СП 494.1325800.2020 Конструкции покрытий пространственные металлические. Правила проектирования

     7.6 Купольные конструкции

7.6.1 Купол представляет собой пространственную стержневую конструкцию в виде оболочки положительной кривизны, включающую три основных элемента: нижний растянутый опорный контур, собственно оболочку и верхний сжатый опорный контур. Конструктивная схема купола показана на рисунке 7.15.

7.6.2 Купола следует использовать пролетом от 30 до 250 м, с очертанием в плане круговым, овальным или в виде правильного многоугольника; с поверхностью сферической, эллиптической, стрельчатой, конической, зонтичной (разделенной на вспарушенные секторы).

Отношение высоты купола h к диаметру D, следует принимать от 1/8 до 1/2. Размер ячейки поясных сеток следует назначать с учетом конструкции кровли и наличия прогонов, которые следует опирать на верхний пояс радиальных или кольцевых элементов.

1 - нижний опорный контур; 2 - оболочка; 3 - верхний опорный контур

Рисунок 7.15 - Конструктивная схема купола

7.6.3 Стержневые купола следует проектировать однослойными или двухслойными, диаметром D более 60 м, соответственно с жесткими или шарнирными узлами.

7.6.4 Очертание поверхности купола в радиальном направлении следует принимать круговым. Тороидальную или стрельчатую форму купола создают смещением центра окружности с оси.

7.6.5 Элементы однослойного купола следует проектировать сплошностенчатыми из прокатных или сварных профилей двутаврового сечения с жесткими узлами. Элементы двухслойного купола следует выполнять в виде ферм с параллельными поясами, объединенными решеткой из круглых или прямоугольных труб или других видов профилей, аналогичными плоским фермам покрытия.

7.6.6 Высоту сечения стержней однослойного купола следует принимать от D/200 до D/80 или менее 1/50 радиуса кривизны оболочки. Для сетчатых куполов это отношение уменьшают до D/250. Расстояние между поясами двухслойного купола следует принимать от D/60 до D/30 и до D/100 для большепролетных куполов. Гибкость стержней принимают 90, расстояние между поясами до 2,5 м.

7.6.7 Диаметр верхнего кольца d следует назначать с учетом размещения узлов крепления примыкающих элементов d/D от 1/20 до 1/7. При значительных размерах центрального кольца для повышения жесткости и устойчивости его следует развязывать внутренними распорками.

7.6.8 При редко установленных ребрах нижнее опорное кольцо в плане следует проектировать в виде многоугольника с жестким сопряжением в углах, с числом сторон равным числу ребер. При частом расположении ребер нижний опорный контур принимают в виде плоского круглого кольца.

7.6.9 Нижний опорный контур следует опирать шарнирно на качающиеся (маятниковые) колонны или на фундамент, обеспечивая возможность перемещений конструкции купола за счет подвижных в двух направлениях опорных частей (ОЧ).

7.6.10 Нижнее кольцо следует проектировать для однослойных куполов в виде горизонтально расположенного сварного двутавра или коробки и часто расположенных опорных стоек (рисунок 7.16, а), для двухслойных куполов - в виде решетчатой фермы, развитой по вертикали (рисунок 7.16, б). Оси стержней купола, примыкающих к кольцу, и ось вертикальной опорной реакции следует центрировать.

а - для однослойных куполов; б - для двухслойных куполов

Рисунок 7.16 - Нижнее опорное кольцо

7.6.11 Узлы конструкции купола следует проектировать на болтах, сварке или комбинированными. Узловые соединения однослойных и двухслойных сетчатых куполов приведены в 11.2.

7.6.12 Расчет куполов следует выполнять МКЭ с учетом геометрической нелинейности. Проверку прочности и устойчивости необходимо выполнять с учетом последовательности монтажа и возможных начальных отклонений узлов от проектной геометрии купола и искривления стержней, возникающих из-за погрешностей изготовления и монтажа.

7.6.13 Общую устойчивость купольной системы следует обеспечивать системой связей и прогонов совместно с кольцевыми элементами, а также связями, расположенными в четырех точках по диагонали опорного контура.

7.6.14 Конструктивные схемы различных типов металлических куполов приведены в приложении В.