Висячие покрытия зданий (определение, области применения, достоинства и недостатки, классификация).

Висячие конструкции - представляют собой один из наиболее экономичных видов покрытий, благодаря тому, что материал несущих конструкций работает исключительно на растяжение и несущая способность конструкций используется полностью.

В качестве основной несущей конструкции прим:

- металлические канаты, тросы или, как обычно их называют, ванты, металлические полосы и целые листы, металлический прокат, синтетические материалы. Возникающие в ее элементах растягивающие усилия условно называют тяжением нитей, а их горизонтальную составляющую – распором.

- мембраны, к ним относятся металлические полосы, листы, синтетические материалы

Висячие покрытия в последнее время нашли широкое применение в спортивных и выставочных сооружениях, гаражах, крытых рынках, городских залах общего назначения, некоторых производственных зданиях и других сооружениях. Этому способствует ряд преимуществ висячих покрытий перед традиционными конструктивными формами покрытий, к которым следует отнести:

● Работу несущих конструкций на растяжение, что позволяет более полно использовать материал, поскольку несущая способность таких конструкций определяется прочностью, а не устойчивостью.

● Большое разнообразие архитектурных форм висячих покрытий позволяет применять их для зданий самого различного назначения – от покрытий небольших коровников и теплиц до покрытия крупных общественных зданий.

Висячие покрытия весьма разнообразны. Их классифицируют по признакам конструкции и геометрической формы (рис. 106).

Общая классификация по конструктивному признаку включает:

● однопоясные покрытия из тросов и стержней,

● мембранные покрытия из стальных листов,

● покрытия из систем изгибно-жестких элементов,

● двухпоясные системы из тросов,

● вант и тросовые фермы,

● седловидные покрытия из сеток или металлических лент,

● комбинированные системы.

По геометрическому признаку различают:висячие конструкции с нулевой гауссовой кривизной поверхности (цилиндрические, коноидальные), положительной кривизной (поверхность переноса, сфероидальная, параболоида вращения) и отрицательной кривизной (шатры, гипары, поверхности переноса).

Их применение основано на использовании в качестве основных несущих элементов проволочных тросов, которые обладают высокой прочностью, гибкостью и долговечностью.

Из ответов Андрея ниже

Принципиальными особенностями, определяющими специфику висячих систем, являются их высокая деформативность и аэродинамическая неустойчивость.
Работа пролетного строения на растяжение обеспечивает максимальное использование несущей способности материала по сравнению с условиями его работы в изгибаемых или сжимаемых конструкциях. Именно это преимущество определяет минимальную массивность и экономичность пролетного строения, а так же определяет и повышенную деформативность висячей системы Для устранения недостатков предусматривают специальные меры, которые обеспечивают стабилизацию формы, но и удорожают конструкцию: увеличение массы покрытия, введение изгибножестких элементов в систему или ее предварительное напряжение.
Висячие конструкции представляют собой распорную систему и осуществление конструктивных мероприятий по восприятию распора является вторым удорожающим конструкцию фактором.
По геометрическому признаку различают висячие конструкции с нулевой гауссовой кривизной поверхности (цилиндрические, консоидальные), положительной кривизной (поверхности переноса, сферы, параболоида вращения) и отрицательной кривизны (шатры, гипары, поверхности переноса).
По конструктивному признаку различают однопоясные покрытия из тросов и стержней, мембранные покрытия из стальных листов, покрытия из системы изгибно-жестких элементов, двухпоясные системы из тросов, вант и тросовых ферм, седловидные покрытия из сеток или металлических лент, комбинированные системы Однопоясные конструкции проектируют со стрелой провиса от 1/17до 1/25 пролета и применяют для покрытий зданий с прямоугольной, круглой или эллиптической формой плана. Двухпоясные системы из расположенных в одной плоскости друг над другом поясов, соединенных вертикальными распорками или растяжками, используют преимущественно для покрытий круглых в плане зданий.
Верхний пояс обычно является стабилизирующим, нижний - несущим, растяжки или распорки обеспечивают совместную работу поясов и уменьшают кинематические перемещения. Уменьшению кинематических перемещений способствует также предварительное напряжение системы.

Системы висячих покрытий: а - однопоясные; б - двухпоясные