Предварительно напряженные висячие системы. Несущие и стабилизирующие механизмы.
По типу предварительно напряженных конструкций в основном можно разделить на 2 большие группы:
В первой группе предварительное напряжение создается с помощью высокопрочных напрягающих элементов, включая тросовые конструкции.
Во второй группе предварительное напряжение создается путем начального деформирования конструкций или их элементов, вызывая в них напряжение, обратное по знаку от внешней нагрузки.
С помощью предварительного напряжения можно снизить массу конструкции, ее стоимость и деформативность, но нельзя повысить прочность.
Несущая способность гибкого элемента на сжатие без предварительного напряжения равна нулю.
Н есущий и стабилизирующий механизм предварительно напряженных систем
Несущая ванта под стабилизирующей
Несущая ванта над стабилизирующей
Несущая ванта частично над – частично под- стабилизирующей
Несущий механизм Стабилизирующий механизм
Системы шпренгелей для стабилизации несущих тросов.
При проектировании большепролетных сооружений встречаются здания, в которых целесообразно комбинацию простого конструктивного элемента (например, балки, арки, плиты) с натянутым тросом. Это шпренгельные конструкции, в которых пояс – балка работает на сжатие, а металлический стержень или трос воспринимает растягивающие усилия.
Шпренгельные системы - стержневые системы, содержащие, кроме основных, дополнительные элементы, предназначенные для уменьшения изгибающих моментов, обусловленных внеузловым расположением внешней нагрузки, а также для увеличения жесткости всей системы. Широкое применение дополнительные элементы находят при усилении конструкций. Шпренгельная система размещена на верхнем или нижнем поясе балки в зависимости от направления наибольшего изгибающего усилия.
К омбинации распорных стержней и стяжек
Двустороння распорка(стабилизация) действующей ванты может происходить с помощью как распорных стержней, так и стяжек, либо комбинационно.
Благодяря использованию распорных стержней и стяжек решается вопрос определенного расположения несущих вант.
Предварительно напряженные системы с поперечно расположенными стабилизирующими тросами (тросовые сети).
Сосредоточенная нагрузка увеличивает деформации, которые распространяются только на действующий трос. Расположение по середине стабилизирующего троса в напряженной несущей конструкции препятствует увеличению деформации в соседних тросах.
Увеличение количества стабилизирующих тросов. Повышается степень сопротивляемости сосредоточенной нагрузки. С увеличением количества стабилизирующих тросов, соседние тросы, участвующие в сопротивлении, все в большей степени => тросовая связь
Предварительно напряженные системы с поперечно расположенными стабилизирующими вантами
Превращение простых несущих вант в сетку, изогнутую в противоположную сторону.
Одиночная нагрузка вызывает увеличение деформации, которая распространяется на задействованную ванту.
Расположенная поперек стабилизирующая ванта напрягает несущую ванту и препятствует увеличению деформации.
Увеличение числа стабилизирующих вант повышает силу сопротивления отдельным нагрузкам.
Все без исключения ванты участвуют в механизме сопротивления деформации.