Сферические купола-оболочки

Очертание куполов-оболочек, как правило, принимается сферическим в виде шарового сегмента.

Для пролетов от 12 до 35 м применяются тонкостенные купола-оболочки. При пролетах от 35 до 60 м в целях увеличения жесткости применяют ребристые купола-оболочки.

Тонкостенные купола-оболочки

Основными конструктивными элементами тонкостенного купола-оболочки являются (рис. 1.) меридианные арочки, кольцевой и косой настилы, верхнее и нижнее опорные кольца.

Меридианные арочки воспринимают меридиональные сжимающие усилия и упираются нижними концами в опорное кольцо, а верхними — в кружальное. Арочки состоят из нескольких слоев досок, склеенных или сбитых между собой гвоздями.

Расстояние между осями арочек по опорному кольцу назначается от 0,8 до 1,5 м. Высота h арочек для придания куполу достаточной жесткости должна составлять не менее 1/200—1/250 его пролета. Стыки досок арочек располагаются вразбежку, причем стыки верхней и нижней досок гвоздевых арочек следует располагать не ближе 3—4 м от верхнего кольца.

Кольцевые настилы воспринимают сжимающие и растягивающие кольцевые усилия. В растянутой зоне они состоят из двух слоев досок: нижнего, укладываемого непосредственно по арочкам купола, и верхнего, перекрывающего стыки нижнего. Стыки верхнего слоя сдвигаются относительно стыков нижнего слоя на половину длины доски. Оба слоя кольцевого настила прибивают к арочкам гвоздями.

Толщина досок кольцевого настила принимается обычно 1,9—2,5 см. В верхней сжатой части купола двойной кольцевой настил заменяют одинарным из досок толщиной, равной сумме толщин двойного настила.

Косой настил воспринимает сдвигающие усилия, возникающие при несимметричной нагрузке купола; его укладывают поверх кольцевого. Он состоит из одного слоя досок толщиной 1,9—2,5 см, располагаемых под углом приблизительно 45° от одной арочки до другой и образующих на поверхности купола «елочку».

Рис. 1. Тонкостенный купол-оболочка пролетом 30 м

Верхнее кружальное кольцо воспринимает сжимающие усилия от упирающихся в него арочек. Обычно кольцо состоит из верхней и нижней половин, между которыми заходит средняя доска арочки; в этом месте обе половины кольца соединяются болтами. Отверстие верхнего кружального кольца перекрывают фонарем или же закрывают деревянной крышей, несущие прогоны которой укладывают на кружальное кольцо.

Опорное кольцо работает на растяжение, воспринимая распор от арочек, и выполняется железобетонным или (для куполов пролетом до 20 м) деревянным из гнутых досок.

Концы арочек должны быть заанкерены в опорном кольце, которое в свою очередь прочно соединяется с нижележащей опорной конструкцией.

Возведение куполов-оболочек

Тонкостенные купола-оболочки собираются на сплошных лесах.

Главное внимание при возведении купола должно быть обращено на хорошую приторцовку стыков кольцевого настила (в сжатой его зоне) и на придание куполу правильной сферической формы.

При сборке ребристого купола-оболочки сначала ставится центральная башня с верхним кольцом. Ребра поднимаются мачтой или краном и крепятся к верхнему и нижнему кольцу. По ребрам производится сборка всех элементов купола. В этом случае ребра купола должны быть проверены на монтажную нагрузку.