Сетчатые конструкции:
Пространственная конструкция, состоящая из множества стержней, соединенных в узлах в соответствии с определенной сетчатой формой. Обладает преимуществами пространственного восприятия нагрузки, легкостью, высокой жесткостью, хорошей сейсмостойкостью и др.; может использоваться в качестве покрытия для таких сооружений, как спортивные залы, кинотеатры, выставочные залы, залы ожидания, навесы над трибунами стадионов, ангары, промышленные цеха с большими пролетами и двусторонним расположением колонн. Недостатком является большое количество стержней, сходящихся в узлах, что усложняет изготовление и монтаж по сравнению с плоскими конструкциями.
Классификация:
Существует множество видов сетчатых конструкций, которые можно классифицировать по различным критериям.
I. В зависимости от конструкции сетчатой конструкции ее можно разделить на: однослойные, двухслойные и трехслойные сетчатые конструкции. Однослойные и трехслойные сетчатые конструкции подходят соответственно для очень малых (не более 30 м) и очень больших (более 100 м) пролетов, и в отечественной практике их применение крайне ограничено.
II. В зависимости от строительного материала сетчатые конструкции подразделяются на: стальные, алюминиевые, деревянные, пластиковые, железобетонные и комбинированные (например, комбинированные сетчатые конструкции из стальных ферм и железобетонных плит). В нашей стране широко применяются стальные сетчатые конструкции; комбинированные сетчатые конструкции также могут использоваться в качестве конструкций перекрытий.
III. В зависимости от условий опирания сетчатые конструкции подразделяются на: периметральные опоры, четырехточечные опоры, многоточечные опоры, трехсторонние опоры, двусторонние опоры и комбинированные формы опирания.
IV. В зависимости от способа образования сетчатые конструкции можно разделить на четыре основных типа:
1. Сетчатые конструкции из перекрестных ферм;
2. Сетчатые конструкции из треугольных пирамид;
3. Сетчатые конструкции из четырехугольных пирамид;
4. Сетчатые конструкции из шестиугольных пирамид.
В настоящее время в нашей стране наиболее распространенной является четвертая классификация.
Типы:
В нашей стране применяются 11 типов сетчатых конструкций в разной степени, ниже приводится описание этих 11 типов сетчатых конструкций с точки зрения их состава и особенностей.
I. Сетчатые конструкции из перекрестных ферм
К первому типу относятся сетчатые конструкции, состоящие из двух или трех плоских ферм, которые называются сетчатыми конструкциями из перекрестных ферм. Это один из самых простых и ранних типов сетчатых конструкций. Он развился и произошел от перекрестных балок. Верхние и нижние пояса таких ферм имеют одинаковую длину. Раскосы обычно могут быть спроектированы как «система растяжек», т.е. длинные (наклонные) стержни находятся под растяжением, короткие (вертикальные) стержни находятся под сжатием, угол между наклонными и поясами должен составлять от 40 до 60 градусов. Вертикальные стержни являются общими для всех групп плоских ферм. В основном используются 2 типа таких сетчатых конструкций.
Сетчатые конструкции из перекрестных ферм делятся на: двунаправленные и трехнаправленные сетчатые конструкции.
II. Сетчатые конструкции из треугольных пирамид
Второй тип подходит для зданий с квадратной, прямоугольной, треугольной, трапециевидной, шестиугольной, восьмиугольной и круглой формой плана.
К ним относятся: сетчатые конструкции из треугольных пирамид, облегченные сетчатые конструкции из треугольных пирамид, сотовые сетчатые конструкции из треугольных пирамид.
III. Сетчатые конструкции из четырехугольных пирамид
Третий тип — это сетчатые конструкции, состоящие из четырехугольных пирамид, существует пять типов: сетчатые конструкции из правильных четырехугольных пирамид, облегченные сетчатые конструкции из правильных четырехугольных пирамид, сетчатые конструкции из наклонных четырехугольных пирамид, шахматные сетчатые конструкции из четырехугольных пирамид и звездообразные сетчатые конструкции из четырехугольных пирамид.
IV. Сетчатые конструкции из шестиугольных пирамид
Четвертый тип — это сетчатые конструкции, состоящие из шестиугольных пирамид (семигранников), которые называются сетчатыми конструкциями из шестиугольных пирамид. Их основным элементом являются 6 поясных стержней, образующих шестиугольную пирамиду (может быть перевернутой или прямой). Основной формой таких сетчатых конструкций является сетчатая конструкция из шестиугольных пирамид.
Описание конструкции:
Проектирование стержней и узлов
Сечение стержней сетчатой конструкции должно определяться расчетом на прочность и устойчивость. Для уменьшения расчетной длины сжатых стержней и повышения их устойчивости можно использовать такие меры, как добавление дополнительных стержней и распорных стержней. Узлы панельных и двухслойных оболочечных сетчатых конструкций из стали в основном бывают трех типов: крестообразные узлы, сварные полые шаровые узлы и болтовые шаровые узлы. Крестообразные узлы подходят для сетчатых конструкций из профильных стержней, соединение стержней с узловой плитой осуществляется сваркой или высокопрочными болтами. Полые и болтовые шаровые узлы подходят для сетчатых конструкций из труб. Узлы однослойных оболочечных сетчатых конструкций должны выдерживать изгибающие усилия, в общем случае расход стали на узлы составляет 15-20% от общего расхода стали на всю сетчатую конструкцию.