9.1. Висячие металлические покрытия. Особенности работы.

Висячими (подвесными, вантовыми) называют покрытия, в которых основные элементы пролётной несущей конструкции работают на растяжение. Работа на растяжение, позволяющая полностью использовать площадь сечения ванта, и высокая прочность материала приводят к тому, что масса несущей конструкции относительно мала, а следовательно эффективность их увеличивается с пролетом. Для восприятия распора необходима опорная конструкция. К специфическим особенностям относится их повышенная деформативность, связанная с низким модулем упругости тросов по сравнению с прокатом. Кроме того, висячие покрытия являются системами мгновенно-жёсткими, т.е системами, которые работают упруго лишь на равновесные нагрузки, а при действии неравновесных нагрузок в них помимо упругих деформаций появляются еще и кинематические перемещения. Чтобы их уменьшить покрытия часто проектируют со специальными стабилизирующими устройствами и предварительно напрягают.

9.2. Конструкции: виды.

В двухпоясных системах висячих покрытий стабилизацию осуществляют путем введения дополнительной нити, которая через подвески (распорки) или решетку догружает несущую нить.

В перекрестных системах висячих покрытий двоякой кривизны стабилизирующие нити располагают перпендикулярно или под углом к несущим. Форму поверхности перекрестных систем обычно принимают в виде гиперболического параболоида (гипара).

Мембранные покрытия не содержат в своем составе канатов, их выполняют из листовой стали, сочетающей несущие и ограждающие функции.

Конструкции комбинированных вантовых покрытий весьма разнообразны. Их характерной особенностью является наличие жесткой конструкции, поддерживаемой вантами.

Системы висячих покрытий:

а - однопоясные; б - двухпоясные; в - перекрестные; г – комбинированные.

9.3. Конструкции: способы стабилизации.

Висячие системы являются распорными. Для погашения распора применяют мощные опорные конструкции в виде изогнутых колонн и пилонов, рам и конструкций трибун, оттяжек, а также замкнутых опорных контуров, которые воспринимают большие усилия и требуют значительного расхода материала. Все эти устройства усложняют и удорожают висячие конструкции и в значительной мере снижают эффект от их применения.

Для уменьшения кинематических перемещений в висячих системах проектируют стабилизирующие устройства: пригруз весом более 1 кН/м2; предварительное напряжение несущего троса (вогнутого) стабилизирующим (выпуклым) с помощью распорок элементов.

9.5. Особенности расчета.

Расчет покрытий с радиальным расположением вант

Покрытие, круглое в плане, с расстоянием между вантами b (по периметру покрытия), нагружено равномерно распределенной (по проекции покрытия) нагрузкой q. Каждую нить при такой нагрузке рассчитывают самостоятельно.

Учитывая, что опоры ванты находятся на одном уровне и что реактивное давление направлено по касательной к оси ванты в месте закрепления, вертикальные составляющие опорных реакций ванты в силу симметрии грузовой схемы:

A = B = 0,5qbr

Составим уравнение моментов сил на левой половине ванты относительно точки О, находим:

Ванты рассчитывают на усилие:

Сжимающее усилие N в кольце, находящемся под погонным радиальным давлением H1 = H/b: