Мембранные покрытия

Саратовский государственный технический университет

Кафедра: Промышленное и гражданское строительство

Реферат по дисциплине металлические конструкции на тему: Мембранные покрытия

Выполнил: студент гр.

                                                                                               ПГС-41

Проверил:                                                                                          

Саратов-2006

МЕМБРАННЫЕ ПОКРЫТИЯ

Особенности мембранных покрытий

Современным тенденциям в области строительства — увеличению перекрываемого пролета и снижению собственной. Maссы конструкций — в  наибольшей мере удовлетворяют комбинированные (сталежелезобетонные) висячие покрытия, состоящие из тонколистовой двухосно растянутой металлической пролетной конструкции и сжатого железобетонного опорного контура.

В этом конструктивном решении наилучшим образом используются механические качества каждого материала. Действительно, сталь, хорошо работающая на растяжение, идет на изготовление собственно мембраны, отчего вес пролетной части конструкции оказывается минимальным. Другая, сжатая часть конструкции — опорный контур — выполняется в железобетоне, хорошо работающем на сжатие (внецентренное сжатие).

Если традиционные покрытия состоят из несущих и ограж­дающих конструкций, то в мембранах эти функции совмещены. Работа стального листа мембраны в двух направлениях обеспечивает возможность перекрывать большие пространства, и собственная масса такой конструкции всегда будет меньше массы конструкции плоскостной стержневой системы.

Проектные проработки и исследования показывают, что бла­годаря двухосной работы материала тонким стальным листом можно перекрывать пролет 200 м при толщине мембраны всего 2 мм, т.е. с расходом стали на пролетное строение 16 кг/м2. Восприятие мембранами касательных усилий способствует резкому снижению изгибающих моментов в опорном контуре, что выгодно отличает эти конструкции от дискретных. Наряду с малым расходом стали, мембранные покрытия обладают повы­шенным запасом прочности — локальные несовершенства конст­рукции и металла в мембранах не столь опасны, как в дискрет­ных системах.

Мембрана, изготовленная из обычных сталей, имеющих отно­сительное удлинение более 18%, представляет собой практи­чески неразрушимую конструкцию. Это обусловлено тем, что с увеличением нагрузки резко возрастает стрела провеса по­крытия и, следовательно, его несущая способность.

И, наконец, большое достоинство мембран при перекрытии ими больших пролетов — возможность переноса основных тру­доемких процессов по возведению покрытия в заводские усло­вия, где могут изготовляться большеразмерные стальные полот­нища (500 м2 и более), которые в компактных рулонах достав­ляются на строительство.

Вообще говоря, отечественной практике известны два спо­соба устройства мембранных покрытий. По первому способу стальные полотнища, образующие мембрану, раскладываются и соединяются друг с другом внизу на горизонтальном основании, после чего мембрана целиком поднимается в проектное положе­ние. В этом случае предусмотренную проектом форму мембрана получает в процессе подъема и загружения ее постоянной на­грузкой. Такой прием был применен при устройстве мембранных покрытий универсального спортивного зала в Измайлове. По второму способу полотнище, образующее мембрану, расклады­вают в проектное положение на элементы постели. Иногда по­стель выполняет функцию конструкции, стабилизирующей фор­му мембранного покрытия. При этом постель должна обладать изгибной жесткостью в вертикальной плоскости. Жесткая по­стель в виде радиальных вантовых ферм выполнена под мем­бранным покрытием универсального спортивного зала в Ленин­граде. Постель в виде радиальных ферм с жесткими элементами сделана под мембранным покрытием стадиона на просп. Мира. Постель в виде ортогонально расположенных металлических полос, образующих жесткую форму гиперболического парабо­лоида, выполнена в покрытии велотрека в Крылатском.

Эффективность мембранных покрытий, как уже отмечалось, в использовании железобетона для опорного контура. Рацио­нально запроектированный опорный контур работает как внецентренно-сжатый элемент с малым эксцентриситетом нормаль­ной силы, т. е. как элемент, все сечение которого сжато. Естест­венно, что для таких элементов применение железобетона весьма экономично.

В связи с тем что сечение опорного контура в мембранных системах почти всегда определяется из условия прочности, а не устойчивости, для него выгодно применять самые высокие марки бетона. При этом процент армирования может быть минималь­ным.

Опорный контур, как правило, является наиболее дорогим элементом конструкции. Стоимость его составляет более 50% общей стоимости несущей конструкции покрытия.

Исследования подтверждают высокую экономичность желе­зобетонного опорного контура по сравнению с остальным.

Железобетонный опорный контур имеет большую степень надежности, чем металлический, в связи с более высокой дол­говечностью материала, массивностью и большей жесткостью сечения.

До недавних пор считалось, что применение тонколистовых мембранных висячих покрытий рационально лишь при круглой форме плана, так как только в этом случае, при равномерной внешней нагрузке, опорный контур работает на центральное сжатие.

Однако теоретические и экспериментальные исследования последних лет (В. И. Трофимов, И. Г. Людковский и др.) пока­зали, что учет действительной совместной работы мембраны с опорным контуром позволяет получить эффективные решения мембранных покрытий при различных формах покрытия в плане.

Некоторые исследователи пошли дальше и выдвинули идею о безизгибности опорного контура. Основываясь на эксперимен­тальных работах с тонколистовыми и мембранными покрытия­ми, И. Г. Людковский показал, что гибкая пологая, первона­чально плоская мембрана, имея обрамление в виде замкнутого опорного контура, при действии поперечной нагрузки представ­ляет собой следящую систему, которая саморегулирует и опти­мизирует напряженное состояние конструкции, вызывая в контуре произвольного очертания только однозначные сжимаю­щие напряжения. Это положение справедливо для конструкций, имеющих деформируемый опорный контур.

Жесткость контура решающим образом влияет на распреде­ление усилий в системе. Ранее при проектировании мембран опорный контур, в котором они закреплялись, как правило, при­нимался недеформируемым. При этом, естественно, в нем воз­никали большие изгибающие моменты в горизонтальном направ­лении в связи с тем, что на жесткий контур мембрана передает распор большой величины (что обусловлено пологостью конст­рукции). Было замечено, что даже малая податливость контура резко снижает передаваемые на него усилия.

Стабильность очертания опорного контура обусловлена тем, что пологую двухосно напряженную мембрану весьма трудно продеформировать горизонтальными усилиями из-за большой ее жесткости на растяжение и изгиб в своей плоскости. Опорный контур не обладает необходимой для этого энергией из-за своей ограниченной изгибной жесткости.

Криволинейный контур, например эллиптический в плане, будет под нагрузкой стремиться к увеличению своей большой оси. Но изменение его кривизны связано с растяжением мембраны горизонтальными силами, которые должны быть очень большими для того, чтобы продеформировать жесткую мембрану. Такие силы могут возникнуть лишь при очень жестком контуре.

При прямоугольных или многоугольных очертаниях усилия будут перетекать в углы.

В настоящее время еще не создана общая методика расчета мембранных конструкций с разнообразными планами. Она очень сложна из-за физической и геометрической нелинейности конструкции.

Как правило,   в   различных  участках   мембраны  может одновременно возникнуть двухстадийная работа: при криволи­нейных очертаниях покрытия — пластическая работа в средней части и упругая работа по периферии. При прямоугольных очертаниях, наоборот, наиболее напряженными должны быть угловые зоны, в которых по мере роста нагрузки должны вознекать пластические деформации, вследствие чего с изменением нагрузки расчетная схема будет меняться. Поэтому наряду с теоретическими исследованиями, в первую очередь, были проведены экспериментальные.

Экспериментальные данные и указанные выше факторы дали И. Г. Людковскому основание для утверждения, что пологие, первоначально плоские тонколистовые  висячие  мембранные  конструкции,  жестко связанные по периметру с деформируе­мым опорным контуром любого очертания в плане, обладают свойством под действием поперечной нагрузки существенно изменять форму своей поверхности, не вызывая при этом значи­тельных деформаций опорного контура и искажений перво­начального геометрического очертания в плане.

Иными словами, было высказано утверждение, что опорный контур мембраны, очертание которого может состоять из любого числа прямолинейных либо криволинейных отрезков, сопряжен­ных между собой плавно, либо с углом перелома, мало чувстви­телен к изменению нагрузки на мембране, причем любая несим­метричная нагрузка на мембране не вызывает в нем растяги­вающих напряжений. Такое напряженное состояние опорного контура справедливо и в случае его опирания на редко расставлен­ные колонны, например, при опирании прямоугольного в плане контура по углам при условии прикрепления мембраны к конту­ру ниже центра тяжести его сечения. В таких случаях растяги­вающие напряжения в контуре от его изгиба под действием собственной массы погашаются благодаря эксцентричному прило­жению нормальной силы.

Таким образом, основные особенности работы висячих мем­бранных систем по сравнению, например, с выпуклыми (поло­жительной гауссовой кривизны) железобетонными оболочками состоят в следующем: выпуклые оболочки имеют постоянное и заранее заданное очертание поверхности; тонколистовые висячие покрытия не имеют постоянного очертания — их геометрия является функци­ей нагрузки, т.е. они имеют меняющуюся форму, следящую за нагрузкой; деформации выпуклых оболочек весьма малы по сравнению с основными размерами, поэтому они не учитываются; висячие мембранные покрытия весьма деформативны (вследствие упру­гих, пластических и кинематических перемещений); стрела подъема выпуклых оболочек, как правило, принима­ется не менее 1/5 их пролета; провесы висячих мембран колеб­лются в пределах 1/50 – 1/25 их пролета; выпуклые оболочки не могут быть столь пологими из-за потери устойчивости; деформации опорного контура выпуклых пологих оболочек неблагоприятно сказываются на их надежности и могут привести к обрушению; в висячих покрытиях деформации контура увели­чивают несущую способность конструкции в целом.

Стабилизирующее влияние мембраны на контур весьма вели­ко. Стабильность очертания опорного контура, как уже отмеча­лось, обусловлена тем, что пологая, двухосно напряженная мем­брана весьма слабо деформируется под действием горизонталь­ных усилий из-за большой жесткости на растяжение и изгиб (в своей плоскости). Вследствие этого даже гибкий опорный контур может иметь весьма ограниченные горизонтальные сме­щения.

Большое достоинство мембранных покрытий — выгодная гео­метрическая форма, благодаря которой покрытие в объемной компоновке сооружения описывает функционально необходимое пространство, что дает возможность получать наименьший по сравнению с другими системами покрытий объем сооружения, сокращая таким образом эксплуатационные расходы на отопле­ние, вентиляцию, кондиционирование.

Мембраны не требуют специальной противопожарной защиты, что предопределено их свойствами, заключающимися в не­возможности мгновенного обрушения при нагреве.

Монтажные соединения элементов мембран осуществляют на сварке, высокопрочных болтах и заклепках,

В качестве основного материала для мембран обычно ис­пользуют малоуглеродистую и низколегированную сталь, одна­ко при соответствующих обоснованиях применяют нержавею­щую сталь и алюминий.

Серьезная проблема в обеспечении необходимой  статической работы мембран — их стабилизация. Как известно, вися­чие покрытия весьма деформативны и использование их в ка­честве кровельного покрытия требует специальной стабилиза­ции поверхности.

Стабилизация может осуществляться рядом конструктивных приемов: введением в конструкцию мембраны вантовой предва­рительно напряженной системы, включением в работу мембраны специальных ребер, обладающих изгибной жесткостью, создани­ем необходимого пригруза мембранного покрытия.

Исследования показывают, что в мембранах на круглом и овальном планах, когда собственная масса в 1,5—2 раза пре­вышает снеговую нагрузку и мембрана жестко соединена с кон­туром, положение поверхности оказывается достаточно устойчи­вым, где бы ни размещалась снеговая нагрузка.

При двойном превышении собственной массы над снеговой нагрузкой, если кромка мембраны соединена с опорным конту­ром по всему периметру, цилиндрические поверхности кровли также достаточно устойчивы.

Следует отметить, что приоритет в создании мембранных конструкций принадлежит нашему соотечественнику, выдаю­щемуся русскому инженеру В. Г. Шухову, который в 1896 г. на Всемирной выставке в Нижнем Новгороде перекрыл стальной мембраной центральную часть инженерно-строительного па­вильона диаметром 25 м.

Широкое внедрение в строительную практику легких утеплителей, наличие мощных производственных баз, позволяющих основные трудоемкие процессы изготовления конструкции пере­нести в заводские условия, создали предпосылки для резкого повышения эффективности мембранных систем и возведения за последние годы ряда большепролетных мембранных покрытий. Таких,   например, как   Дворец спорта имени В. И. Ленина в г. Фрунзе и плавательный бассейн в Харькове пролетами по 63 м, концертный зал в г. Сочи.

Наиболее крупным сооружением с мембранным покрытием, опыт возведения которого использован в последующем проекти­ровании и строительстве олимпийских сооружений в Москве, явился крытый стадион на 25 тыс. зрителей, законченный стро­ительством в 1979 г. в Ленинграде (рис. 1.1). Крытый стадион осуществлен по проекту ЛенЗНИИЭП.

Объем крытого стадиона диаметром 160 м и высотой 39 м перекрыт предварительно-напряженной стальной висячей обо­лочкой—мембраной толщиной 6 мм. По наружному контуру мембрана шарнирно крепится в 112 точках к сборно-монолит­ному железобетонному опорному контуру.

15

Рис. 1. Конструктивное решение стадиона на 25 тыс. зрителей в Ленинграде

15

Особенности расчета мембранных покрытий

Мембранные покрытия рассчитывают численными и анали­тическими методами. В первом случае континуальные поверх­ности и их контуры аппроксимируются дискретной стержневой моделью, при этом, расчет реализуется на ЭВМ. Во втором слу­чае используется аппарат прикладной теории упругости чаще всего с применением для решения контактной задачи сопряже­ния мембраны с контуром энергетических методов в перемеще­ниях.

Задачи обычно решаются в предположении упругой работы материала без учета или с учетом геометрической нелинейности, при этом в обоих случаях учитывают все возможные деформа­ции контурных элементов (сжатие, изгиб, кручение).

По сравнению с расчетом в геометрически нелинейной поста­новке расчеты по линейной теории висячих мембранных систем на равномерно распределенную нагрузку идут в запас по усилиям и по перемещениям.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

При неравномерных нагрузках линейный расчет висячих систем с определенными соотношениями временной неравномерной и постоянной равномерно распределенной нагрузки может  привести к занижению усилий и прогибов вследствие кинематических перемещений системы и изменения первоначальной геометрии покрытия.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

В мембранных покрытиях вследствие их работы на сдвиг  неравномерные нагрузки не приводят к существенному изменению исходной формы оболочки. Так, экспериментальные исследования покрытия универсального стадиона на просп. Мира, где собственная масса в полтора раза превышала   временную нагрузку, показали, что суммарный прогиб от собственной массы и одностороннего загружения снегом оказался практически таким же, как и при равномерном распределении нагрузки  по всей поверхности, и располагается близко к центру покрытия. Это позволило сделать вывод, о том, что в случаях, когда собст­венная масса в полтора раза и более превышает снеговую наг­рузку,  расчеты,   проведенные в линейной  постановке, дают некоторый запас не только на действие равномерно распределен­ной, но и неравномерной нагрузки при одностороннем действии снега.

Вместе с тем в ряде случаев необходимо учитывать так на­зываемую конструктивную нелинейность, т. е. изменение в про­цессе работы сооружения механических свойств некоторых материалов или расчетных схем конструкции, например, при железобетонных контурах учитывать снижение модуля упруго­сти бетона во времени. При расчете контурных арок велотрека в Крылатском было необходимо учесть две стадии работы кон­струкции: первая — при неподвижных   пятах арок и вторая — когда произойдет их подвижка и включатся в работу затяжки, соединяющие пяты арок.,

Как уже отмечалось, мембранные покрытия рассчитывают при упругом состоянии материала, однако в. мембранах, форма образования которых создается в процессе нагружения (т. е. первоначально плоские мембранные конструкции), учитывается пластическое состояние материала на определенной части по­верхности.

В статической работе мембранной оболочки важен правиль­ный учет влияния соединения растянутой мембраны со сжатым опорным контуром. Существует точка зрения о том, что присое­диненная к сжатому контуру по всему его периметру мембрана будет испытывать в кольцевом направлении сжимающие усилия.

Поэтому чтобы исключить потерю устойчивости приопорной зоны мембраны, подобное присоединение в ряде случаев осу­ществлялось не по всему периметру, а в отдельных точках.

Однако эксперименты не подтверждают сколько-нибудь су­щественного искривления мембраны при ее прикреплении по всему периметру. Исследования показали, что наличие растяги­вающих напряжений в одном направлении создает условия восприятия тонким листом сжимающих напряжений в ортого­нальном направлении.

Следует также учитывать, что при таком прикреплении мембрана в большой мере воспринимает сдвиговые усилия, ко­торые, как уже отмечалось, способствуют снижению изгибающих моментов в опорном контуре от действия неравномерных нагру­зок.

Работа мембран на сдвиг, а также восприятие приконтурной зоной сжимающих напряжений способствуют снижению не только изгибающих моментов, но и сжимающих сил в контуре по сравнению с системой, поверхность которой образована вантовой сеткой. Сопоставление внутренних   усилий в   опорном контуре покрытия велотрека Крылатском при наличии мембраны и в предположении, что покрытие образовано вантовой сеткой, показало значительное снижение усилий от действия равномерно распределительной нагрузки в    первом    случае.

Последние исследования поведения мембраны в месте примыкания к наружному опорному контуру показали, что кольцевые сжимающие усилия в оболочке, обусловленные совместной работой со сжатым опорным контуром, довольно быстро переходят в растягивающие по мере удаления от контура. Сплошное соединение мембраны с опорным контуром при максимальных напряжениях, не превышающих 60 МПа, предотвращает потерю устойчивости сжатого тонкого листа. Одновременно с расчетами на нагрузки в стадии эксплуа­тации обязательна проверка прочности, жесткости и устойчивости мембраны на стадии монтажа. Монтаж крупными бло­ками вызывает необходимость производить дополнительный расчет на этой стадии: когда часть мембраны смонтирована и оказывает несимметричные воздействия на опорный контур (см. п. 1 особенности монтажа мембранного покрытия крытого стадиона на просп. Мира).

При монтаже мембран способом подъема сваренного на земле покрытии расчет производится на стадии подъема и от­дельно в стадии эксплуатации —при других условиях закрепления в опорном контуре.

Таким образом, на восприятие собственной массы — одна расчетная схема, а на последующее восприятие снеговой на­грузки— другая.

1. КРЫТЫЙ СТАДИОН НА 45 ТЫС. ЗРИТЕЛЕЙ НА ПРОСПЕКТЕ МИРА

Комплекс крытого стадиона по своему функциональному содержанию разделен на пять зон. Центральная — с ареной, трибунами и вспомогательными помещениями для зрителей, гостей, комментаторов. Во второй зоне размещены вестибюль, гардероб и фоне для зрителей, пресс-центр, предприятия об­щественного питания (ресторан, кафе, столовая, пресс-бар). В двух других зонах находятся залы: хоккейный зал размером 30x61 м с искусственным льдом, спортивный зал хореографии размером 36X18, два спортивных зала размерами 42X24 м предназначены для тренировочных занятий по волейболу, бас­кетболу, ручному мячу, теннису.

15

Рис 2. Конструктивное решение сооружения

15

Колон­ны высотой 33 м шарнирно оперты на железобетонные опоры и жестко связаны с контурным кольцом. Цилиндрические шар­ниры обеспечивают возможность поворота колонн в опорной части при температурных деформациях покрытия.

Контурное железобетонное кольцо выполнено в стальном корытообразном коробе шириной 5 и высотой 1,75 м (рис. 1.5, а).

Такое решение позволило выполнить опорное кольцо без традиционных в таких случаях опалубки и подмостей.

К наружному кольцу подвешена висячая растянутая обо­лочка из стального листа толщиной 5 мм с поверхностью в ви­де эллиптического параболоида положительной гауссовой кривизны (со стрелой провисания, достигающей 12 м), рабо­тающая совместно с наружным контурным кольцом.

Оболочка покрытия (мембрана) кроме основного стального листа толщиной 5 мм состоит из радиально расположенных стабилизирующих ребер-ферм высотой 2,5 м с шагом по на­ружному контуру 10 м и кольцевых элементов — прогонов, уложенных по верхним и нижним поясам этих ферм. Назна­чение стабилизирующих ферм—в распределении влияния од­ностороннего загружения растянутой стальной оболочки сне­гом и различного рода технологическими нагрузками. Верх­ние пояса этих ферм имеют сечение в виде лежачего швеллера № 40 и являются одновременно радиальными ребрами, по ко­торым укладывали поставляемые в виде рулонов листы сталь­ной оболочки.

Раскатанные листы в виде сегментов соединяли между со­бой по поясам стабилизирующих ферм высокопрочными бол­тами диаметром 24 мм.

Висячая растянутая тонкая стальная оболочка, ужесточен­ная стабилизирующими фермами и связанная с наружным контурным кольцом, замкнута в центральной части покрытия внутренним эллиптической формы плоским кольцом размером 30x24 м. Это кольцо со структурной системой стальных балок, покрытых листом толщиной 8 мм, представляю­щих собой ортотропную плиту, является органической состав­ной частью висячей оболочки. Примыкающая к внутреннему кольцу оболочка прикреплена к нему на высокопрочных болтах. Кроме того, в узле примыкания мембраны и стабилизирующей фермы к внутреннему кольцу предусмотрено специальное устройство из парных регулируемых болтов, которые позволили регулировать положение верхних поясов ферм, обеспечивающих проектное геометрическое положение всей оболочки.

Мембрану собирали по выверенной поверхности стабилизи­рующих ферм секторами длиной примерно 90 м.

Высота структурного покрытия 5 м. Это требовало увеличе­ния общего объема сооружения.

Кроме того, при столь больших пролетах структуру приш­лось опереть па мощные рамы и ввести еще дополнительные фермы по наибольшей оси эллипса, что значительно усложнило конструкцию всего сооружения.

Монтаж покрытия сопряжен с необходимостью установки по всей площади сооружения мощных подмостей и, следователь­но, со значительным расходом стали на монтажные приспособ­ления.

Вес металла, приходящийся на 1 м2 покрытии стрктур­ном варианте, составил около 125 кг

Комбинированное висячее   покрытие.   Несущая конструкция предложена в виде вант и ферм жесткости, кото­рые чередуются друг с другом, располагаясь в радиальном на­правлении, и закреплены через 4,5 м к внешнему контуру. Цепные усилия с внешней стороны воспринимаются опорным контуром, выполненным в сборно-монолитном железобетоне, а с внутренней стороны — стальным эллиптическим кольцом.

15

Рис 3Вариант комбинированного висячего покрытия в виде вант и ферм жесткости

15

Об­щий весметалла (исключая арматуру внешнего опорного кон­тура), отнесенный к 1 м2 покрытия, около 70 кг.

С точки зрения изготовления эта конструкция сомнений не вызывает и в монтаже более проста, чем, например, структур­ная конструкция. Кроме того, вертикальная нагрузка, переда­ваемая с кровли на рамы при опирании внутреннего кольца на ригеля рам, будет несоизмеримо меньшей, чем при первом конструктивном варианте. Однако вантовое решение не лише­но и серьезных недостатков. Наиболее существенный недоста­ток — наличие больших изгибающих моментов в опорном кон­туре, особенно при несимметричных нагрузках, исчисляемых тысячами килоныотонов, для восприятия которых требуются большое развитие контура и чрезмерное насыщение его ар­матурой. Расч показали что вся экономия в материале, которая достигнута на собственно покрытии, утрачивается при выполнении контуров. Кроме того, висячее покрытие значитель­но более деформировано, чем структурное, особенно при не­симметричных снеговых и ветровых воздействиях. Чередование ферм и вант, имеющих разную деформативность при неразрез­ном профилированном настиле, может привести к его работе с двойным пролетом, что сопряжено с опасностью потери ус­тойчивости профиля.

Сборно-монолитная железобетонная предварительно-напря­женная висячая оболочка монтируется без лесов по радиальной вантовой сетке, ванты —из высокопрочных оцинко­ванных канатов, а плиты, образующие поле оболочки, — из керамзитожелезобетона.

В основу разработки конструкции оболочки легли прове­денные в НИИЖБе теоретические и экспериментальные иссле­дования, в результате которых была разработана методика расчета, позволяющая определять оптимальные геометричес­кие параметры вантовой системы для покрытий эллиптическо­го очертания в плане, т.е. такие, при которых опорный контур работает на внецеитренпое сжатие с небольшими эксцентри­цитетами и не нуждается в усилении, исходя из условий мон­тажа конструкции '.

Вариант покрытия в виде сборно-монолитной железобетонной висячей

оболочки .

Наружный контур принят в виде сборно-монолитного коль­ца сечением 1,75x2,1 м из бетона марки М400. Внутреннее кольцо —из горизонтальных стальных листов толщиной 40 мм.

Ванты запроектированы в виде пучков из семипроволочных цинкованных прядей условным диаметром 15 мм. В пучке 12_19 прядей. Общее число вант 180.

Керамзитобетонные ребристые плиты приняты с высотой ребра 500 мм; средняя  приведенная толщина плит 8 см.

Перед предварительным напряжением замоноличиваются кольцевые швы. После того как бетон в кольцевых швах набе­рет необходимую прочность, осуществляется предварительное напряжение вант с передачей усилий на бетон. Затем бетоном на напрягающем цементе замоноличиваются радиальные швы .Расход стали на покрытие 25,2 кг/м2, бетона 15,65 см/м2 (см. табл. 4).

Достоинством этого варианта покрытия являются его эко-t комичность — малый расход стали и бетона, а также возможность возведения без подмостей (кроме центральной времен­ной опоры — туры под внутреннее опорное кольцо), низкие экс­плуатационные расходы и повышенная огнестойкость. Его не­достатки — высокая трудоемкость и соответственно более дли­тельные сроки возведения, значительные сложности при про­изводстве работ в зимних условиях.

Основное преимущество мембранного покрытия по сравне­нию с вантовым вытекает из принципиального различия вантовых и мембранных решений: если при вантах ограждение, на­пример, в виде профилированного настила передает на несущие конструкции поперечную нагрузку, не воспринимая цепные силы, то в мембране сочетаются в одном элементе несущие и ограждающие функции.

По сравнению с предыдущим вариантом — железобетонной оболочкой — преимущество мембранного стального покрытия — в меньшей собственной массе пролетной части, в индустриаль­ное и простоте возведения, возможности бессезонного вы­полнения этой конструкции специализированной монтажной организацией .

Следует заметить, что расчетная толщина мембраны могла быть снижена до 2,5 мм. Однако, исходя из условий долговеч­ности и сварки, толщина мембраны принята равной 4 мм. В результате мембранное покрытие имеет повышенный почти в 2 раза запас прочности, что при сравнительной легкости конст­рукции (70 кг/м2), ее новизне и уникальности весьма жела­тельно и полезно.