Структурные покрытия и пространственные фермы

Структурные покрытия — Банкетный зал «Кале», Малатья

Шарнирный узел: в стержнях только осевые усилия
Ортогональные, диагональные и треугольные решётки
От однопоясных куполов до многоярусных плит
Серийное производство повторяющихся элементов

Как работает пространственная ферма?

В структурной плите верхний пояс, нижний пояс и соединяющие их раскосы образуют пирамидальные модули. Снеговая, ветровая нагрузка и вес кровли через узлы распределяются по всем стержням — работает не отдельный элемент, а вся система. Поэтому структурные покрытия одновременно лёгкие и очень жёсткие.

Элементы системы

Основная несущая система

Шар (узел): кованый стальной элемент, в котором сходятся стержни; каждое отверстие сверлится на станке с ЧПУ под проектным углом.
Труба: стержень системы. Диаметр и толщина стенки подбираются по усилию.
Конус: переходная деталь, приваренная к обоим концам трубы и передающая усилие на болт.
Болт, муфта и штифт: соединяют трубу с шаром; муфта вращает болт при затяжке, штифт фиксирует положение.
Опора: узел опирания системы на колонну или балку, передающий нагрузку на нижележащую конструкцию.

Вторичные элементы и кровля

Прогон: вторичный элемент на стойках над узлами верхнего пояса, несущий кровлю.
Стропила: при необходимости — элементы поверх прогонов, к которым крепится кровля.
Кровельное покрытие: сэндвич-панели, профнастил, фальцевая кровля, поликарбонат или стекло.

Типы решёток

Квадрат на квадратВерхний и нижний пояса в одном направлении со сдвигом на полмодуля. Самая распространённая и экономичная схема.Подходит для: Прямоугольные залы, цеха, автовокзалы

Квадрат на диагональНижний пояс повёрнут на 45°; эффективна на больших пролётах при меньшем числе стержней.Подходит для: Почти квадратные планы, большие пролёты

Треугольная (трёхнаправленная)Треугольные модули дают одинаковую жёсткость во всех направлениях.Подходит для: Купола, шестиугольные и свободные планы

Эстетика и функция

Структурные покрытия создают светлые интерьеры без колонн и дают архитектору свободу формы. Открытая регулярная геометрия становится визитной карточкой здания. В сочетании со стеклом или поликарбонатом она наполняет помещение дневным светом, а вентиляция и освещение скрываются внутри решётки.

Примеры применения

Аэропорты и ангары: покрытия терминалов, навесы перронов и ангары с полностью открытой воротной стороной.
Торговые центры: светлые атриумы, широкие галереи и высокие потолки.
Спортивные арены и стадионы: большие пролёты, не закрывающие обзор между трибунами.
Выставочные и конгресс-центры: большие трансформируемые залы и экспозиционные площади.
Промышленные и производственные здания: цеха без колонн и надёжная конструкция под краны и инженерные сети.
Терминалы: широкие навесы, объединяющие перроны и залы ожидания под одной кровлей.
Учебные и культурные здания: атриумы университетов, конференц-залы и купола.

Структурные покрытия — Частые вопросы

Структурное покрытие и пространственная конструкция — одно и то же?

Да. Структурная плита, пространственная ферма, перекрёстно-стержневая пространственная конструкция и space frame — названия одной и той же стержневой системы с узловыми соединениями.

Применяется ли сварка?

Сварка выполняется только на заводе, при соединении конусов с трубами. На площадке все соединения болтовые — это гарантирует качество и ускоряет монтаж.

Почему шаровые узлы делают из цельной стали?

В шаре пересекаются усилия многих направлений. Кованая цельная сталь надёжно воспринимает такое сложное напряжённое состояние и позволяет точно нарезать резьбовые отверстия.