15.4.3. Робота та розрахунок гнучких ниток (вант)

Розрахункова схема вант залежить від конструктивної схеми покриття (рис.15.60).

Рис. 15.60. Покриття на прямокутному та круглому планах

,кН/м,

де g – монтажне навантаження (постійне + привантаження), кН/м².

Р озглянемо рівновагу відрізаної частини ванти (рис.15.61):

Рис. 15.61. До розрахунку ванти

а) ; ; ,

тобто горизонтальний натяг ванти (розпір) при дії вертикального навантаження залишається постійним по довжині ванти;

б) ; ;

Позначивши за , одержимо

; ;

звідки , або .

При :

; ; .

Тоді ; .

Розрахункове рівнодіюче зусилля у ванті

змінюється вздовж ванти і досягає найбільшого значення на опорі

,

де ; .

Найменше зусилля розтягу діє у ванті посередині прольоту

.

Із залежності витікає, що форма рівноваги ванти під дією навантаження відповідає обрису епюри балочних згинальних моментів .

Таким чином, форма рівноваги гнучкої нитки (ванти) не може бути довільною, як для будь-яких жорстких систем, і залежить від характеру навантаження.

Відповідні один одному геометрію нитки і навантаження називають рівноважними.

15.4.4. Способи зменшення деформацій (стабілізації) висячих покриттів

Деформації висячих покриттів є наслідком кінематичних переміщень і пружних видовжень елементів.

Стабільність покриття маже бути забезпечена такими способами:

1) збільшенням маси покриття;

2) впровадженням спеціальних стабілізуючих елементів;

3) створенням попереднього напруження;

4) застосуванням ниток, жорстких на згин.

Детальніше ці способи розглянемо на конкретних типах висячих покриттів.

15.4.5. Однопоясні системи з гнучкими вантами

Вони складаються з однієї площини несучих вант на прямокутному чи круглому контурі (рис. 15.47…15.52). Провисання вант складає .

Стабілізація покриття може виконуватись двома способами.

Найбільш простий – це збільшення маси покриття. З цією метою для покриття використовують важкі залізобетонні плити.

Але оскільки зі збільшенням маси зростають і витрати на опорні конструкції, то вигідніше включити залізобетонні плити в спільну роботу з вантами на розтяг. З цією метою плити вкладають на вільно висячі ванти і привантажують баластом, під дією якого ванти подовжуються і шви між плитами розширюються. Потім шви замонолічують і знімають баласт. Під дією пружних деформацій вант, які з’являються після розвантаження, плити обтискуються, і покриття перетворюється в попередньо напружену монолітну оболонку, армовану вантами. Для того, щоб така оболонка могла сприймати змінні навантаження, величина баласту повинна бути більшою від величини змінних навантажень. Несуча здатність оболонки забезпечується розтягом вант.

Якщо власна вага покриття невелика (наприклад, при використанні легких алюмінієвих панелей), то при поривах вітру можливий відсос покриття і часткове підіймання його вгору, що призведе до руйнування покрівлі. В цьому випадку необхідно ванти кріпити додатковими відтяжками (рис.15.62).

Рис. 15.62. Використання додаткових відтяжок вант

Розпір Н в покриттях прямокутного плану сприймається або опорною конструкцією з відтяжок і анкерів, закріплених в ґрунті (див. рис.15.47, 15.51), або жорстким опорним контуром (рис. 15.47). В покриттях круглого плану (див. рис.15.48) розмір передається на зовнішнє стиснуте кільце (як правило, залізобетонне), що лежить на колонах, і внутрішнє розтягнуте металеве кільце.

В покриттях типу 1,а,б,в (див. рис. 15.47…15.49, тобто крім шатрових) існують складнощі у відведенні води з поверхні покриття, що вимагає влаштування спеціальних внутрішніх водовідводів.