При пролетах до 24 м используются типовые железобетонные фермы и настилы. Целесообразное решение покрытий достигается также при применении длинномерных сборных настилов, укладываемых по продольным балкам, опертым на колонны, или по несущим продольным стенам. Такие настилы могут быть пустотелыми (типа «динакор») высотой 80-100 см, ребристыми шириной 1,5-3 м, типа. ТТ, сводчатыми типа КЖС, вспарушенными, гиперболического очертания и т. д. (рис. 4.3, а-е).

Рамные конструкции

Для создания крупных общественных помещений могут применяться одноэтажные рамные конструкции, в которых ригели жестко соединены с колоннами. Такие рамы могут быть металлическими, железобетонными и деревянными. Применение клееной древесины позволяет получить рамные конструкции изящных и сложных форм, а дешевизна, легкость и прочность древесины в таких конструкциях делает их конкурентоспособными с другими видами конструкций, несмотря на опасность загнивания во влажных ycловияx и невысокую огнестойкость. Современная строительная техника позволяет путем пропитки дерева соответствующими составами придать ему значительную сопротивляемость гниению и действию огня, что позволяет применять деревянные клееные конструкции в покрытиях зданий II класса.

В большепролетных общественных зданиях применение деревянных клееных рам дает значительное уменьшение материалоемкости конструкций при простоте изготовления.

Железобетонные рамы больших пролетов применяют редко ввиду их массивности и высокой стоимости.

Металлические рамы сплошного сечения целесообразны только при сравнительно небольших пролетах (до 24 м), решетчатые же рамы могут применяться в пролетах до 150 м.

Рамные конструкции могут иметь разнообразные формы с прямыми, ломаными и криволинейными очертаниями, что в ряде случаев позволяет получить определенный архитектурный эффект. Они допускают устройство крупных нависающих консолей, например на железнодорожных перронах, посадочных площадках аэровокзалов, над трибунами стадионов, входами в крупные общественные здания и т. д. (рис. 4.5,6).

Арочные покрытия перекрывают пролеты 100 м и более. Высокие архитектурные качества арочных конструкций позволяют во многих случаях получить выразительные интерьеры крупных залов.

Арки могут быть деревянными, металлическими и железобетонными, сплошного или решетчатого сечения. При малых пролетах (до 30 м) деревянные и железобетонные арки имеют прямоугольное сечение, а металлические - двутавровое. При пролетах от 30 до 50 м независимо от материала - двутавровое, а при пролетах более 50 м - решетчатое.

Подъем арок обычно составляет от 1/4 до 1/6 пролета, а расстояние между, арками 6-12 м. Арки с затяжками применяются в спортивных залах,

При пролетах до 24 м применяются также сетчатые своды с перекрестным направлением стержней или с легкими затяжками из круглой стали.

Пространственные конструкции

Для перекрытия больших пролетов наиболее целесообразны простран ственные конструкции, которые в эстетическом отношении превосходят плоские линейные конструкции-балки, фермы, рамы и арки. Пространственные конструкции выполняются в металле, железобетоне и дереве.

Рис. 4.6. Железобетонные складчатые покрытия а -трапециевидная складка; б-треугольная складка

в - усложненная треугольная складка

Наиболее простые пространственные конструкции - это складки, т. е. пространственные балки, составленные из отдельных плоских элементов.

Металлические складчатые покрытия, особенно перекрестно-стержневые

позволяют получить значительный архитектурный и экономический эффект при пролетах до 50 м.

Такие решетчатые (перекрестно-стержневые) складки, составленные из трехметровых трубчатых стержней, при высоте 2,12 м позволяют перекрывать пролет до 30 м, а при устройстве двух - и трехрешетчатой системы с увеличением высоты конструкции-до 54 м.

Перекрестно-стержневая конструкция при плане помещения, приближаю - щемся к квадрату, превращается в пространственную сетку, состоящую из перекрещивающихся поясных стержней и пространственной решетки, поставленной по диагонали квадратных ячеек. Возможности такой конструкции (структуры) очень широки, так как ее можно опирать на колонны в любой точке. При этом все возможные варианты получаются на основе ограниченного сортамента стержней, что позволяет организовать их поточное производство с высокой степенью механизации и автоматизации технологических процессов. Расход материалов на такое пространственное

покрытие на 20-30% ниже, чем в обычных покрытиях по стропильным фермам.

Возможная величина пролетов таких конструкций - 36 х 36 м.

Модульная сетка пространственных перекрестно-стержневых конструкций строится по ортогональной (преимущественно 3 X 3 м), треугольной или шестиугольной системам. Такие конструкции применяют для самых разнородных покрытий с опиранием по контуру на внутриконтурные колонны. Устраиваемые консоли по всем или некоторым сторонам могут придавать покрытию любую форму в плане. Подобные конструкции применяются при строительстве крупных павильонов.

Геодезический купол

Монреальская Биосфера (бывший Павильон США на Экспо-67), созданная архитектором Ричардом Фуллером

Геодезический купол — сферическое архитектурное сооружение, собранное из металлических балок, образующих геодезическую структуру, благодаря которой сооружение в целом обладает хорошими несущими качествами. Геодезический купол является несущей сетчатой оболочкой.

Форма купола образуется благодаря особому соединению балок — в каждом узле сходятся три ребра слегка различной длины, которые в целом образуют правильный многогранник, вписанный в сферу.

рис. Элементы конструкции геодезического купола

Купола нашли свое применение в различных архитектурных строениях — больших оранжереях, планетариях, аудиториях, складах, ангарах. Жилые же купола не оправдали своих надежд из-за высокой стоимости.

Преимущества и недостатки геодезических куполов

Купола обладают рядом преимуществ, которые делают их уникальными архитектурными сооружениями. Купола обладают большой несущей способностью, причем чем больше купол, тем она выше. Простые сооружения создаются очень быстро из достаточно лёгких элементов силами небольшой строительной группы: структуры до 50 метров собираются даже без строительного крана. Купола также обладают идеально аэродинамической формой, благодаря чему их можно возводить в ветреных и ураганных районах.

Однако есть и недостатки. Обычно современные материалы для создания граней купола имеют прямоугольное сечение, их приходится дополнительно обрабатывать, придавая треугольное, из-за чего появляется много лишних отходов.