Основы расчета тросовых (вантовых) сетей.

Д ля приближенного расчета воспользуемся следующими допущениями:

В следствие равенства распора все стабилизирующие ванты работают одинаково и одинаково передают давление на несущие ванты. Для расчета можно выделить любую ванту. Выделяем для удобства ванты вдоль главных осей.

Расчетная нагрузка на стабилизирующую ванту эквивалентна механическому натяжению ее с одного конца => ее п/н погасится согласно условию

При действии расчетной нагрузки стабилизирующие ванты натягиваются с условием: для обеспечения жесткости покрытия в стадии эксплуатации нужно оставлять 20-30% начального натяжения

Усилия в несущих вантах:

Усилия в стабилизирующих вантах (наибольшее усилие в стадии возведения):

Первоначальная длина несущей и стабилизирующей вант:

На трос-подбор от стабилизирующих вант передается распор, который является max в стадии монтажа вантовой сети покрытия. Заменяя сосредоточенные силы от стабилизирующих вант равномерно распределенной нагрузкой, можно вычислить усилия в тросе-подборе:

Первоначальная длина троса-подбора:

14. Мембранные покрытия. Мягкие оболочки. Классификация.

Однослойное сплошное покрытие из листов или полос, раскроенных и соединенных между собой так, что они образуют заранее заданную поверхность одинарной или двоякой кривизны называется мембранной. Основной признак мембраны как инженерной конструкции ее гибкость и связанное с этим свойство сопротивляться только растягивающим напряжениям. Мембранные покрытия удачно совмещают в себе способность одновременно выполнять функции несущих конструкций и ограждения. В отличии от обычных висячих покрытий, где роль силовых элементов играют гибкие нити, каждая из которых сосредотачивает в себе часть силового потока, в мембранных он распределяется по всей поверхности вызывая равномерные и сравнительно невысокие напряжения материала.

О сновные недостатки мембранных покрытий связаны с большой площадью поверхности открытого металла. Это малая огнестойкость и коррозийная уязвимость.

Ц илиндрические мембраны применяемые для перекрытия зданий прямоугольного плана, являются системами изменяемыми, поэтому для уменьшения деформативности замоноличивают стыки утеплителя расширяющимся цементным раствором или устраивают дополнительную стабилизирующую конструкцию

М ембраны на круглом плане используют в покрытиях круглых и эллиптических в плане зданий. Поверхность покрытия может быть выполнена в форме параболоида вращения, сферы, эллиптического параболоида и даже конуса. Как и цилиндрические мембраны, все перечисленные типы оболочек для уменьшения деформативности требуют стабилизации. Кроме указанных для цилиндрических оболочек способов, в оболочках на круглом плане широко практикуют использование технологических нагрузок.

Мембранные покрытия шатрового типа Мембранные шатровые оболочки на круглом плане применяются в покрытиях зданий и сооружений промышленного, общественного и сельскохозяйственного назначения пролетом от 30 до 250 м. Тонколистовые покрытия состоят из мембранной оболочки вращения, наружного опорного контура, опертого на расположенные по периметру колонны, и внутреннего кольца, установленного на центральной опоре. Тонколистовая пролетная конструкция, как правило, подкрепляется радиально-кольцевой системой элементов (постель). Внутреннее кольцо устанавливается выше отметки наружного опорного контура. Стрела подъема оболочки назначается в пределах 1/7... 1/15 диаметра покрытия.

Мягкие оболочки.

Мягкие оболочки — особая группа пространственных конструкций, выполняемых из материалов, обладающих высокой прочностью при растяжении, но практически неспособных сопротивляться другим видам напряжения. Этими качествами обладают материалы по природе своей хотя и жесткие (пластмассы, стекло, металлы), но утоненные до такой степени (волокна, пленки), что не могут противостоять ни сжатию, ни изгибу, ни сдвигу. Способность мягких оболочек нести такие нагрузки, которые в аналогичных по форме жестких конструкциях вызывали бы усилия сжатия, возникает лишь при условии их предварительного напряжения. Оно создается двумя основными способами: аэростатическим (пневматическим) и механическим. Ввиду постоянства толщины оболочки ее напряженное состояние характеризуется усилиями, отнесенными к единице ширины материала (не площади сечения), и их размерностью будет Н/м.

Т ентовые конструкции

Оболочки классифицируют по их наиболее существенному признаку — способу образования устойчивой формы.

Оболочки с гибким контуром (тип I) применяют, как правило, для покрытий, защищающих от осадков и инсоляции, но не образующих замкнутого объема. Для создания изолированного от внешней среды помещения необходимы дополнительные конструкции, выполняющие роль стенового ограждения. Оболочки с жестким контуром (тип II) могут быть использованы в сооружениях различного назначения, размеров и формы в плане. В качестве поддерживающих конструкций, образующих жесткий контур, чаще всего используют арки. При этом основание с системой анкеров может являться частью жесткого контура. Оболочки с внутриконтурными опорами (тип III) очень распространены. Это наиболее простой тип оболочек, не требующий сложных конструктивных устройств. Так же, как и при контурном закреплении точек, поддерживающими конструкциями являются стойки и мачты. Контур оболочки может быть закреплен в нескольких точках или по всему периметру, но в отличие от оболочек типов I и II контур может быть плоским. Распространенной разновидностью тентов типа III являются оболочки, подвешенные внутри контура к узлам жесткой решетчатой пространственной конструкции. Оболочки с внутриконтурными оттяжками (тип IV) являются инверсией оболочек типа III с той разницей, что поддерживающие конструкции обеспечивают фиксированное положение точек контура выше внутренних точек, оттянутых вниз (внутрь сооружения).

Пневматические конструкции