Большепролетные покрытия плоскими несущими конструкциями

Область применения и основные особенности.
Большие пролеты встречаются в зданиях общественного и специального назначения, в некоторых производственных зданиях.
В зданиях общественного назначения (театрах, концертных и спортивных залах, выставочных павильонах, рынках, крытых стадионах и т.п.) большие пролеты обусловлены эксплуатационными и архитектурными требованиями.
Здания специального назначения (ангары, гаражи, троллейбусные парки и т.п.) проектируют большепролетными исходя из технологических требований.
В промзданиях большие пролеты применяются в сборочных цехах и эксперементально-лабораторных корпусах (судостроительные и самолетостроительные цеха, научно-исследовательские лаборатории) исходя из больших размеров изделий и технологических требований.
Большепролетные здания в большинстве случаев проектируют однопролетными.
Различия в назначении большепролетных покрытий, условия их эксплуатации и предъявляемых к ним архитектурных требований, предопределяют применение всех известных конструктивных форм: балочных, рамных, арочных, пространственных и висячих.
Сооружения с большими пролетами (за редким исключением) не являются объектами массового строительства; их архитектурные и конструктивные решения весьма индивидуальны, что ограничивает возможности типизации и унификации конструкций. Поэтому типовые решения для отдельных конструктивных элементов этих покрытий (прогонов, кровельных плит и др.) следует применять в возможно большем объеме для чего назначать основные размеры сооружения (шаг ферм, рам, арок и других несущих конструкций) с учетом Единой модульной системы.
Основной особенностью большепролетных конструкций перекрытий, является то, что они в основном работают на нагрузку от собственного веса несущих и ограждающих конструкций, поэтому уменьшение собственного веса конструкций является главной задачей инженера. В связи с этим здесь рационально применять стали повышенной и высокой прочности, алюминиевые сплавы и легкие эффективные утеплители; предварительное напряжение как в несущих, так и в ограждающих конструкциях.
Другой особенностью большепролетных конструкций перекрытий является устройство (при необходимости устройства верхнего естественного освещения) поперечных фонарей используя при этом большую высоту несущих конструкций.

Балочные большепролетные конструкции – применяют в случаях, когда опоры не могут воспринять распорных усилий, т.е. при опирании на каменные стены, железобетонные колонны и т.п.
По расходу металла балочные системы тяжелее рамных и арочных, но проще в изготовлении и монтаже.
Балочные системы преимущественно применяют в общественных зданиях (концертных и спортивных залах и др.).
При пролетах 50 и более метров применяются фермы (сплошные балки при таких пролетах невыгодны по затрате металла).
Очертание ферм и схема решетки определяются пролетом, типом кровли и конструкцией подвесного потолка, который обычно устраивается в общественных зданиях.
Фермы больших пролетов получаются негабаритными по условиям транспортирования (h>3,85м), но в то же время наличие кровли и подвесного потолка вызывает необходимость иметь небольшие панели как по верхнему, так и по нижнему поясу ферм. Это приводит к необходимости устройства сложной шпренгельной решетки или применения безраспорных арок с растяжкой.
Компоновка балочных покрытий при пролетах 40х60 м выполняется аналогично покрытиям производственных зданий. При больших пролетах предпочтительнее становится балочная компоновка: блок образуется двумя фермами с шагом 6м, а расстояние между двумя блоками 18х24 м, которое перекрывается легкими формочками.
Хорошую основу для устройства большепролетных балочных систем дают трехгранные фермы с предварительным напряжением, удобные в изготовлении, транспортировании и монтаже (т.е. те же блочные конструкции).
При пролетах более 40м необходимо одну из опор балочной конструкции устраивать подвижной, чтобы исключить возможность передачи на стены распорных усилий, возникающих в результате упругих деформаций нижнего пояса ферм.
Подвесной потолок обычно опускают (на 0.5 м) относительно нижнего пояса ферм, с тем чтобы фермы были полностью доступны для осмотра и окраски.
Рациональным для пролетов 50-100 м является блок предварительно напряженной конструкции, в котором несущая конструкция совмещена с ограждающей: две вертикальные фермы с шагом 3м и соединенные по верхним и нижним поясам листами толщиной 1.6 и 1.0 мм (верхний пояс предварительно напрягается изгибным способом для того, чтобы он мог работать на сжатие), монтажный блок состоит из четырех отправочных блоков размерами 3х12м каждый и опирается на подстропильные конструкции.