Конструирование куполов

Купольная форма в отличие от сводчатой уравновешивает внешнюю нагрузку во всех направлениях. Кроме того, нагрузка,, воспринимаемая куполом, создает в нем нормальные мембранные напряжения с влиянием изгиба на относительно небольших участках поверхности. В современной практике чаще всего применяются купола, срединная поверхность которых описывается уравнением шара, эллипсоида вращения или кругового конуса (конические купола проще в изготовлении, но менее экономичны, чем сферические).

В куполах вращения, нагруженных распределенными нагрузками, по мериодиональным направлениям возникают только сжимающие напряжения.

По направлению параллелей в верхних участках возникают кольцевые сжимающие, а в нижних — кольцевые растягивающие напряжения, которые деформируют купол и вызывают напряжения изгиба. Гладкая монолитная форма купола, оптимальная для железобетона, не подходит для пластмасс ввиду их малой жесткости. Однако при соответствующем конструировании купола-оболочки с применением пластмасс могут достичь значительных размеров.

Ребристые и ребристо-кольцевые купола состоят из плоских или пространственных ребер сплошного или сквозного сечения, напоминающих по своей конструкции сплошные или сквозные арки.

При многоугольной форме кольца ребра купола сопрягаются с ним в узлах перелома.

Сопряжение ребер с кольцом в промежутках между опорными колоннами не рекомендуется, ввиду появления значительных изгибающих моментов и повышенного расхода стали. В вершине купола проектируют аналогичное опорному верхнее сжатое кольцо. Сопряжение радиальных ребер с верхним и нижним кольцами может быть жестким или шарнирным. При шарнирном сопряжении для повышения жесткости и устойчивости верхнего кольца его раскрепляют внутренними распорками. В ребристых куполах прогоны, как правило, проектируют в виде гнутых профилей швеллерного типа, которые крепят к ребрам купола на болтах шарнирно.