Куполы. Основы расчета и конструирования

Куполом называют пространственную конструкцию, состоящую из гладкой или ребристой оболочки (1) с вертикальной осью вращения и растянутого опорного кольца (2). При наличии фонарного проема в вершине купола устраивают сжатее фонарное кольцо (3). Опорное кольцо, воспринимающее распор купола, может лежать на сплошном основании, образованном стенами, или на отдельных колоннах.

Формы образования поверхности: а – сферический; б – стрельчатый; в- эллиптический; г – параболический; д – конический; е – план; ж – сферический, усеченный вертикальными плоскостями на полигональном плане; з – эллиптический на эллиптическом плане.

Классификация: Оболочки; Ребристые (D≤ 40 м); Ребристо-кольцевые (D> 40 м); Волнистые; Складчатые; Сетчатые; Многогранные

Основы конструирования: -Форма поверхности: сферическая, эллиптическая, коническая, многогранная, составная из волнистых или складчатых элементов; -Стрела подъема f = (1/2…1/10)D, наиболее экономичны при f = (1/3…1/5)D; - Толщина полки h ≥ 30…40 мм; Разрезка: радиальная и радиально-кольцевая

Эпюры краевых моментов при шарнирном (а) и жестком сопряжении с опорной диафрагмой

Расчеты следует производить по ПС1, 2. Расчет несущей способности куполов по методу предельного равновесия. Усилия можно определять по безмоментной теории с наложением усилий краевого эффекта. Может быть обеспечено лишь при следующих условиях: -плавных изменениях толщины стенок купола и радиуса кривизны меридиана; -свободных радиальных и угловых перемещениях краев оболочки, при этом направление меридианальных усилий должно быть по касательной к меридиану.

В этом случае краевые условия оболочки статически определимы. В противном случае напряженно-деформированное состояние купола должно определяться с учетом действия изгибающих моментов.

тип I – арматура оболочки; тип II – арматура в зоне примыкания оболочки у опорному кольцу: а – арматурные стержни меридионального направления, рассчитываются по изгибающему моменту; б – кольцевая арматура, рассчитывается по растягивающему усилию; тип III – рабочая арматура опорного кольца.