что такое большепролетные здания
Большепролетные здания
Большепролетные здания – здания, перекрытие которых, в зависимости от назначения здания, может быть осуществлено только большепролетными несущими строительными конструкциями. Эти конструкции могут быть металлическими, железобетонными, сталежелезобетонными и другими.
Большепролетными конструкциями в зависимости от материала, конструктивного решения и величины пролетов являются:
железобетонные пространственные при пролете 12 м и более, плоскостные при пролете 18 м и более;
деревянные – в соответствии с действующей нормативно-технической документации (определяется проектной организацией).
[Строительный контроль. Методическое пособие. Под редакцией В.С. Котельникова. М.2010 г.]
Полезное
Смотреть что такое «Большепролетные здания» в других словарях:
Большепролетные здания — здания, перекрытие которых в зависимости от назначения здания, может быть выполнено только большепролетными несущими строительными конструкциями. Эти конструкции могут быть металлическими, железобетонными, сталежелезобетонными и др. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Большепролетные здания или сооружения — здания или сооружения с конструкциями покрытия пролетом свыше 36 м без промежуточных опор. К ним относятся пространственные конструкции сплошные и стержневые оболочки, купола, висячие вантовые, тонколистовые (мембранные) и тентовые покрытия,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Большепролетные здания и сооружения — покрытие которых выполнено с применением большепролетных (более 36 м) конструкций. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Здания большепролетные — Большепролетные здания здания, перекрытие которых в зависимости от назначения здания, может быть выполнено только большепролетными несущими строительными конструкциями. Эти конструкции могут быть металлическими, железобетонными,… … Официальная терминология
ТР 182-08: Технические рекомендации по научно-техническому сопровождению и мониторингу строительства большепролетных, высотных и других уникальных зданий и сооружений — Терминология ТР 182 08: Технические рекомендации по научно техническому сопровождению и мониторингу строительства большепролетных, высотных и других уникальных зданий и сооружений: Автоматизированная система (станция) мониторинга технического… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
МДС 13-22.2009: Методика геодезического мониторинга технического состояния высотных зданий и уникальных зданий и сооружений — Терминология МДС 13 22.2009: Методика геодезического мониторинга технического состояния высотных зданий и уникальных зданий и сооружений: Абсолютная (полная) осадка суммарная осадка с начала наблюдений, полученная относительно исходной высотной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
МДС 13-22.2009: Методика мониторинга технического состояния высотных и других уникальных зданий и сооружений геодезическими методами — Терминология МДС 13 22.2009: Методика мониторинга технического состояния высотных и других уникальных зданий и сооружений геодезическими методами: Абсолютная (полная) осадка суммарная осадка с начала наблюдений, полученная относительно исходной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
МРДС 02-08: Пособие по научно-техническому сопровождению и мониторингу строящихся зданий и сооружений, в том числе большепролетных, высотных и уникальных — Терминология МРДС 02 08: Пособие по научно техническому сопровождению и мониторингу строящихся зданий и сооружений, в том числе большепролетных, высотных и уникальных: Большепролетные здания и сооружения покрытие которых выполнено с применением… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Теория и расчет конструкций — Термины рубрики: Теория и расчет конструкций Аварийная расчетная ситуация Автоматизированная система мониторинга технического состояния несущих конструкций … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Крыша — Запрос «Крыша» перенаправляется сюда; см. также другие значения. У этого термина существуют и другие значения, см. Покрытие (значения) … Википедия
ТЕМА 4. БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
Кафедра “Экономика предприятий”
Разработал: к.э.н., доц. Захарченко Д.А.
по курсу «Основы строительной отрасли»
для студентов специальности 6.030504 «Экономика предприятий»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
Кафедра “Экономика предприятий”
Разработал: к.э.н., доц. Захарченко Д.А.
по курсу «Основы строительной отрасли»
для студентов специальности 6.030504 «Экономика предприятий»
Утверждено на заседании кафедры
ПРОТОКОЛ № __ от _______2011 р.
ТЕМА 4. БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
К большепролетным сооружениям относят такие, которые имеют пролеты более 40-80 м. Сравнительно недавно такие сооружения считались уникальными и строились крайне редко, в настоящее время быстрое развитие науки и техники, а также большая потребность в таких сооружениях в промышленности и сфере досуга и развлечения предопределили интенсивное строительство таких сооружений во многих странах.
Особый интерес представляют пространственные конструкции, которые состоят не из отдельных, независимых несущих элементов, передающих нагрузку друг друга, а представляют единую комплексную систему работающих частей конструкции.
Такой пространственный характер конструкций, широко внедряемый в строительство во всем мире – символ строительной техники 20в. И хотя некоторые виды пространственных конструкций – купола, крестовые и своды – были известны с древности, однако ни по применяемости материалов, ни по конструктивным решениям они не отвечают современным требованиям строительства, так как хотя и перекрывали значительные пролеты, но при этом были чрезвычайно тяжелы и массивны.
В пространственных конструкциях привлекает, и их способность оптимально удовлетворять функциональным и эстетическим требованиям архитектуры. Масштабы перекрываемых пролетов, возможность осуществлять гибкую планировку, разнообразие геометрических форм, материалов, архитектурная выразительность – вот далеко не полный перечень особенностей этих конструкций.
Сочетание функционального, технического и художественно-эстетического обеспечивает пространственным конструкциям широкую перспективу, не говоря уже о том, что их применение позволяет получить огромную экономию строительных материалов – на 20-30% снизить материалоемкость зданий и сооружений.
К плоскостным большепролетным сооружениям относятся балки, рамы, фермы, арки. Плоскостные конструкции работают под нагрузкой автономно, каждая в своей плоскости. Несущий элемент плоскостных конструкций, перекрывающих какую-то площадь здания (плита, балка, ферма) работает самостоятельно не участвуют в работе элементов, к которым он примыкает. Это обуславливает меньшую пространственную жесткость и несущую способность плоскостных элементов по сравнению с пространственными, а также их более высокую ресурсоемкость в первую очередь повышенный расход материалов.
Рис. 4.1. Конструктивные решения большепролетных конструкций
Монтаж рам сплошной конструкции производят двумя самоходными стреловыми кранами. Сначала на фундамент устанавливают стойки рамы с частью ригеля, опирающиеся на временную опору, а затем монтируют средний участок ригеля. Соединение частей ригеля производится на временных опорах сваркой или крепкой. После монтажа первой рамы конструкции расчаливают с помощью растяжек.
В ряде случаев рамные конструкции целесообразно монтировать методом надвижки. Такой метод применяют, если рамные конструкции невозможно сразу установить в проектное положение (внутри ведутся работы либо уже возведены конструкции, не позволяющие расположить краны).
Блок собирают в торце здания в специальном кондукторе из 2-3 или 4 ферм. Собранный и закрепленный блок по рельсовым путям поднимают в проектное положение. Устанавливают при помощи домкратов или с помощью легких кранов.
Арочные конструкции бывают 2-х типов: в виде 2-х шарнирной арки с затяжкой и 3-х шарнирной арки. При монтаже арочных конструкций, имеющих несущую часть в виде двухшарнирной арки, производится аналогично монтажу рамных конструкций с помощью самоходных стреловых кранов. Основное требование – это высокая точность монтажа, гарантирующая совмещение пятого (опорного) шарнира с опорой.
Монтаж трехшарнирных арок отличается некоторыми особенностями, связанными с наличием верхнего шарнира. Сборка последнего выполняется при помощи временной монтажной опоры, устанавливаемой посередине пролета. Монтаж производиться методом вертикального подъема, методами скольжения или поворота.
а – монтаж целиком двумя кранами; б – монтаж рам частями с использованием временных опор; в – монтаж рам методом поворота; 1-монтажный кран; 2-рама в сборе; 3-части рамы; 4-временные опоры; 5-лебедки; 6-монтажные стрелы.
Каждую полуарку стропят у центра тяжести и устанавливают так, чтобы пятовый шарнир был заведен на опору, а второй конец на временную опору. То же с другой полуаркой. Вращением в пятовом шарнире достигается совмещением осей замковых отверстий верхнего шарнира.
В пространственных конструкциях все элементы связаны между собой и участвуют в работе. Это приводит к значительному снижению расхода металла на единицу площади. Однако до последнего времени такие пространственные системы (купольные, вантовые, структурные, оболочки) не получали развития из-за высокой трудоемкости изготовления и монтажа.
Рис. 4.4. Монтаж купола с помощью временной центральной опоры
Купольные системы монтируются из отдельных стержней или из отдельных пластин. В зависимости от конструктивного решения, монтаж купольных конструкций может быть выполнен и с использованием временной стационарной опоры, навесным способом или в целом виде.
Сферические купола возводят кольцевыми ярусами, навесным способом. Каждый такой ярус обладает после полной сборки статистической устойчивостью и несущей способностью и служит основанием для вышележащего яруса. Сборные купола могут монтироваться при помощи кондукторных устройств и временных креплений – купол цирка в Киеве, или купол целиком собирается на земле и затем поднимается на проектный горизонт краном, пневмотранспортом или подъемником. Используется метод подращивания снизу.
Висячие конструкции стали применять со 2-й половины 19 века. И одним из первых примеров является покрытие павильона Всероссийской Нижегородской ярмарки, выполненное в 1896г. выдающимся советским инженером Шуховым.
Опыт применения таких систем доказал их прогрессивность, поскольку они позволяют максимально использовать высокопрочные стали и легкие ограждающие конструкции из пластиков и алюминиевых сплавов, что дает возможность создавать покрытия значительных пролетов.
Рис. 4.5. Монтаж висячих конструкций
1-башенный кран; 2-траверса; 3-тросовая полуферма; 4-центральный барабан; 5-временная опора; 6-смонтированная полуферма; 7- опорное кольцо.
В последнее время широкое распространение получили рамные висячие конструкции. Особенность устройства висячих конструкций заключается в том, что вначале возводятся несущие опоры, на которые укладывается опорный контур, воспринимающий натяжение от нитей вант. После их полной раскладки, покрытие загружают временной нагрузкой с учетом полной расчетной нагрузки. Такой прием предварительной напряженности исключает появление трещин в оболочке после полной ее нагрузки во время эксплуатации.
Разновидностью висячих вантовых конструкций являются мембранные покрытия. Мембранное покрытие представляет собой висячую систему в виде тонкой металлической листовой конструкции натянутой на железобетонный опорный контур. Один конец рулона закрепляется на опорном контуре, а рулон при помощи специального траверса краном разматывают на всю длину, натягивают лебедками и закрепляют на противоположном участке опорного контура.
Недостатком мембранных покрытий является необходимость сварки тонких листов по длине и монтажных элементов между собой с нахлестом в 50 мм. При этом практически невозможно получить сваркой шов равнопрочный с основным металлом, поэтому толщина листа искусственно завышается. Эта проблема в какой-то мере решается системой переплетенных лент из алюминиевых сплавов.
Первые длинные цилиндрические оболочки впервые были применены в 1928г. в Харькове при сооружении почтамта.
Длинные цилиндрические оболочки поставляются в полностью законченном виде или укрупняют по месту. Вес монтажных элементов 3х12 около 4 тонн. До подъема производится укрупнение в передвижном кондукторе двух плит вместе с затяжкой в один элемент. При укрупнении производят сварку закладных деталей в стыке, натяжение затяжки и замоноличивание швов.
Установив 8 укрупненных секций, образующих пролет 24м, их выверяют, чтобы совпадали и отверстия, далее сваривают все закладные детали и выпуски продольной арматуры, производят натяжение арматуры и бетонирование швов. После выдержки бетона оболочку раскружаливают и переставляют подмости.
В строительной практике пространственные, перекрестные, ребристые и стержневые конструкции обычно объединяют под названием структурные конструкции.
Перекрестные системы конструктивных различных форм покрытий с прямоугольными и диагональными решетками получили широкое распространение сравнительно недавно со второй половины 20 века в таких странах как США, Германия, Канада, Англия, бывший СССР.
Определенное время структурные конструкции не получали широкого развития из-за высокой трудоемкости изготовления и особенностей монтажа конструкции. Усовершенствование конструкции, особенно с использованием ЭВМ, позволило обеспечит переход на поточное их изготовление, снизить трудоемкость их расчета, повысить его точность и, следовательно, надежность.
Рис.4.6. Покрытие здания из крупноразмерных плит
1-плита размером 3х24м; 2-зенитный фонарь; 3-подстропильная ферма; 4- колонна.
В основе перекрестно-стержневых систем лежит опорная геометрическая форма. Отличительная особенность разных типов структурных конструкций – пространственный узел сопряжения стержней, который и определяет в значительной мере трудоемкость изготовления и сборки этих конструкций.
Структурные конструкции обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными плоскостными решениями в виде рам и балочных конструкций:
Наряду с отмеченными преимуществами структурные конструкции имеют и ряд недостатков:
Пневмоконструкции используются для временного укрытия или для использования в каких-то вспомогательных целях, например в качестве опорных конструкций при возведении оболочек и других пространственных конструкций.
Пневматические покрытия могут быть 2-х видов – воздухоопрные и воздухонесущие. В первом случае небольшое избыточное давление мягкой оболочки сооружения обеспечивает получение необходимой формы. И эта форма будет сохраняться, пока будет поддерживаться подача воздуха и необходимое избыточное давление.
Во втором случае – несущий конструкцией служат заполненные воздухом трубы из эластичного материала, образующие как бы каркас сооружения. Иногда их называют пневматическими сооружениями высокого давления, потому что давление воздуха в трубах намного выше, чем под воздухоопорной пленкой.
Возведение воздухоопорных сооружений начинают с подготовки площадки, на которую укладывают бетон или асфальт. По контуру сооружения устраивают фундамент с анкерными и уплотняющими устройствами. Под действием воздушного давления оболочка распрямляется и приобретает проектную форму.
Воздухонесущие или пневмокаркасные конструкции сооружаются аналогично воздухоопорным, лишь с той разницей, что воздух подают от компрессора по резиновым трубами и через специальные вентили закачивается в замкнутые каналы так называемого каркаса сооружения. Благодаря высокому давлению в камерах каркас занимает проектное положение (чаще всего в виде арок) и поднимает за собой ограждающую ткань.
Справочник автора/Архитектура/Большепролётные сооружения
Для начала немного определений. Пролетом называется расстояние между двумя точками опоры конструкции. То есть если двенадцатиметровая балка опирается на какие-нибудь опоры по краям — то это однопролетная балка пролетом 12 метров. Если цельная двенадцатиметровая балка опирается на три опоры — две по краям, одна в середине — то то двухпролетная неразрезная балка с пролетами 6 метров. Расстояние, перпендикулярное пролету в здании, то есть расстояние между двумя параллельно уложенными балками, называется шагом. Шаг, в отличие от пролета, редко бывает более 12 метров.
В современном капитальном строительстве экономически выгодно ставить опоры примерно каждые 20 метров, и так проектируют, например, склады.
Но посреди спорткомплекса или зрительного зала колонну не поставишь — вот и получаются большепролётные сооружения. Современные СНиПы к большепролётным относят гражданские сооружения с пролётом в 18 и более метров, производственные 30 и более, а также со свесом 9 и более метров. Для средневековых цифра 5 и более метров — когда уже не годятся дубовые балки.
Содержание
Советы по конструированию уровней [ править ]
Большепролётное сооружение будет символом вашего уровня — если не экстерьер из-за высотной застройки вокруг, то интерьер уж точно. Потому конструкторы уровней их любят. Вспомните хотя бы кинотеатр на первом уровне Duke Nukem 3D, музей в финале Mafia: The City of Lost Heaven: они во многом запомнились внутренностями таких сооружений.
Если детализации игры хватает, чтобы нарисовать несущую структуру, нарисуйте её. Это будет классно.
Существует много типовых проектов таких сооружений — так что смотрите, как устроен простой цех или склад, и переносите на ваш уровень. Например, есть рекомендации по минимальной высоте ферм в зависимости от длины пролёта — не стоит без нужды её занижать.
В подавляющем большинстве случаев потолок большепролётного помещения будет одновременно и крышей, без верхних этажей и чердаков. Такой потолок-крышу строители называют покрытием, в противовес кровле и перекрытию.
История [ править ]
Первое известное нам большепролётное сооружение — римский Пантеон («храм всех богов»). Построили его около 120 года, на удивление быстро (за несколько лет), из нового тогда материала — бетона. «Покорить пространство» было символом успеха для архитектора, подобные здания строили десятилетиями по штучным проектам, и они становились архитектурной доминантой тогдашних малоэтажных городов. По столь сложной и дорогой технологии делали только общественные и культовые здания.
Индустриализация привела к новому значению слова «цех» — из гильдии ремесленников он превратился в производственное сооружение. Лёгкость переустройства и присмотра за рабочими потребовала делать цех однообъёмным, и тогда появилась куча важных архитектурных решений: балки, фермы, шедовая (пилообразная) крыша. Символом экономической мощи конца XIX века стали выставочные залы, строившиеся из новых тогда материалов — стекла и стали.
С развитием авиации потребовались некапитальные большепролётные сооружения — ангары. И этих ангаров придумали кучу разных конструкций, пока не пришли к стандартному сводчатому. Архитектор Ричард Фуллер изобрёл купол из прямых стальных балок.
Развитие спорта упрятало под крышу сначала катки и бассейны, а потом и другие спортивные сооружения.
Элементы большепролётных сооружений [ править ]
Несущие конструкции делятся на плоскостные, перекрёстные (несколько плоскостных, пересекающихся друг с другом) и пространственные.
Плоскостные: балки, фермы, рамы, арки. Арка, растянутая вдоль, образует свод. Часто подобные покрытия делают из сборных бетонных настилов.
Фундамент у большепролётных сооружений непропорционально мал по сравнению с многоэтажным домом, и приходится учитывать осадку грунта и делать рамы и арки шарнирными — впрочем, для конструктора уровней это не важно.
Большие пролёты делают пространственными конструкциями, и самая простая из них — складчатое покрытие. Часто используют перекрёстно-стержневые конструкции.
В спортивных сооружениях любят подвесные системы, с такими элементами, как оболочка, оттяжка и стабилизирующий трос.
Ну и никуда не делся купол — он бывает монолитным бетонным, сборным бетонным и стальным.
Большепролётные сооружения обычно плохо освещены, это может исправить крышевое окно — фонарь. Наиболее распространённый вид фонарей — с обычными негерметичными вертикальными окнами.
Свод в средневековой архитектуре [ править ]
Архитектурные стили затронем вскользь, будем в основном о строительных нюансах. Очень много про своды в Википедии.
Чтобы сделать пролёт здания подлиннее, использовали деревянные балки, в идеале — дубовые. Это ограничивало пролёт примерно 5 метрами. Если нужно длиннее, плоское перекрытие уже не годится, и в позднюю античность придумали свод.
Свод, с одной стороны, действует на сжатие — в отличие от обычного перекрытия, которое действует на изгиб. С другой — перекрытие передаёт силы вертикально вниз, в то время как свод даёт усилия распора. И развитие архитектурных стилей средневековья во многом связано с тем, как с этими сводами работать.
(С бронзового века существует ложный свод, когда камни кладутся на опоры со сдвигом — он не даёт распора, но его нельзя сделать большепролётным.)
Романский стиль. Стена или ряд колонн поменьше поддерживает вес свода. Рядом стена побольше — она работает на распор. Свод сплошной, толще у опор и тоньше наверху, и щелыга (верхняя линия) свода состоит из замкóвых камней клиновидной формы. Тяжеловесность романского стиля — она из-за тяжёлых распорных стен.
В готическом стиле придумали нервюры — прочные арки, в то время как само покрытие (запалубка) лёгкое, в один камень толщиной. И вместо того, чтобы как-то скрывать нервюры, готика говорит: а я вот такая, у меня лёгкий свод на прочных нервюрах. Второе изобретение готики — сложная система стенок, простенков и контрфорсов, которые отводят распор в землю, оставляя собор лёгким на вид.
И, думаю, вы понимаете: зáмок — оборонительное сооружение, и большепролётными стоит делать только церемониальные залы.
Русская храмовая архитектура шла примерно в ногу с западной, только традиционно полагалась хотя бы на небольшой купол и на близкие к квадратным соборы — а не выраженно крестообразные.
Воздухоопорные сооружения [ править ]
Наименее капитальные из большепролётных сооружений, изобретены около 1970.
Оболочка обычно делается из двух слоев армированной синтетической ткани с воздушной прослойкой между ними 20-100 см (для сохранения тепла) и крепится к фундаменту. В простейшем виде фундамент — просто лежащие на земле бетонные блоки. Внутри помещения постоянно работает вентилятор, поддерживающий избыточное давление внутри купола примерно в 1 дюйм водяного столба = 250 паскаль (при атмосферном давлении в 101,3 кПа). Этот перепад давлений в шлюзе равносилен спуску на 22 метра, то есть шесть-семь этажей. Существует вариант с надувными балками, в которых давление повыше, поддерживающими натянутую тканевую оболочку. Не нуждается в шлюзовании, более эстетически гибок чем просто надувной купол, но дороже.
Применение: небольшие спорткомплексы, некоторые виды производства. В «глубинке» могут быть небольшие торговые центры. Вариант с надувными балками последнее время стал популярен для быстроразворачиваемых палаточных городков вроде военных лагерей или передвижных госпиталей.
Сводчатый ангар [ править ]
Предок сводчатого ангара, хижина Ниссена, изобретена в Англии в 1МВ. Строится из стальных балок, покрытых гофрированным железом. До размеров ангара хижину довели около 1940.
Применение: производственные (и изредка торговые) здания.
Лёгкие стальные тонкостенные конструкции [ править ]
Используются как в малоэтажном жилом строительстве, так и в индустриальном. Основа этих конструкций — оцинкованные листы и балки.
Придумана в Канаде в послевоенные годы для быстрого типового строительства «субурбий». Собственно для жилого строительства конструкция оказалась не самой удачной — человек любит натуральное и строит из ЛСТК только от безнадёги, предпочитая более дорогие деревянно-каркасные. Зато склады и мастерские из этого материала получаются хорошие. (И магазины тоже — но они уже не большепролётные.)
Поскольку нас интересуют именно склады и мастерские — то преимущества:
Применение: самые разные виды некапитальных нежилых зданий. Ну и небольшие жилые в местах, где мало дерева или бывают землетрясения.