КУПОЛЬНЫЕ ПОКРЫТИЯ

В зависимости от конструктивной схемы металлические купола можно разделить на три типа: сетчатые, ребристые и ребристо-кольцевые. Сетчатые купола представляют собой пространственную стержневую систему с треугольными ячейками.

Для конструктивной схемы таких куполов характерна осевая симметрия.

Сетчатые купола состоят из определенного числа одинаковых зеркально симметричных секторов, чем-то напоминающие матрасы . Форма поверхности вращения может быть самой разнообразной, но наиболее часто встречается сферическая.

Длины всех конструктивных элементов одинаковые, а их соединение однотипные и не очень сложные. Узловая соединительная деталь изготавливается в форме звезды с шестью лучами. Каждый луч имеет в своем основании утонченный участок, который воспринимает возможность пластического отгиба. Крепление стержней осуществляется двумя высокопрочными болтами.

Причем, для внутреннего болта отверстие сверлится точно по диаметру самого болта. Для наружного - отверстие выполняется на 1-2мм больше, что делает возможным поворот стержня по лучу узловой детали на требуемый угол. Поверх стержней каркаса укладываются треугольные алюминиевые листы толщиной 1-1,2мм, которые являются покрытием купола. Листы соединяются внахлест и крепятся к стержням каркаса при помощи прижимных реек в форме тавра. Водонепроницаемость обеспечивается нетвердеющим герметиком по всей линии стыка.

Несущая конструкция ребристого купола представляет собой систему радиальных полуарок - ребер, которые соединяются между собой вверху верхним кольцом.

В нижней части ребра опираются на нижнее опорное кольцо, которое воспринимает распорные усилия полуарок. На фундамент купола передаются только вертикальные нагрузки. При благоприятных грунтовых условиях нижнее опорное кольцо может отсутствовать. Тогда распорные усилия передаются полностью на фундамент.

Верхнее кольцо воспринимает сжимающие усилия. При несимметричном приложении нагрузок в нем могут возникнуть изгибающие и крутящие моменты. Размер диаметра верхнего кольца определяется размещением узлов крепления полуарок. Эти узлы конструируются жесткими.

Нижнее кольцо представляет собой многоугольник. Число его сторон равно числу ребер. Иногда кольцо могут выполнять в форме круга, но тогда следует учитывать возникающие местные моменты кручения. Ребра могут быть сплошного и сквозного сечения. Сплошные ребра значительно тяжелее, но проще в изготовлении. Обычно их изготавливают из металлических прокатных профилей.

Нагрузки от покрытия кровли передаются на ребра купола через прогоны, которые монтируют на верхнем поясе ребер.

Для обеспечения пространственной жесткости купола в двух и более секторах устанавливают связи по наружным поясам ребер. Система связей и прогонов вместе обеспечивает общую устойчивость купольной системы.

Размеры высоты купола и его отношения к диаметру назначаются исходя из архитектурных и композиционных требований. Очертание купола принимается круговым, но иногда центр окружности смещают с центральной оси. Такие купола по своей форме называют тороидальными. Для покрытия большепролетных конструкций часто применяют эллиптическое очертание купола.

Наиболее выгодными по конструктивной схеме считаются ребристо-кольцевые купола. Такие купола представляют собой соединенные меридиональные ребра при помощи колец. Но такой вид куполов очень сложен с точки зрения проектирования и монтажа.

Монтаж купольных покрытий осуществляется с использованием стационарных или передвижных опор в виде башен или мачт. Обычно используется только одна центральная опора, на которой закрепляют верхнее кольцо. Полуарки предварительно монтируются на земле и устанавливаются попарно друг напротив друга, опирая их верхнее и нижнее кольцо. После завершения монтажа каркаса купола башня убирается. При монтаже сетчатых куполов применяются сплошные леса.