Вантовые металлоконструкции получили широкое распространение в современном строительстве. С помощью вант возводятся мостовые конструкции различной сложности, торгово-развлекательные центры, выставочные комплексы и различные зрелищные объекты.
Особенности
Вантовые конструкции – металлоконструкции, которые состоят из несущих пролетов в виде вант и опорного контура. В некоторых случаях предусматриваются оттяжки и распорки. Ванты – это стальные элементы стержневого типа (тросы, канаты и пр.), работающие на растяжение. Опорный контур – это опорная часть, на которой закрепляются ванты.
Опорные контуры могут быть:
- жесткими – работают на сжатие, изгиб, кручение;
- гибкими – элементы с жесткостью, которой можно пренебречь.
В основном вантовые конструкции используются при возведении объектов с большими пролетами, где недопустима или нежелательна установка промежуточных опор – спортивных стадионов и комплексов, плавательных бассейнов, катков, теннисных кортов, аэродромов, крытых рынков, производственно-складских комплексов, ангаров для крупногабаритной техники и пр.
Проектирование вантовых конструкций осуществляется в соответствии с СП 16.13330, СП 35.13330, ГОСТ 27751.
Преимущества
По сравнению с обычными металлоконструкциями вантовые конструкции имеют следующие плюсы:
- Отсутствие промежуточных опор. С помощью вант можно перекрывать большие пролеты без необходимости устройства несущих опорных элементов.
- Эстетическая привлекательность. Ванты позволяют реализовать самые смелые архитектурные проекты – возможно строительство ультрасовременных объектов с футуристической архитектурой.
- Минимальная масса несущей конструкции. Применяются высокопрочные стали, и эффективно задействуется площадь сечения вант, что позволяет существенно снизить общий вес несущей конструкции.
Ванты при транспортировке сворачиваются в бухты, что существенно упрощает их доставку на объект и хранение до непосредственного строительства.
Классификация
Классифицировать вантовые конструкции можно по конструктивной схеме, форме сооружения и геометрии поверхности, методу стабилизации покрытия, способу восприятия усилий, материалу несущих растянутых и контурных элементов.
Тросовые системы подразделяются на 2 типа:
- Линейные – работают только в вертикальной плоскости.
- Пространственные – работают в двух плоскостях.
В комбинированных вантовых системах объединяются растянутые элементы и элементы, работа которых осуществляется на сжатие и изгиб.
Можно выделить следующую классификацию вантовых конструкций:
- Форма плана – простейшие фигуры (квадрат, круг, многоугольник и пр.) и сложные, имеющие комбинированное очертание.
- Форма поверхности – покрытия нулевой, положительной и отрицательной гауссовой кривизны.
- Стабилизация висячего покрытия – за счет увеличения массы покрытия или бетонными пригрузами, предварительным напряжением или использованием элементов с изгибной жесткостью.
- Восприятие распора усилий с пролета – замкнутым или разомкнутым опорным контуром.
Форма плана покрытия в основном определяется исходя из назначения объекта, архитектурно-планировочных соображений и технико-экономических показателей. Оптимальными считаются прямоугольная и круговая формы, но иногда необходимо возведение сооружений с эллиптической формой плана.
Что касается формы поверхности, то возможны покрытия цилиндрические или конические (нулевая гауссова кривизна), сферические и эллиптические (положительная гауссова кривизна) или шатровые, седловидные и пр. (отрицательная гауссова кривизна).
Простейшим вариантом реализации вантовых конструкций являются однослойные висячие покрытия нулевой или положительной гауссовой кривизны.
Целесообразность использования вантовых конструкций
Применение вантовых конструкций при возведении сооружений различного назначения вместо традиционных металлоконструкций позволяет решить сразу несколько задач:
- Экономия металла за счет пространственной работы.
- Снижение сроков строительства при одновременном снижении трудоемкости строительных работ и стоимости возведения объектов.
- Минимизация чувствительности к осадкам опорных элементов, перегрузкам.
Ванты являются унифицированными элементами, выпускаемыми заводом-изготовителем в соответствии с ГОСТ 3064-80, 3090-73, 3241-91, 7675-73, 18901-73 и др. При правильном проектировании гарантируется надежность всех элементов вантовых сооружений, долговечная и безопасная эксплуатация.
