Для  студентов архитектурных специальностей

Металлические конструкции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Если центры кривизны лежат по одну сторону поверхности, то поверхность имеет положительную гауссову кривизну (купол, пологая оболочка). Если эти центры лежат с обеих сторон поверхности, то поверхность имеет отрицательную гауссову кривизну (гипар). Если же один из радвусов равен бесконечности, то поверхность имеет нулевую гауссову кривизну (сетчатый цилиндрический свод).

Наиболее распространены в практике строительства купола на круглом плане, которые в зависимости от поверхности, описываемой вращающейся кривой, могут быть сферическими, стрельчатыми, эллиптическими, параболическими, коническими и т. п.

По конструктивным признакам купола могут быть ребристыми, ребристо-кольцевыми, сетчатыми. Ребристый купол представляет собой пространственно-арочную конструкцию из плоских криволинейных ребер, устанавливаемых в радиальном направлении и соединенных между собой в нижней части опорным кольцом, работаю-. щим на растяжение, а в вершине купола — верхним кольцом, работающим на сжатие ( 185, а). Панели кровлн укладывают па кольцевым прогонам, шжрнирно соединенным с ребрами купола.

Ребристо-кольцевые купола отличаются от ребристых включением в работу купола кольцевых прогонов, образующих совместно с ребрами жесткую пространственную систему ( 185, б). Кольцевые иросоны в ребристо-кольцевых куполах кроме опирання панелей кровли обеспечивают общую устойчивость и уменьшают расчетную длину ребер купола из их плоскости. Для общей жесткости куполов этих видов устраивают шшамум четыре связевые панели, представляющие собой сектора из двух смежных ребер, сопряженных друг с другом крестовыми связями и распорками-прогонами.

Дальнейшим развитием ребристо-кольцевых куполов является купол Шведлера, отличающийся от вышеизложенных тем, что крестовые связи в нем ставят в каждой четырехугольной ячейке, благодаря чему значительно повышается жесткость купола. Диаметр такого купола может быть увеличен до 200 м

В современной практике куполостроения наибольшее применение получили сетчатые купола на основе сеток с треугольными ячейками, а также геодезические системы куполов, стержни которых являются ребрами многоугольников, вписанных в сферу. Принцип построения куполов на основе сеток с треугольными ячейками заключается в проектировании некоторой плоской сети на поверхности купола. Для этого купол членят на определенное число одинаковых пространственных секторов, каждый из которых разбивается на более мелкие треугольные ячейки.

Звездчатая система разбивки (купол Фёппля) получается из системы Шведлера путем поворота каждого горизонтального кольца на угол Q=n/n (n — число граней купола) ( 185, г). При звездчатой разбивке длину всех некольцевых стержней назначают одинаковой, что приводит образующуюся сеть к правильной сети Че-бышева.

В системе Чивитта ( 185, д) все узлы яруса лежат в одной горизонтальной плоскости, что позволяет при разбивке купола проектировать одинаковыми расстояния между кольцами или длину кольцевых элементов в одном ярусе.

Равенством длин стержней, расположенных в меридиональном направлении, отличается ромбическая сеть, показанная на  185, е, построенная на основе правильной сети Чебышева.

Наиболее целесообразны с точки зрения получения однотипных стержневых и узловых элементов геодезические купола, построенные на основе сферической сети додэкаэдр (разбивка Р. Б. Фуллера) и на основе сферической сети икосаэдр (разбивка М. С. Туполева).

В зависимости от членения сферических треугольников на мелкие ячейки могут быть получены треугольные, пятиугольные, шестиугольные и ромбического вида сетки, придающие сетчатым куполам интересные архитектурные формы ( 186, в). Однопоясные сетчатые купола проектируют диаметром до 150 м, а двухпоясные до 600 м при высоте сечения (7юо—7i5o)ЈW. Сравнение двух схем геодезических куполов показывает, что по количеству типоразмеров стержней и панелей покрытия более рациональны схемы на основе додэкаэдра.