11. Однопоясные висячие покрытия на круглом, овальном и прямоугольном планах. Анализ усилий.

В исячие покрытия - конструкции, основ­ные элементы которых (ванты или мембраны) работают на растяжение, переда­вая нагрузки от покрытия на анкеры. В качестве анкеров используются жесткие опорные кон­струкции (кольца, рамы, арки). Родоначальником висячих систем является инженер В. Г. Шухов.

Однопоясные покрытия получили наиб распр вследствие своей технологичности в изготов­лении, простоты в монтаже. Ими можно перекрывать про­леты до 100м и придавать сооружению самую различ­ную форму.

А ) в прямоугольном плане , б),в) на круглом плане

1- ванты; 2 - опорное кольцо; 3 - плиты покрытия

Расчет: 1.норм и расч значения постоянной g и временной (снеговой) p нагрузок на 1 м2 покрытия.

2. вес пригрузов в пределах g + (0,1...0,3) p.

3. расчетная линейная нагрузка на нить, которая при шаге нитей а равна

q = [g + (1,1...1,3 р)] а

4. задаемся стрелой провисания нити в середине пролета l - для нити в виде каната (1/15...1/20) l, для нитей из проката - (1/20...1/30) l. Определите распор, балочную реакцию, тяжение нити и требуемую площадь поперечного сечения:

H = ql2/8f ; V = ql/2 ; T = H2+V2  ; А=T/RyƔc

5. По сортаменту подбираем подходящий канат или стержень из арматурной стали.

6. Длина заготовки  

6. Проверка деформативности покрытия: Относительное значение стрелы провеса, определенное по формуле , не должно превышать нормируемого (l / 200)

Недостатки: наличие распоров и большая деформативность под действием местной нагрузки. Для восприятия распоров устраиваются анкерные фундаменты или контурные конструкции (кольца, опоясывающие по периметру висячие конструкции).

12. Двухпоясные висячие покрытия на круглом, овальном и прямоугольном планах.. Комбинации нагрузок. Преднапряжение. Работа под нагрузкой.

Двухпоясная вантовая система состоит из несущего и стабилизирующего троса, имеющих кривизну разного знака. Несущий и стабилизирующий трос связывают между собой стержнями круглого сечения или тросовыми растяжками.

Применение предварительного напряжения вант позволяет добиться того что в отличие от обыкновенной фермы у вантовой системы оба пояса будут растянуты.

1.Несущая ванта под стабилизирующей.

стрела провисания несущего (нижнего) ванта=1/10 – 1/12 пролета

стрела подъема стабилизир-го(верхнего) ванта=1/13-1/17 пролета.

Достоинства: один опорный контур (экономия) и эффективный водоотвод,

Недостатки: тяжелые стойки-стержни между вантами, которые сжаты(и рассчитываются на устойчивость). И расход материала в 2 раза.

2.Несущая ванта над стабилизирующей.

О чень громоздкая.

Высота = стрела провисания несущего( верхний) + стрела подъема стабилизирующегого ванта (нижний) + расстоянию между вантами.

Н еэффективный водосток.

Надо делать 2 опорных контура-неэкономично. Зато все элементы растянуты.

3.Несущая ванта частично над, частично под стабилизирующей.

О чень компактная. Высота = стрела провисания несущего ванта(нижний).

Эффективный отвод воды. Нужно 2 опорных контура.

Стойки частично сжаты, частично растянуты.(в середине сжаты)

Несущая и стабилизирующая ванта могут располагаться как в одной плоскости, так и со смещением (при этом будут образовываться складки).

Благодаря преднапряжению верхние пояса не подвергаются больше напряжению на сжатие, а испытывают растяжение это позволяет создать тросовую ферму, у которой оба пояса сделаны из тросов. От двухпоясной вантовой системы она отличает наличием раскосной или треуг. решеткой из гибких элементов, ставящих в ее основу неизменяемый треугольник (а там, соответственно, механизм-квадрат).Эти раскосы воспринимают Q.(а там Q воспринимается за счет стрелы провеса троса).Эти фермы нашли применение в покрытиях с неравновесными и большими временными нагрузками.

Двухпоясные системы на круглом и др. планах,.

Наиболее распространены конструктивные формы 2-х поясных систем на круглом плане с радиально расположен.тросами.

1. с линзовидными фермами и одним опорным кольцом.

2.с двумя кольцами и вогнутыми фермами

3.ортогональная система из перекрещивающихся ферм с опорным кольцом

М ожет использоваться на круглом и овальном и прямоугольном планах. Но рациональны только на планах близких к квадрату. И не более ½(длина к ширине),т.к при дальнейшем увеличении соотношения вклад большего пролета ничтожно мал и убывает обратно проп-но отношению квадратов пролетов.

4 .Промежуточная система. Она позволяет уменьшить общую высоту покрытия.

Распор от несущих нитей воспринимается верхним ж/б кольцом, а от стабилизирующих-колоннами

Экономичность констр-ии определяется затратами на опорное кольцо. При расположении несущей нити над стабилизирующей их совместная работа обеспеч-ся легкими растяжками они требуют мало металла, зато для каждой системы вант необходимо создавать свой опорный контур.+Более сложный отток воды.

Стрелы провесов колеблются в пределах от 1/10 до 1/30 пролета и определяют усилия в самих поясах и в опорн.кольце, испытывающем сложное напряж-е состояние сжатия с изгибом. Большие стрелы провисания целесообразны при большом соотношении м/у постоянными и временными нагр-ками,но при этом возрастают их кинематические перемещения. Оптимальная стрела провисания несущего:1/8-1/15,стабилизир-го можно чуть меньше. Комбинации нагрузок:

1. Нагрузка, действующая от снега (вертикально вниз)

При такой нагрузке несущий трос стабилизируется под весом снега - это хорошо (не провисает), но стабилизирующий трос, который был преднапряжен и работал на растяжение, разгружается, теряя натяжение. И в итоге конструкция может потерять жесткость, и даже геометрию.

2. Нагрузка, действующая от ветра (вертикально вверх-отсос)

Нагрузив таким образом, стабилизирующий трос еще сильнее растягивается (он ведь был до этого преднапряжен и работал на растяжение). Вследствие этого он может порваться и лопнуть. На несущий же еще меньше нагрузка, он ослаблен. И если нагрузка от ветра большая, а покрытие легкое (которое на несущем тросе), то может произойти потеря устойчивости несущего троса и диск разрушится.

Поэтому, чтобы тросы не лопнули, не порвались и не провисли, нужно, чтобы они были оба в натяжении.