2373

a)- задать равномерно-распределенную нагрузку на наклонные ригели,

b)- трапециевидную на горизонтальных ригелях приложить отдельно на каждый элемент, правильно указывая величины PI, Р2, а1 и а2. Записать в тетради вычисления Р1 и Р2. После каждого задания трапециевидной нагрузки указывать в графическом поле на соответствующий элемент.

c)-Сохранить в загружение «Распределенная нагрузка».

d)-Задать моменты, правильно вводя их значение в соответствии с направлением. Сохранить в загружение «Моменты».

e)Задать сосредоточенные силы двумя способами:

21

Методика выполнениябра оты: Своды и купола из грунтового кирпича в Европе встречаются главным образом в культовых сооружениях. В Восточной Европе, Азии и Африке подобные формы покрытий также пользовались популярностью при строительстве жилых домов, учреждений и общественных зданий. В странах с жарким и сухим климатом, особенно в районах

с большими суточными перепадами температуры такие покрытия имеют ряд преимуществ. Наблюдения показали, что дома с куполообразными крышами создают лучший микроклимат по сравнению с помещениями кубической формыД. Это достигается за счет высоты в середине помещений, где собирается легкий теплый воздух, и откуда он легко уходит через проемы. Площадь поверхности у сводчатых помещений меньше, чем у кубических того же объема. Следовательно, приток тепла в них тоже меньше.

Сводчатые и куполообразные крыши имеют ряд преимуществ в холодных и умеренных климатических зонах. Поскольку в таких помещениях площадь полной поверхности меньше, как было сказано выше, то и тепловые потери в них нижеИ. Кроме гою, на их возведение затрачивается меньше строительного материала. Сводчатые и куполообразные крыши, как правило, обходятся дешевле по сравнению с плоскими или скатными. Было замечено, что по сравнению с традиционными помещениями с плоскими потолками, помещения со сводчатыми и куполообразными покрытиями оказывают приятное психологическое воздействие на их обитателей. До недавнего времени своды и купола укладывали только из грунтового кирпича.

Во многих засушливых районах нашей планеты больше не осталось древесины, поэтому для них были разработаны технологии возведения сводов и куполов из грунтового кирпича, где не требуются несущие балки и опалубка.

Геометрические формы сводов Свод — иссушая пространственная конструкция криволинейного очертания, служащая для

покрытия промышленных, общественных зданий и жилых домов. В зависимости от количества изгибов своды бывают цилиндрическими или купольными (рис. 1).

23

СЧем ближе результ рующая с ла к вертикальной оси, тем меньше горизонтальная сила, и следовательно, проще фундамент. В основе расчета конструкции свода лежит эмпирическое

фундамента. Это знач т, что эксцентриситет приложения силы должен быть меньше или равен

правило, которое заключается в следующем: результирующая сила от сдвигового усилия и собственнойширинымассы конструкц должна находиться в пределах середины третей части подошвы

1/6 фундамента (р с. 6).

б Для снижения затрат на устройствоАфундамента целесообразно на стадии проектирован и я

здания предусматривать дополнительные конструктивные мероприятия. Некоторые конструктивные решения представлены на рисунке 7.

Д И

Варианты конструкций купола В решении 1 предлагается приложить дополнительную нагрузку (стены с парапетом),

результате чего результирующая сила максимально приближается к вертикальной оси. В варианте 2 применены контрфорсы. Расстояние между ними нс должно быть слишком большим,

впротивном случае изгибающие напряжения могут выйти за пределы граничных значений. Из этих соображений лучшим конструктивным решением является вариант 3, где контрфорсы соединены сводами в верхней части. Возникающие горизонтальные растягивающие напряжения

вварианте 4 уравновешиваются за счет устройства перекрытия.

25

В решении 5 показаны отдельные натяжные элементы, работающие аналогичным образом. При этом на стяжки укладывают настилы из дерева, металла или железобетона. В решениях 6 и 7 показаны два возможных варианта снижения действия сдвигающих усилий от центрального купола за счет возведения дополнительных сводов и куполов, выполняющих функции контрфорсов.

При пересечении в основании двух равных сводов возникающие от сдвигающих усилии горизонтальные силы уравновешивают друг друга (рис. 8-2). Если своды имеют разные формы, то горизонтальные силы не равны (рис. 8-1).

Си Конструкции сводовбз грунтового кирпича не выдерживают растягивающих усилий, поэтому необходимо проект ровать опт мальную форму покрытия, в которой возникают только сжимающие напряжения. ФормаАцилиндрического свода, находящегося под воздействием только

собственной массы, в перевернутом виде имеет форму свободно подвешенной цепи. Свободно подвешенная цепь, растягиваемая силами со ственного веса, образует кривую цепи. При этом возникают только растягивающие усилия. Если данную кривую перевернуть, получится оптимальная форма для свода, в котором под собственной массой возникают только сжимающие усилия (рис. 9).

Кривая цепи рассчитывается по формуле у = a cos (х/а) и определяется на основании положения двух точек опоры и вершины (рис. 10).

Д И

26

В полукруглом своде возникают изгибающее напряжения от собственной массы конструкции. Центральная ось свода не совпадает с оптимальной кривой и может даже выходить за пределы конструкции (рис. 11А), что приводит ксс разрушению. Если оптимальная кривая находится в пределах середины третей части толщины свода (рис. 11 В), этой опасности удается избежать.

СПри длиныоптимальной форме купола в конструкции от собственной массы возникают только сжимающие напряжен я отсутствуют растягивающие. В куполе могут возникнугь сжимающие кольцевые напряженбя при устройстве дверных и оконных проемов. Для того чтобы получить оптимальную форму свода, делается разрез, как показано на рисунке 12 слева, который разбивается на сегменты равной .

В результате образуются элементыАс одинаковойДплощадью. Сосредоточенные силы от собственной массы находятся в центре каждого сегмента и имеют равные значения. На рисунке справа показан разрез купола, который также разбит на сегменты равной длины, но их ширина, а следовательно, и площадь уменьшаются от основания к вершине. Значения сосредоточенных сил тоже будут пропорционатьно уменьшаться.

Оптимальную форму купола моделировали на цепочке, к которой прикладывали соответствующую нагрузку, в результате чего была достигнутаИидеальная кривая (рис. 13). Полученная идеальная кривая представлена на рисунке по сравнению со свободно подвешенной цепочкой. Рисунок содержит и формулы для расчета площадей сегментов сферы.

27

Если кривая купола проход т снаружи от оптимальной как нижняя часть сферы, то возникают

29

Си б Задание на разработку купола Авыдает преподаватель

ЛабораторнаяДработа № 6

Цель: ознакомится с вариантами обеспечения пространственной устойчивости как всего здания так и отдельных конструктивных элементов поперечных рам.

Задание

Создать расчетную схему бачки, изображенную на Рисунке 1 с двумя вариантами загружений (сосредоточенными нагрузками в узлах и равномерно распределенной нагрузкой по верхнему поясу).

Выбор вариантов конструктивных решений многопролетных производственных зданий с различными вариантами обеспечения пространственной устойчивости как всего здания так и отдельных конструктивных элементовИпоперечных рам

1. Рассчитать усилия от узловых и распределенных нагрузок, построив эпюры усилий N при численном задании жесткостей.

2. Задать сечения стержней как профили металлопроката: спаренные уголки L63x5 и L50*5. 3. Отобразить деформированную схему (перемещений узлов бачки) от узловых нагрузок.

4. Определить максимальный по модулю прогиб.

5. Заменить PC фермы на раму и заново выполнить расчет.

6. Проанализировать различие между шарнирной и жесткой схемами для расчета ферм. 7. Отразить в тетради по лабораторным работам ход решения задачи.

8. Создать отчет по лабораторной работе в MS Word согласно шаблону.

30