Гиперболический параболоид (гипар)

Гипары получили распространение благодаря архитектурным и конструктивным особенностям форм, большой жесткости и несущей способности, хорошим эконо­мическим и эксплуатационным качествам, возможности формообразования различ­ных систем, используемых при проектировании объемно-пространственных компо­зиций зданий. Такие оболочки применяют для покрытий общественных, производ­ственных зданий, панелей стен и в малых архитектурных формах. Размеры перекры­ваемого плана находятся в пределах от 10 до 70 м, достигая иногда 100 м.

Гипары возводятся, главным образом, из железобетона [5], [16]. Линейча­тость поверхности позволяет упростить опалубку и армирование конструкции. В последние годы нашли применение деревянные, металлические и пластмассо­вые оболочки, а также комбинации из этих материалов.

Рис. 11.1. Способы образования поверхности гипа — ра:

А, г — образование поверхности переносом параболы; б — то же, прямой по скрещивающимся направляющим; в — пространственный прямоугольник: 1,2 — парабо­лы: 3,4 — прямые линии; 5 — гипербола

Гииар принадлежит к поверхностям двоякой разнозначной кривизны — центры его кривизны лежат по разные стороны поверхности. Используют три способа его графического построения (рис. 11.1). Поверхность гипара может быть образована:

— плоскопараллельным перемещением образующей параболы по направля­ющей параболе (параболы имеют кривизны разного знака);

— скольжением образующей прямой п1т1 по двум скрещивающимся в про­странстве прямолинейным направляющим п?п ^ и т1т1:

— смещением по вертикали углов плоского четырехугольника, который ста­новится пространственным.

В сечениях гипара плоскостями, параллельными координатным плоскостям хОг и уОг, лежат параболы; в сечениях плоскостями, параллельными плоскости хОу. — гиперболы. Отсюда название поверхности — гиперболический параболоид.

Покрытия из гипаров бывают одиночными и составными, в виде сочетаний нескольких элементов оболочки, одно- и многопролетными (рис. 11,2). Вдоль линий сопряжения, называемых коньками, устраивают ребра жесткости.

В архитектурной практике чаще всего используются гипары с прямолиней­ным контуром. Известны также покрытия с криволинейным контуром из трех и более элементов (рис. 11.3).

Гипары имеют две разновидности: в одном случае линии главных кривизн поверхности направлены вдоль диагоналей основания (рис. 11.4 а), в другом — линии главных кривизн параллельны сторонам основания (рис. 11.4 б).

Уравнениями их поверхностей будут, соответственно:

С = /ху АаЬг, (11.1)



.