Купола Виполнила студентка 3 -его курса Помошко Юлия

Купола Виполнила: студентка 3 -его курса Помошко Юлия

Купольные конструкции известны с древних времен. Их применяли в Месопотамии, Сирии, Иране, Древнем Риме. Основным материалом при этом был камень. Наиболее известные древние купола имели пролет до 30 -40 м, а толщину оболочки от 1/15 -17 диаметра в основании до 1/30 -40 в верхней части. С появлением железобетона и стали в строительстве ситуация резко изменилась существенно стали расти пролеты, уменьшаться толщина оболочки. В двадцатом веке значительный вклад в развитие купольных конструкций внесли: Маковский, Отто, Райт, Фуллер, Туполев М. С. , Липницкий М. Е. , Савельев В. А.

Купола - распорные системы имеющие в своем составе три основных конструктивных элемента: нижнее опорное кольцо, оболочку, верхнее опорное кольцо. Распор купола воспринимается нижним опорным кольцом, вследствие чего в нем могут возникать растягивающие усилия, изгибающие и крутящие моменты. Опорное кольцо проектируется в плане криволинейным в виде окружности, эллипса или в виде многогранника с жестким или шарнирным соединением в углах. Нижнее опорное кольцо укладывается на нижележащие опоры свободно и должно быть закреплено от горизонтального смещения. Вследствие особенностей напряженного состояния нижнее опорное кольцо выполняют преимущественно из металла или железобетона. Конструктивная схема купола: 1 - верхний опорный контур; 2 - оболочка; 3 - нижний опорный контур

Рассмотрим основные типы металлических куполов: а) по конструкции: ребристые, ребристо-кольцевые со связями, сетчатые, пластинчатые; б) по форме сферические, эллиптические, стрельчатые, зонтичные и другой формы; Формы куполов: а - план сферического купола; б поперечный разрез сферического купола; в - план эллиптического купола; г поперечный разрез эллиптического купола; д стрельчатый купол; е - план зонтичного купола; ж - вид зонтичного купола

Ребристые купола состоят из отдельных плоских ребер, поставленных в радиальном направлении. При прямолинейных ребрах образуются пирамидальные или конические купола. Верхние пояса ребер составляют поверхность купола, в его вершине они примыкают к верхнему кольцу. Иногда при частом расположении ребер или устройстве на вершине купола фонаря кольцо получается значительных размеров; тогда в целях повышения жесткости и устойчивости его скрепляют внутренними распорками по крайней мере в двух диаметральных плоскостях.

Екатеринбургский цирк

Сетчатые купола

Сетчатые купола образуются, если в ребристо-кольцевом куполе со связями увеличивать связность системы вплоть до образования крестовых связей в каждой ячейке купола, именно такую конструкцию представляет купол Шведлера , являющийся одним из первых сетчатых куполов. Сетчатые купола являются наиболее экономичными по расходу материала вследствие пространственной работы каркаса и равномерности распределения материала по поверхности оболочки.

Купол Шведлера 1874 г.

Пластинчатые купола собирают из металлических пластин (панелей), которые имеют выштампованные ребра жесткости, связанные между собой по контуру сваркой или узловыми соединениями. Под куполом расположен самый большой в мире тропический лес, высаженный в помещении, настоящая тропическая деревня с настоящими домами, магазинами и ресторанами.

Сферические купола

Для сферических куполов большой высоты рационально использование симметрии правильных многогранников — икосаэдра и додекаэдра. Они имеют десять тройных осей вращения и шесть зеркально-поворотных осей десятого порядка. Предложено большое количество вариантов построения сферических сетей с использованием симметрии правильных многогранников. В практике проектирования наибольшее распространение получили два способа: 1) геодезическая сеть на основе додекаэдра; 2) построение 720 -гранника на основе усеченного икосаэдра. Крыша Новосибирского Государственного Академического Театра Оперы и Балета

Зонтичный купол Купол зонтичный ( складчатый купол ) -купол, разделенный на секторы и напоминающий форму раскрытого зонта. Купол собора Санта-Мария дель Фьоре во Флоренции В основе купольной конструкции — система двух параллельно идущих оболочек, скрепленных между собой и обеспечивающих жесткость и устойчивость. Купол имеет легкую стрельчатость, что стилистически связывает его с самим собором, который был построен в готическое время, кроме того, значительный подъем купола позволил уменьшить распор, возникающий в конструкции.

Крестово-купольная система

Конструктивную основу крестово-купольных храмов составляет трех- или пятипролетная арочно-стоечная система. Подпружные арки, опирающиеся на наружные стены и центральные столбы, служат основанием для цилиндрических сводов, составляющих крест, и угловых ячеек. Арки делят в плане сводчатую систему покрытия на модули, создающие большие или меньшие встречные распоры. • Складываясь, они создают суммарный распор системы, действующий в плоскости арок продольного и поперечного направлений или в диагональной плоскости и воспринимаемый главным образом массой кладки внутренних и внешних элементов жесткости. Основными внутренними элементами жесткости являются центральные столбы, части стен, арочные перемычки, перекрытия хор, объединенные в диафрагмы, а также пространственные угловые ячейки. Внешними элементами жесткости являются апсиды, приделы, галереи, притворы.

Утепление куполов Для утепленных куполов по ребрам и кольцам могут быть уложены плиты из легкого бетона. Для неотапливаемых зданий на ребра купола укладывают дополнительные прогоны, а по последним — асбестоцементные волнистые листы усиленного профиля. Сопряжение ребер с кольцами рекомендуется выполнять со сваркой закладных деталей и с замоноличиванием. Верхнее опорное кольцо купола должно быть выполнено из условия расчета на изгиб и кручение. Опоры купола выполняют в виде цилиндрических катков, располагаемых вдоль радиуса круга, так, чтобы обеспечить свободные радиальные перемещения и не допускать тангенциальные. Составные полигональные оболочки целесообразно проектировать в виде комбинаций оболочек положительной кривизны с треугольным планом или с трапециевидным, но близким к треугольному планом. В местах гуртов располагают специальные конструктивные элементы радиального направления, которые передают усилия с покрытия на опоры. Эти элементы выполняются в виде металлических арок или железобетонных ребер. При необходимости организовать радиальные световые проемы устраивают сдвоенные стальные радиальные двутаврового сечения арки, ветви которых соединяются дискретными связями. Контурные элементы выполняют в виде стальных арок с затяжками или сборных железобетонных ригелей, шарнирно опертых на колонны. Затяжки могут быть как стальными, так и железобетонными с обычным армированием или предварительно напряженными.