9.5. Гіперболічні оболонки

Серед дерев'яних оболонок з поверхнею двоякої кривизни гіперболічні оболонки одержали найбільше поширення. Це пояснюється їхньою можливістю утворювати свою криволінійну поверхню за допомогою прямолінійних твірних. З усіх можливих геометричних форм у будівництві застосовують два типи поверхонь - гіперболічні параболоїди (гіпари) з прямолінійними бортовими елементами і параболоїди обертання. Ці поверхні називаються такими, що не розгортаються, або косими лінійчатими поверхнями. Завдяки цій властивості оболонки можуть бути виконані з

прямолінійних елементів - дощок, брусків, фанерних смуг. Покриття можуть складатися з одного гіпара, двох, трьох і більше, утворюючи багатосекційні оболонки. Такими конструкціями перекривають будівлі з квадратними, прямокутними, багатокутними і криволінійними планами.

Поверхня гіпара утворюється різними способами. Найбільш простим і наочним є спосіб трансформації плоского чотирикутника в просторовий зміщенням по вертикалі одного або двох діагонально розташованих кутів або скручуванням протилежних прямолінійних елементів контуру один щодо іншого (рис. 9.6,а).

Достоїнствами пологих гіпарів, особливо з прямолінійними краями, є простота утворення лінійчатої поверхні; підвищена стійкість у зв'язку з наявністю поверхні від'ємної гауссової кривизни; невисока маса деревини на 1 м2; мала будівельна висота; проста форма контурних діафрагм; добрі акустичні властивості; можливість створення різноманітних архітектурних форм.

Недоліками гіперболічних оболонок є деяка хиткість і досить високі для деревини дотичні напруження.

Дерев'яні гіперболічні оболонки складаються з прольотної будівлі і бортових елементів (рис. 9.6,г). Переріз оболонки при прольотах 8-10 м складається з двох шарів шпунтованих дощок товщиною 20-25 мм, покладених паралельно діагоналям. При прольотах 10-12 м переріз оболонки виконують уже з трьох-чотирьох шарів дощок. Шари розташовують під кутом 450 один щодо іншого, а дошки шарів з'єднують цвяхами або склеюванням.

Бортові елементи гіперболічних оболонок виготовляють із клеєної деревини, вони мають ширину 50-200 при висоті 150-300 мм. Вони можуть бути криволінійного обрису або закрученими щодо поздовжньої осі. Оболонка примикає до бортового елемента зверху і знизу і з'єднується з ним цвяхами зі склеюванням (рис. 9.6). Як правило, гіпари є розпірними

конструкціями. Розпір сприймається затяжкою або відпором ґрунту фундаментів.


Наближений розрахунок гіпарів виконують за безмоментною теорією. У цьому випадку в оболонці визначають нормальні й дотичні зусилля (напруження). У пологій гіперболічній оболонці при квадратному плані (рис. 9.6,б) при дії рівномірно розподіленого по горизонтальній проекції

навантаження q виникають тільки зусилля зсуву S постійної інтенсивності. Головні розтягуючі N1 (паралельні увігнутій діагоналі) і головні стискаючі -

N2 (паралельні опуклій діагоналі) зусилля за інтенсивністю дорівнюють зусиллям зсуву і спрямовані до них під кутом 45°.

Для гладких одношарових склопластикових оболонок вирішальним критерієм у визначенні товщини оболонки є не міцність, а стійкість. Щоб уникнути випинання пластмасової оболонки, стискаючі напруження в ній не повинні перевищувати 1/3 критичних, які обчислюються для гіперболічних прямокутних у плані оболонок за формулою

— h d E ab-yj 3(1 -//2)

де Е - модуль пружності; m - коефіцієнт Пуассона; d- товщина оболонки; h -підйом оболонки; а, b - розміри сторін оболонки в плані.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я