Определение висячих конструкций. Образование несущего троса. Опорные реакции.
В
исячие
конструкции
- строительные
конструкции, в которых основные элементы,
несущие нагрузку (тросы, кабели, цепи,
сетки и т.п.), испытывают
только растягивающие усилия.
Работа В.К. на растяжение позволяет
полностью использовать механические
свойства высокопрочных материалов, а
незначительный их вес даёт возможность
перекрывать сооружения с наибольшими
пролётами. В.К. сравнительно просты в
монтаже, надёжны в эксплуатации,
отличаются архитектурной выразительностью.
Недостатками В.К. являются наличие
распоров и большая деформативность под
действием местной нагрузки. Для восприятия
распоров устраиваются анкерные фундаменты
или контурные конструкции (кольца,
опоясывающие по периметру В.К.). Уменьшение
деформативности В.К. достигается
введением стабилизирующих элементов
— оттяжек, раскосов, балок жёсткости,
дополнительных поясов, а также приданием
В К. формы, допускающей предварительное
напряжение. Геометрически неизменяемые
В.К., выполненные из прямолинейных
элементов (вантов), называются вантовыми.
В.К. могут быть плоскими и пространственными.
Простейший вид плоской В.К. — закрепленный
на опорах трос с подвешенными к нему
элементами, воспринимающими местную
нагрузку. Современные плоские В.К.
применяются главным образом в висячих
мостах,
висячих покрытиях, канатных дорогах
и т.п.
Параллельные напряженные системы
Радиальные напряженные системы
Двухосные напряженные системы
Вантовые каркасные конструкции
Применение несущая система – строительный материал – величина пролетов
ВАНТОВЫЕ цельнометалические (металл + железобетон) 50 (80-500)
несущие цельнометалические (металл + железобетон) 30 (60-200) 250
конструкции цельнометалические (металл + железобетон + дерево) 25 (50-120) 200
Геометрические формы гибкого троса в зависимости от приложенной нагрузки.
Н
есущий
механизм вантовой конструкции основывается
на форме гибкой ванты. В идеальном случае
она точно соответствует потоку сил. Эта
несущая система является материальным
воплощением естественного или природного
направления сил. Каждое изменение
условий нагружения изменяет форму линии
подвеса и обуславливает новую структурную
форму.
Из-за своего малого сечения по отношению к длине канат не может воспринимать изгибающие напряжения. Он изменяет свою форму с каждым новым состоянием нагрузки. Гибкость(эластичность)
Формы:
Ц
епная
линия
(собственный вес)
Парабола
(распределенная нагрузка)
Эллипс
(распределенная нагрузка, возрастающая в направлении опоры)
Треугольник
(сосредоточенная нагрузка в центре)
Трапеция
(две отдельные нагрузки)
Многоугольник
(симметричные отдельные нагрузки)