПГ ПИГГ регулярней СТРУКТУРУ
ПЛИТЫ РЕГУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ
Структурную плиту (а) осветляют: армоцементные
пирамидальные элементы с квадратным основанием 1,5
х 1,5 м и верхние ребристые плиты размером 1,5 х 1,5 м
(б). При необходимости закрытия торцов здания могут
быть использованы торцовые элементы. Все соединения
- сварные. Для удобства изготовления и монтажа пира-
мидальные элементы формуются одновременно по 4 шт.
Покрытие в виде плит регулярной структуры отличается
архитектурной выразительностью, не требует устройства
подвесного или акустического потолка. В отдельных
случаях в покрытии могут быть оставлены проемы для
устройства фонарей освещения, для пропуска естествен-
но растущих деревьев и т.п. Такие покрытия позволяют
производить прокладку коммуникаций и воздуховодов
внутри самой конструкции. Водосброс с покрытия осу-
ществляется по уклонам, образующимся за счет строи-
тельного подъема, создаваемого в покрытии во время его
монтажа. Область применения: покрытия студенческих
аудиторий, залов .магазинов, ресторанов, спортивных и
актовых залов’ Покрытие (в) составляется из’одинаковых
тонкостенных коробчатых элементов —кессонов разме-
рами в плане 3 х 3 м и высотой 0,8-1 м (г). В пазах между
кессонами размещается- стержневая арматура, напрягае-
мая на анкерные блоки контура. Напряжению предшест-
вует бетонирование узловых зон (шпонок).v Предвари-у
тельное напряжение передается на кессоны через’ анкер-
ные блоки и узловые шпонки. При этом покрытие полу-
чает обратный выгиб и отделяется от лесов. Нижние и
верхние части- пазов замоноличиваются бетоном М 300.
Опирание по контуру допустимо по трем или двум про-
тивоположным сторонам. Конструкция покрытия позво-
ляет устройство зенитных фонарей. Как и плиты из пи-
. рамидальных элементов, кессонное покрытие отличается
архитектурной выразительностью и не требует устрой-
ства подвесных потолков.
а, б плиты из армоцемента
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
12-18	1,0	Армоцемент
в, г плиты из железобетона
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота;	....Материал
• 15-30	0,8-1,0	Железобетон

"ОПЦИЯ вид
ИЛИНЫ И /ИЗЯЕЗЫ
БОЧАРНЫЕ СВОДЫ - ОБОЛОЧКИ
Бочарные оболочки - многоволновые, относятся к
оболочкам положительной гауссовой кривизны: в отличие
от цилиндрических эти оболочки имеют продольную ось,
очерченную по дуге окружности или квадратной параболе.
Стрела подъема этой оси принимается в пределах от 1/2 до
1/10 величины пролета. Высота сечения волны составляет
1/30-1/40 пролета оболочки. Длина волны принимается
равной 1,5-4 ее высоты. Очертание сечения волны оболочки
принимают по дуге окружности (а), однако в опорных зонах
оболочка (больших пролетов) может иметь коноидальное
окончание (рис.2), обеспечивающее переход от кругового
сечения к прямоугольному по линии опирания. В составе
оболочки различают тонкую гладкую или ребристую плиту,
изогнутую по поверхности тора (рис. 1), бортовые элементы,
окаймляющие оболочку вдоль пролета, мощные затяжки с
подвесками также вдоль пролета и поперечные диафрагмы.
В качестве диафрагм используют фермы или арки как с
затяжками, так и без них. Смежные оболочки имеют общий
бортовой элемент и общую затяжку. Бочарные оболочки
работают и в поперечных, и в продольных направлениях
подобно сводам, поэтому можно встретить такое название:
"бочарные своды - оболочки". Распор в таких оболочках
воспринимают: в направлении пролета-затяжки, в
поперечном направлении - диафрагмы жесткости. (В
смежных оболочках распор взаимно погашается). При
разрезке оболочки на элементы предпочтение отдается
сборно-монолитному варианту: более жесткие стыки,
характерные для сборно-монолитных конструкций,
повышают жесткость оболочек в целом, расширяя при этом
диапазон перекрываемых пролетов. Конструкции бочарных
оболочек допускают устройство зенитных фонарей. К
недостаткам таких покрытий следует отнести существенно
завышаемые объемы зданий.
Рекомендуемые пролеты в м		Строительная высота		Материал
L	1	Н	h	
<96	<12	0,1 L	0,21	Железобетон
ПРПТ£»ТП
ПАРУСНЫЕ ОБОЛОЧКИ
Пологие (парусные) оболочки - оболочки положи-
тельной гауссовой кривизны имеют в плане форму квад-
рата или близкого к нему прямоугольника. Они могут
быть одиночными и много волновыми. В состав оболоч-
ки входят: плита - гладкая или ребристая и контурные
элементы, а при больших пролетах (70 м и более) вводят
дополнительно балки жесткости. Поверхность плиты
оболочки - сферическая или близкая к ней поверхность
переноса (рис. 1). В качестве контурных элементов (б)
могут быть применены фермы - сегментные и арочные,
раскосные и безраскосные, арки с затяжками и криволи-
нейные балки. При использовании ферм и арок - опира-
ния оболочек не четыре угла, при балочном контуре - по
периметру, на колонны или стены. Появление балочного
контура связано с возведением оболочек больших проле-
тов (100 м и более); при балочном контуре отсутствует
необходимость в постановке фахверковых колонн, и уп-
рощаются витражные работы. Материал оболочек - мо-
нолитный и сборный железобетон. Плита оболочки ра-
ботает в основном на сжатие и только в углах действует
значительное растягивающее усилие, воспринимаемое
предварительно напряженной угловой арматурой (в).
Распор в таких оболочках воспринимается контурными
элементами: при формах - предварительно напряженной
арматурой нижнего пояса, при арках - затяжкой, при
криволинейных балках - предварительно напряженной
арматурой, размещаемой по верху контура. В сборном
варианте - разрезка на элементы, как правило, прямо-
угольная по параллельным дугам окружности, (г). При
квадратном плане и пролетах до 40 м возможна радиаль-
ная разрезка по меридианам и кольцам, (д). Для разме-
щения угловой предварительно напряженной арматуры
предусматривают устройство каналов в самих плитах
или дополнительное расположение плит на угловых уча-
стках с размещением арматуры в швах. Плиты ребри-
стые плоские тонкостенные (3x3 м и 4x4 м) или цилинд-
рической кривизны (3x6 м и 3x12 м), монтируются реб-
рами вниз. Для повышения жесткости больших пролетов
оболочки выполняют сборно-монолитными. Конструк-
ции оболочек допускают устройство световых фонарей,
внутри - акустических потолков и подвесного транспор-
та. При выборе таких покрытий немаловажную роль иг-
рает проблема сокращения излишнего объема зданий.
	Высота	Пролет в м	Материал
Пологие	1/5-1/10 L	< 100	Железобетон
Вспарушенные	1/2-1/4 L	до 60	Железобетон
40 000______1 ,	«««Х*
ч- КУПОЛА
В основании купольного покрытия - круг и поверх-
ность купола образуется вращением кривой линии (по-
луарки) вокруг центральной вертикальной оси (а). В за-
висимости от вида образующей купола могут иметь сфе-
рическую (б), параболическую (в), эллиптическую и
стрельчатую (г) формы. Купола относятся к оболочкам
положительной кривизны. В состав купольного покры-
тия входят: плита оболочки, нижнее (а при устройстве
отверстия для фонаря) и верхнее опорные кольца. Плита
оболочки испытывает, в основном, сжимающие усилия,
и купол рассчитывают по так называемому безмомент-
ному напряженному состоянию. Нижнее опорное кольцо
растянуто, оно воспринимает усилия распора. В ряде
случаев распор воспринимают с помощью контрфорсов,
передающих усилия непосредственно на фундаменты.
Верхнее опорное кольцо работает на сжатие. Стрела
подъема купола - 1/12-1/2 диаметра. По экономическим
соображениям —от 1/6 до 1/3 диаметра. Диаметр купола
- до 200 м и более. При больших пролетах плиту обо-
лочки усиливают ребрами (ребристые купола), ребрами
и кольцами (ребристо-кольцевые купола),* сеткой ребер
(сетчатые купола), придают ей складчатую или волни-
стую поверхность (складчатые и волнистые купола). Ма-
териалом для куполов служат: чаще - .железобетон сбор-
ный и монолитный, реже - металлы, армбцемент и дре-
весина. Их решают в сплошных и стержневых конст-
рукциях. К достоинствам куполов следует отнести наи-
более эффективное использование материала и простоту
водоотвода. Недостатками таких покрытий являются за-
вышение строительного объема помещения и ухудшение
его акустических характеристик (купола не способству-
ют созданию диффузного звукового поля). Область при-
менения: спортивные сооружения, цирки, рынки.
. общин вид
ПЛАНЫ и разрдзы
УСИЛИЯ
СБОКЯКА ВРШЯХЯ
СЬКРОЦ
гагаото-касдао!	вааостая
ЗОНТИЧНЫЕ ОБОЛОЧКИ
Зонтичные оболочки - циклически симметричные
пространственные конструкции, образованные из ряда
однотонных элементов отрицательной и положительной
кривизны. Пересечения срединных поверхностей эле-
ментов создают кривые, образующие поверхность вра-
щения. В современной практике зонтичные оболочки
выполняются чаще из монолитного железобетона. Они
обладфот повышенной жесткостью, устойчивостью и
архитектурной выразительностью. Опирание оболочек -
либо непосредственно на фундаменты, либо на контр-
форсы. Область применения довольно значительна: по-
крытия рынков, ресторанов и кафе, наземных павильо-
нов метро и цирков.

ГИПАРЫ
Оболочки отрицательной кривизны могут иметь по-
верхность вращения или поверхность переноса. Наибо-
лее распространенной поверхностью переноса является
гиперболический параболоид (гипар). Поверхность ги-
пара образуется перемещением параболы с вершиной,
обращенной вверх в направлении, перпендикулярном к
плоскости по другой параболе с вершиной внизу . В ре-
зультате образуется поверхность в форме седла (а). На
этой поверхности может быть вырезан элемент в виде
скрученного квадрата, используемый для покрытия на
квадратных планах. Применительно к прямоугольному
плану поверхность гипара можно представить себе со-
стоящей из двух систем прямолинейных образующих в
виде парабол, расположенных по диагоналям прямо-
угольника, причем одна из них ориентирована вершиной
вверх, а другая - вниз (б). Образующие прямые распо-
ложены параллельно контурным линиям. Основным ма-
териалом для гипаров служит монолитный железобетон.
Линейчатость поверхности • позволяет изготовлять опа-
лубку и арматурные каркасы из прямолинейных элемен-
тов, упрощающих изготовление таких конструкций. При
этом положительные (в статическом отношении) свой-
ства криволинейной поверхности сохраняются. Имеют
место оболочки из сборного железобетона и других кон-
струкционных материалов. Применение оболочек в виде
одного гипара (в) встречаются редко. Разнообразные
пространственные решения конструкций создаются при
группировке7гипаров, чаще - типа "скрученный квадрат"
с опиранием на одну, две и четыре опоры (г). Линии пе-
ресечения гипаров образуют ребра, увеличивающие про-
странственную жесткость покрытия. Ребрами окаймляют
и контур оболочки. Оболочки создают распор. В выпук-
лых схемах распор воспринимается затяжками, в вогну-
тых схемах - .контурными ребрами. Такие оболочки на-
шли применение, как в гражданском, так и в промыш-
ленном строительстве. В гражданском домостроении
они используются для покрытия залов ресторанов, акто-
вых залов, цветочных павильонов.
Е пнмды ПСКИЛМЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ скручжш квадратов
ВИСЯЧИЕ ОБОЛОЧКИ
Это вантовые покрытия, в которых желозобетонные
плиты кровли, уложенные на свободно подвешенные
тросы, включаются в общую работу покрытия. Для этого
применяют один из следующих способов предваритель-
ного напряжения:
1	Замоноличивание швов после монтажа вант, плит
кровли и временного пригруза покрытия равного массе
утеплителя, кровли и снега. Пригруз размещают на пли-
тах, (например, в виде мешков с песком) или подвеши-
вают снизу к вантам (бочки с водой). После приобрете-
ния бетоном достаточной прочности пригруз снимают.
Ванты стремятся вернуться в исходное положение - и
обжимают плиты.
2.	Натяжение домкратами вант с одного конца после
завершения всех видов монтажных работ. Ванты разме-
щают в специальных каналах, которые после натяжения
вант инъецируются цементным раствором.
3.	Замоноличивание швов между плитами бетоном
на напрягающем цементе (НЦ-40) после монтажа всех
элементов покрытия. Провисание вант задают в преде-
лах 1/10-1/25 пролета. Меньшие значения стрелы прови-
сания снижают кубатуру здания, но увеличивают усилия
в вантах и опорном контуре.
Висячие оболочки применяют как для прямоуголь-
ных в плане зданий, так и круглых или овальных. Для
прямоугольных планов характерны покрытия с парал-
лельно расположенными вантами, разомкнутым конту-
ром и оттяжками, воспринимающими распор (а). Шаг
взят - 1,5-2,Ом. К торцам здания предусматривают уклон
примерно 2% за счет изменения длины вант (примерный
провис) или за счет уклона бортов'ых элементов (при по-
стоянной длине вант). Железобетонные бортовые эле-
менты для воспринятая распора от вант имеют развитое
сечение в горизонтальной плоскости. Оттяжки могут
быть стальными или железобетонными преднапряжен-
ными. От выдергивания они удерживаются массой грун-
та при помощи тарельчатых анкеров конической формы.
Форма плит кровли - квадратная иди прямоугольная.
Круглая или овальная форма плана предопределяет ра-
диальное расположение вант (б, в, г). Распор от вант
воспринимает замкнутое наружное кольцо, покрытие яв-
ляется сайб'уравновешеннои системой, где на колонны,
поддерживающие опорное кольцо, передаются верти-
кальные усилия. Поскольку наружное кольцо работает
на сжатие, его целесообразно проектировать железобе
тонным. Внутреннее кольцо - (вводимое по конструк-
тивным соображениям) растянуто и его выполняют
стальным. Форма плит кровли - трапециевидная. При
устройстве внутренней опоры висячая оболочка стано-
вится шатровой (в). Шатровое покрытие с угловыми
опорами (г) позволяет перебывать здания с прямо-
угольной и квадратной формой плана. В таких покрыти-
ях распор от основных вант воспринимает опорное
кольцо, на угловые опоры передается только небольшая
часть усилий от дополнительных вант. Кровлю выпол-
няют по.- традиционной схеме: жесткий утеплитель,
стяжка и рулонный ковер. Применение висячих оболо-
чек позволяет снизить кубатуру здания, улучшить аку-
стические характеристики зальных помещений. В отли-
чие от жестких оболочек, висячие оболочки никогда не
потеряют устойчивость, поскольку несущие элементы -
ванты, всегда растянуты. Достоинства висячих оболочек
предопределяет и их область применения: это покрытия
над спортивными сооружениями, рынками, кинотеатра-
ми, гаражами,- объектами общественного питания с про-
летами 30460м.

ПОКРЫТИЯ С ВАНТОВЫМИ СЕТЯМИ
В состав покрытия входят вантовая сеть, опорный
контур и кровля. Вантовая сеть, как правило, образуется
ортогональным пересечением двух семейств нитей -
провисающих и вспарушных. Покрытие при этом полу-
чает седлообразную форму. Провисающие тросы - не-
сущие, вспарушенные - стабилизирующие. Оптимальное
значение стрелы, провисание несущих вант составляет
примерно 1/25 пролета, стрелы подъема стабилизирую-
щих вант - 1/25-1/15 пролета. После предварительного
натяжения стабилизирующих тросов сеть двоякой кри-
визны превращается в жесткую конструктивную систе-
му. Усилия натяжения - расчетные назначают таким об-
разом, чтобы при полной нагрузке на покрытие они не
смогли снизиться до нуля. Опорный контур, как прави-
ло, выполняют криволинейным. Криволинейность кон-
тура позволяет свести к минимуму напряжения от изгиба
и, кроме того, является основой своеобразия архитек-
турных форм покрытия с вантовыми сетями. Часто в ка-
честве опорного контура используются арки. Очертание
арок обычно назначают параболическим' Основным ма-
териалом для них служит железобетон. Арки могут пе-
ресекаться и тогда они образуют заьйснутый контур (а) и
не пересекаются, образуя как бы разомкнутый опорный
контур (в). В первом случае - арки наклонные. Равнове-
сие таких покрытий обеспечивают колонны, поддержи-
вающие арки. Во втором случае - могут быть вертикаль-
ными. При вертикальном положении арок требуются на-
ружные оттяжки для восприятия распора от несущих
вант (г). При разомкнутом опорном контуре для закреп-
ления стабилизирующих тросов между пятами арок пре-
дусматривают тросы-подборы, жесткие сопрягающие
элементы или анкерные фундаменты. Варьируя разме-
рами и очертаниями арок, углами наклона их к горизон-
ту, формой здания в плане и количеством самих арок,
можно получать различные модификации таких покры-
тий. Опорный контур может быть и прямолинейным (д).
Получаемый на таком контуре гиперболический парабо-
лоид является самой простой формой покрытия с ванто-
вой сетью. Однако в прямолинейном опорном контуре
возникают значительные изгибающие моменты, что
приводит 'к перерасходу материалов и удорожанию
строительства. Кровля в таких покрытиях, как правило,
легкая. Применение кровли из замоноличиваемых желе-
зобетонных плит объясняется стремлением проектиров-
щиков дополнительно* увеличить жесткость покрытия (в
цирках, в сооружениях, подверженных сейсмическим
воздействием).
формообразование.
УСИЛИЯ
ПЛАНЫ И РАЗРЕЗЫ
ылцни при лвух соснах лнох
ВАНОНИ ПРИ ТРЕХ ОООНШ АРКАХ
ПОКРЫТИЯ ПО ТРОСОВЫМ ФЕРМАМ
НА КРУГЛОМ ПЛАНЕ
"——г-	— - — hL j*~ ‘ 1 ~ ~ 1аассг.т7117тдза1=жтлг7	hi пы..	—д    — т -— - - . —  д
Это - двухпоясные покрытия и, как правило, при
круглой (редко овальной) форме плана - ,с радиальным
расположением вант (а). Несущие ванты (стрела прови-
сания 1/10-1/20 перекрываемого диаметра) и стабилизи-
рующие (стрела подъема 1/10—1/30 диаметра покрытия)
вместе с вертикальными распорками, а иногда и подвес-
ками, образуют тросовые фермы. Стабилизирующие
тросы могут пересекаться в пролете с несущими (а), рас-
полагаться сверху (г) или под несущими тросами (д). Во
всех покрытиях распор от вант воспринимается железо-
бетонным опорным кольцом и стальным центральным
барабаном (в варианте (д) - одно центральное кольцо).
При пересечении в пролете стабилизирующих и несущих
вант появляется необходимость в устройстве второго
опорного кольца, либо приравнивают шаг вант по пери-,
метру покрытия к шагу колонн. В последнем случае (при
одном нижнем кольце) верхняя часть колонны будет ра-
ботать консольно, воспринимая распор от несущих вант.
Размеры колец барабана назначают из условия удобного
крепления концов вант; диаметр барабана обычно в пре-
делах 6-12 м. Для обеспечения общей пространственной
жесткости радиальной вантовой системы предусматри-
вают решетчатые кольцевые связи. Пересечение вант в
пролете и вогнутое покрытие снижают (за счет меньшей
строительной высоты покрытия) отапливаемый объем
здания, а сокращение при этом 'длины распорок и час-
тичная, а в случае вогнутого покрытия И. полная замена
сжатых распорок растянутыми подвесками приводит к
экономии стали. К недостаткам вогнутого покрытия от-
носят появление второго опорного кольца и сложность
удаления воды с кровли. Чтобы упростить водоотвод с
покрытия, кровельное ограждение укладывают по ниж-
нцм поясам тросовых ферм, защищая при этом открытые
несущие ванты от атмосферного воздействия смазкой и
оболочкой из поливинилхлорида. Для подвесок и соеди-
нительных элементов используется алюминий и нержа-
веющая сталь. При круглой форме плана может быть
применена система из параллельно расположенных ван-
товых ферм, пересекающихся в двух или трех направле-
ниях (б). В. местах пересечения вант размещают распор-
ки, концы вант заанкеривают в опорном контуре. Систе-
ма отличается равномерностью распределения усилий и
требуемой устойчивостью, однако из-за большого числа
типоразмеров конструктивных элементов применяется
редко. Наибольшее распространение получила система
радиальных вантовых ферм, пересекающихся в пролете.
Двухпоясные., системы применяют с легкой кровлей.
Обычно используются панели с каркасом из гнутых
стальных профилей, из алюминиевых сплавов или стек-
лопластика. В качестве утеплителя - пенопласты Гид-
роизоляция-рубероид или стеклоткань соответственно
на битумной’и резинобитумной мастиках.
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
— : _	—	Сталь
вляаитн
ПОКРЫТИЯ по ТРОСОВЫМ ФЕРМАМ
НА ПРЯМОУГОЛЬНОМ ПЛАНЕ
В состав покрытия входят двояковогнутые формы из
тросов, бортовые элементы - балки, образующие не-
замкнутый контур, и легкая кровля. Распор от вант через
бортовые элементы передается на парные оттяжки (а),
контрфорсы (б) или рамные конструкции (например,
трибуны). Двояковогнутые фермы, получаемые путем
размещения стабилизирующих вант ниже несущих,
имеют решетку из растянутых элементов, что повышает
эффективность таких систем. При этом решетка тросо-
вых ферм может быть раскосной и безраскосной. При-
менение раскосной решетки дает возможность получить
более устойчивую в своей плоскости систему (тросовые
фермы шведского инженера Яверта). Однако эти фермы
более трудоемки в монтаже, поскольку требуется натя-
жение каждого из диагональных элементов в отдельно-
сти. Наличие бортовых элементов обусловлено разным
шагом вантовых ферм и опорных конструкций (легкую
кровлю можно получить только при малом шаге ферм).
Оттяжки заанкеривают в грунте посредством специаль-
ных фундаментов, работающих на выдёргивание. Эти
анкерные устройства удорожают стоимость покрытия.
Кроме того, оттяжки за пределами здания осложняют его
эксплуатацию, а при проектировании - решение фаса-
дов. Тросовые фермы на прямоугольном плане нашли
применение в зарубежном строительстве.
/‘ГЕ&с&Н/ И KWIAJ
ъгия иитпао

МЕМБРАНЫ НА КРУГЛЫХ И ОВАЛЬНЫХ ПЛАНАХ
Основой мембранного покрытия является стальной
или алюминиевый лист, который совмещает в себе не-
сущую и ограждающую функции. По условию прочно-
сти толщина листа не превышает 1-1,5 мм даже при пе-
рекрытии больших пролетов, но по соображениям кор-
розионной стойкости мембраны из листовой стали
обычно выполняют толщиной не менее 3-4 мм. При
круглом плане провисающая мембрана может иметь
сферическую или коническую поверхность. Работая в
одинаковых условиях (пролеты, нагрузки), сферические
мембраны оказываются значительно выгоднее, чем ко-
нические: усилия в сферических примерно вдвое боль-
ше, чем в конических. Поэтому при больших пролетах
предпочтение отдается сферическим оболочкам. К пре-
имуществам конических оболочек можно отнести наи-
более простой способ - приложением расчетного груза в
вершине конуса - обеспечить только растягивающие на-
пряжения в мембране и значительно снизить ее раскачи-
вание при неравномерных нагрузках. Область рацио-
нального применения конических мембран ограничена
пролетами до 60м. Стрелу провисания мембран назна-
чать в пределах 1/15-1/25 пролета. Для восприятия рас-
пора контурные конструкции мембран решаются так же,
как и при вантовых системах. Крепление мембраны к
опорному контуру может быть точечным (а) и линейным
(б, в, г). Вырезы эллиптической формы в околоконтур-
ной зоне мембраны при точечном креплении устраняют
влияние местных напряжений и обеспечивают свободу
кольцевых деформаций мембраны. Однако как показала
практика, влияние краевого эффекта незначительно и
можно отказаться от устройства усложняющих вырезов.
Стабилизация мембран связана с предварительным рас-
тяжением оболочки. При круглом плане применяют ста-
билизацию покрытия введением системы вант или жест-
ких ребер. Ванты могут образовывать радиальные фер-
мы, используемые на начальном этапе монтажа в качест-
ве "постели" для раскатки рулонированных полос мем-
браны и напрягаемые на завершающем этапе монтажа
покрытия (а). Система параллельных вант (г) позволяет
упростить решение мембранной конструкции за счет
придания поверхности покрытия формы гиперболиче-
ского параболоида. Стабилизация покрытий с помощью
жестких ребер представляет бобой систему совместно
работающих с мембраной радиальных балок или ферм с
высотой поперечного сечения h=l/70-l/90 и легких
кольцевых ребер, шаг которых около Зм (б). Мембран-
ную оболочку можно получить путем переплетения ме-
таллических лент двух взаимно перпендикулярных на-
правлений (в). Переплетение лент предотвращает их рас-
слаивание при неравномерной нагрузке и обеспечивает
их совместную работу. Для получения у мембраны тре-
буемой стрелы провиса и приданию ей слитной поверх-
ности оболочку загружают до появления пластических
деформаций материала лент. Верхняя поверхность мем-
бран защищается либо многослойным теплогидроизоля-
ционным ковром (с эффективным утеплителем), напри-
мер - с пенополистеролцементом Y - 200 кг/м3, либо по-,
димерным составом (при напылении утеплителя снизу).
Основная область применения мембранных покрытий на
круглом плане - спортивные сооружения

МЕМБРАН^! НА ПРЯМОУГОЛНЫХ ПЛАНАХ
Для мембран на прямоугольных планах обычно при-
нимают цилиндрическую поверхность покрытия. Форма
поверхности мембраны, представленной на рис.(а), так-
же образована сочленяем четырех цилиндрических сек-
торов. При размерах зала 66x72м мембрана, выполнен-
ная из нержавеющей стали, имеет толщину 2мм. Нагруз-
ка от мембраны на монолитный железобетонный контур
передается только в углах покрытия через диагональные
подкрепляющие элементы из листовой стали толщиной
10мм. Опорный контур испытывает только сжимающие
усилия. Мембрана стабилизирована пригрузом. В каче-
стве пригруза использована масса утеплителя и кровли
(пенобетон толщиной 150мм, стяжка, стеклоткань на
кремнийорганических смолах и фольгоизол). Стабилиза-
цию мембран с цилиндрической формой поверхности
или провисающих по кривой давления можно осущест-
вить путем притягивания концов поперечных стабилизи-
рующих ребер к оголовкам фахверковых колонн (б). В
качестве таких ребер используют щирокополочные
сварные двутавры или фермы. Уложенные по попереч-
ным ребрам сравнительно легкие продольные балки (или
жесткие ванты) из швеллера или тавра дополнительно
стабилизируют мембрану и служат "постелью” при рас-
катке листовых рулонов. Распор от мембраны восприни-
мается стальными шпренгельными балками, располо-
женными по торцам зала, и распоркам, идущими по про-
дольным его сторонам. Стабилизацию мембран из двух
слоев лент, образующих поверхность гиперболического
параболоида, можно осуществлять притягиванием ста-
билизирующих лент к опорному контуру (в) (аналогично
покрытию с вантовой сетью). В таких покрытиях утеп-
литель укладывают между несущими и стабилизирую-
щими лентами. При алюминиевых лентах можно отка-
заться от кровельного ковра, укладывая стабилизирую-
щие ленты внахлестку с заделкой стыков каучуковым
герметиком. При подвешивании мембраны к трубобе-
тонному контуру (г) ниже его центра тяжести происхо-
дит перераспределение усилий в контуре, минимальное
сечение которого (Д/Ь=1/130) делает целесообразным
применение мембран и на прямоугольных планах. Ши-
рокий диапазон пролетов, высокие акустические качест-
ва при минимальной кубатуре зала - характерные осо-
бенности мембранных покрытий.
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
—	—	Сталь
—	—	Алюминий
ФОНИСОЛРА ЪОвАНИЕ усилия	О6ЩИИ вид	ПЛАНЫ и РА&РСЗЫ
a.
ПОКРЫТИЯ С ВИСЯЧИМИ БАЛКАМИ И ФЕРМАМИ
( ЖЕСТКИЕ ВАНТЫ)
Висячие балки и фермы относятся к жестким вантам.
Эта система является как бы промежуточной между ви-
сячими оболочками и мембранами, подкрепленными
ребрами. В отличие от висячих оболочек здесь исполь-
зуют не тросы, а стержневые элементы из профильной
стали. От мембран такая система отличается тем, что на-
стил в работе конструкции на растяжение не участвует.
На верхний пояс висячих балок или ферм обычно укла-
дывают стальной профилированный настил (а). Жесткие
ванты располагают параллельно или радиально. Высоту
поперечного сечения вант назначают в пределах 1/40—
1/60 пролета. Висячие балки обычно имеют сечение дву-
тавра и целесообразны при высоте его до 900мм (можно
встретить в мировой практике высоту балок 1200мм).
Жесткие ванты собирают из отдельных элементов и под-
вешивают к контуру. Отдельные элементы могут быть
прямолинейными и с заранее приданной им на заводе
кривизной, а соединение их либо шарнирное - на болтах,
либо жесткое - на сварке. При закреплении на контуре
из них можно образовать как свободно провисающую
нить, так и более рельефный профиль. Контур, воспри-
нимающий распор от жестких вант, может быть в виде
горизонтальных балок (б), наклонных арок (в) или пло-
ских и изогнутых из своей плоскости ж. б. колец. Доста-
точно широкая область применения жестких вант
(Олимпийский комплекс в Токио, плавательные бассей-
ны в Ленинграде (б) и Москве (в), двухзальный киноте-
атр в Ереване и др.) объясняется возможностью приме-
нения в висячих покрытиях более дешевых металлов,
более простых способов изготовления и монтажа конст-
рукции и, не в последнюю очередь, возможностью полу-
чения архитектурных решений, отвечающих замыслу
архитектора.
Рекомендуемые пролеты в м	Строительная высота	Материал
—	—	Металл

ПОДВЕСНЫЕ ПОКРЫТИЯ
Подвесные покрытия состоят из жесткой конст-
рукции и внешних вант закрепленных на пилонах (а) или
стойках (б) Жесткая конструкция может быть в виде
плоскостной или пространственной системы. Вантовые
подвески перераспределяют усилия в жестких балках
или фермах, позволяя уменьшить их поперечное сече-
ние, создают возможность перекрывать большие проле-
ты. Подвесные покрытия имеют большую жесткость,
чем вантовые системы. В подвесных покрытиях с парал-
лельным расположением несущих систем (б) шаг конст-
рукций составляет не менее 10м. Кровлю выполняют ли-
бо по прогонам, либо по металлическим крупноразмер-
ным панелям. Жесткость таких покрытий обеспечивает-
ся большой собственной массой кровли или предвари-
тельным напряжением оттяжек. К числу недостатков
следует отнести наружное расположение вант, подвер-
гающихся коррозии и температурным перепадам. Первое
усложняет и удорожает эксплуатацию покрытий, второе
- вызывает вертикальные смещения подвесной системы.
Область применения подвесных покрытий: спортивные
залы и выставочные павильоны, промышленные объекты
(фабрика, гараж).

ПЛАНЫ И ГАЗРЕЗЫ