Большая советсткая энциклопедия Висячие конструкции

Висячие конструкции

Висячие конструкции, строительные конструкции, в которых основные элементы, несущие нагрузку (тросы, кабели, цепи, сетки, листовые мембраны и т.п.), испытывают только растягивающие усилия. Работа В. к. на растяжение позволяет полностью использовать механические свойства высокопрочных материалов (стальной проволоки, капроновых нитей и др.), а незначительный вес их даёт возможность перекрывать сооружения с наибольшими пролётами. В. к. сравнительно просты в монтаже, надёжны в эксплуатации, отличаются архитектурной выразительностью. Недостатками В. к. являются наличие распоров (см. Распорная система) и большая деформативность под действием местной нагрузки. Для восприятия распоров устраиваются анкерные фундаменты или так называемые контурные конструкции (кольца, опоясывающие по периметру В. к.). Уменьшение деформативности В. к. достигается введением стабилизирующих элементов — оттяжек, раскосов, балок жёсткости, дополнительных поясов, а также приданием В. к. формы, допускающей предварительное напряжение. Геометрически неизменяемые В. к., выполненные из прямолинейных элементов (вантов), называются вантовыми.

В. к. могут быть плоскими и пространственными. Простейший вид плоской В. к. — закрепленный на опорах трос с подвешенными к нему элементами, воспринимающими местную нагрузку. Современные плоские В. к. применяются главным образом в висячих мостах, висячих покрытиях, канатных дорогах, подвесных переходах трубопроводов (рис. 1) и т.п.

Пространственные В. к. применяются в основном в покрытиях общественных и промышленных зданий больших пролётов. Впервые В. к. покрытий были предложены и осуществлены В. Г. Шуховым в 1896 при строительстве павильонов Нижегородской выставки, в том числе центрального здания инженерно-строительного павильона в виде круга в основании с наружным диаметром 68 м. За рубежом начало развития современных В. к. покрытий относится к 30-м гг. 20 в. Значительное распространение они получили после 2-й мировой войны. Пространственные В. к. покрытий весьма разнообразны; они различаются способами повышения их стабильности и жёсткости, а также особенностями конструктивного решения: однопоясные, двухпоясные, седловидные и др.

Однопоясные висячие покрытия — системы параллельных тросов, сетки или мембраны, образующие цилиндрические или параболоидные поверхности. Поперечная нагрузка на несущие элементы передаётся обычно через настил. Повышение жёсткости конструкций достигается увеличением веса настила либо его омоноличиванием, превращающим систему в висячую оболочку, а при лёгких настилах — введением вантовых оттяжек (рис. 2). Двухпоясные висячие покрытия представляют собой предварительно напряжённые системы, состоящие из криволинейных поясов, обращенных выпуклостью в противоположные стороны.

Седловидные висячие покрытия обычно состоят из систем пересекающихся тросов (вогнутых и выпуклых), образующих сетку, либо представляют собой оболочку в форме гиперболического параболоида. Большинство таких конструкций выполняется с предварительным напряжением. Крупным шагом в развитии В. к. явилось сооружение в 1953 в США (штат Северная Каролина) по проекту архитектора М. Новицкого Роли-арены — здания с седловидным висячим покрытием (рис. 3).

В. к., возводимые обычно без применения лесов (с помощью лёгких подъёмных механизмов), позволяют снизить стоимость строительства и сократить его сроки, что делает их перспективными, отвечающими растущей потребности в зданиях и сооружениях с большими пролётами.

Лит.: Соботка З., Висячие покрытия, пер. с чешского, М., 1964; Косенко И. С., Висячие конструкции покрытий, М., 1966; Дмитриев Л. Г., Касилов А. В., Вантовые покрытия, К., 1968; Качурин В. К., Статический расчет вантовых систем, М. — Л., 1969.

Н. С. Москалёв.