Конструкции зальных зданий

К зальным зданиям относятся спортивные, зрелищные, торговые, выставочные сооружения, а также некоторые общественные и жилые, проектами которых предусмотрены зальные помещения. Для большепролетных покрытий в таких помещениях применяют два вида конструкций — плоскостные и пространственные.

Те и другие могут быть железобетонными, металлическими и деревянными.
Самые распространенные плоскостные — это настилы, фермы, балки, рамы и арки.

Из пространственных наиболее известны системы висячие и перекрестно-стрежневые (типа структура), а также тонкостенные жесткие оболочки. Форма этих конструкций позволяет значительно экономить материал, но она же усложняет изготовление и монтаж.

Оптимальной считается пространственная конструкция с пролетом 30 м. Экономичность возрастает с увеличением пролета.
Пролет менее 30 м чаще востребован в массовом строительстве — для большинства зальных помещений зданий общественного назначения.

Поэтому для покрытий таких залов наиболее целесообразно использование плоскостных конструкций.
Соответственно для крупных, уникальных сооружений более подходят пространственные конструкции. Разумеется, это правило имеет немало исключений.

Например, некоторые пространственные конструкции (структурные или из сборных оболочек) могут иногда оказаться гораздо экономичнее плоскостных даже при пролете менее 30 м.
Каковы главные технические особенности и эксплуатационные достоинства плоскостных конструкций покрытий?

Как правило, их проектируют совмещенными. Несущие конструкции формируются из стержневых элементов (балок, арок, рам, ферм, ригелей) в сочетании с плоскостными (настилами или панелями покрытий), а также только из плоскостных большепролетных настилов.

Благодаря совмещению несущих и ограждающих функций снижаются расход материалов и затраты труда.
Для покрытия длинномерными настилами используют типовые сборные железобетонные изделия — они указаны в каталогах унифицированных индустриальных изделий для строительства.

Эти настилы имеют плоскую или двускатную верхнюю поверхность. Пролеты — 9, 12, 15, 18 и 24 м — выполнены в виде тонкостенных железобетонных ребристых плит с поперечными и контурными ребрами жесткости, двухконсольных плит типа 2Т и тонкостенных сводчатых плит типа КЖС.

Хорошо зарекомендовали себя комплексные утепленные настилы типа 2Т (в пролетах до 24 м) и специальные утепленные настилы покрытий общественных зданий из конструктивного керамзитобетона (в пролетах до 18 м). После монтажа утепленных настилов остается выполнить только гидроизоляционные работы.

Реже при возведении общественных зданий применяют коробчатые железобетонные настилы или настилы-воздуховоды.
Стержневые несущие элементы плоскостных покрытий (балки, фермы и т.д.) устанавливают с шагом 6 и 12 м, реже 15 или 18 м, с опорой на колонны или (реже) на несущие стены.

Настилы покрытий опирают на балки или фермы, соединяя сваркой стальные закладные элементы. Самые экономичные — настилы из легкого или ячеистого бетона: их отличная несущая способность дополнена прекрасным теплоизоляционным свойством.

Но их использование ограничено пролетами до 6 м — других промышленность не выпускает. Если шаг опор больше, применяются неутепленные настилы с последующим устройством гидро-, паро- и теплоизоляции.

Несущими стержневыми элементами, как правило, являются типовые железобетонные балки с параллельными поясами, фермы с параллельными поясами или двускатные фермы с пролетами 18, 24 и 30 м — полигональные, треугольные, сегментные с раскосной или безраскосной решеткой. Фермы легче балок на 30-40% в силу своей меньшей бетоноемкости.

Усилия распора направляют на затяжки, установленные ниже чистого пола. В случае расположения пят арок выше пола распор передается на контрфорсы или примыкающие горизонтальные несущие конструкции — например, перекрытия примыкающих помещений.

Так как настилы, фермы, балки и любые другие несущие конструкции покрытий имеют выступающие ребра, для оформления интерьера используют подвесные потолки — они выполняют не только декоративные функции, но также технические, закрывая инженерные коммуникации (электропроводки и проч.).
Рамы и арки в конструкциях покрытий используются крайне редко — только в связи со спецификой интерьера.

Как правило, применяются однопролетные арки и трехшарнирные рамы — они более устойчивы к неравномерным осадкам основания. А в целом устойчивость систем с использованием арок и рам обеспечивается вертикальными связями между стойками рам и жесткими связями элементов покрытия и ригелями.

На легких небетонных покрытиях предусмотрены специальные связи.
Существуют различные варианты взаиморасположения несущих стержневых конструкций по отношению к ограждающим — внутри или снаружи, частично или полностью.

Окончательный выбор надо сделать с учетом технико-экономических показателей и назначения возводимых зданий. При первом варианте объем внутреннего пространства меньше, при втором — больше. Соответственно отличается и внешний, архитектурный облик здания.

Надо учесть также, что второй вариант в холодном и умеренном климате пригоден только для неотапливаемых помещений — несущие конструкции в этом случае должны быть из стали или железобетона.

Другие светильники этого типа: