книги из ГПНТБ / Бобров, Ф. В. Сейсмические нагрузки на оболочки и висячие покрытия

нуть наиболее рационального распределения усилий и тем самым обеспечить полное использование прочностных свойств материала.

В висячих покрытиях стоимость возрастает пропорцио­ нально увеличению перекрываемого пролета.

2.Предварительно-напряженные висячие покрытия об­ ладают большой пространственной жесткостью при неболь­ шом собственном весе, и поэтому при соответственном конструктивном решении они могут быть целесообразной экономичной конструкцией для применения в больше­ пролетных сейсмостойких промышленных и общественных зданиях.

3.Теоретические и экспериментальные исследования, по­ священные динамике и сейсмостойкости висячих покрытий, сравнительно немногочисленны. Поэтому ввиду экономиче­ ской эффективности висячих покрытий необходимо уделять больше внимания экспериментально-теоретическим иссле­ дованиям их сейсмостойкости, а также проверке качества этих конструкций во время эксплуатации.

4.Результатом проведенных экспериментальных ис­ следований висячих покрытий в СССР н за рубежом уста­ новлены следующие основные свойства висячих покрытий: при повышении коэффициента предварительного напряже­ ния до 40% прогиб покрытия значительно сокращается, и дальнейшее повышение этого коэффициента почти не влияет на величину прогиба; увеличение коэффициента предвари­ тельного напряжения до определенного значения (около 40%) влияет на динамические характеристики висячих по­ крытий, а после этого значения почти не влияет; изменение соотношения стрел прогибов несущего и стабилизирующего тросов при постоянном коэффициенте предварительного на­ пряжения незначительно влияет на динамические характе­ ристики.

В результате многочисленных экспериментов необходи­ мо уточнить эти выводы для различных форм и конструкций висячих покрытий и установить зависимости между указан­ ными параметрами.

5. Предложенная методика определения сейсмических нагрузок применима только для тех висячих покрытий, в ко­ торых создается предварительное напряжение нагрузкой, превышающей по расчетной величине все возможные вре­ менные нагрузки, в результате чего полностью исключаются кинематические перемещения и уменьшаются упругие пе­ ремещения.

150

6.В практике строительства независимо от геометриче­ ской формы и конструкции применяются только пологие висячие покрытия. Поэтому формула для определения сей­ смической нагрузки (108), которая аналогична формуле (1) СНиП П-А. 12-69, в первом приближении применима для всех видов висячих покрытий.

7.При определении коэффициента динамичности в дан­ ной работе висячие покрытия расчленяются на две группы:

1)висячие оболочки и мембраны с покрытием из бетона;

2)чисто вантовые и мембранные покрытия.

На основании имеющихся в ограниченном количестве экспериментальных значений декремента колебаний для первой и второй групп покрытий приняты повышающие коэффициенты нормативного графика рг соответственно

1,5 и 3.

Следует отметить, что для уточнения значения указан­ ных коэффициентов необходимо провести эксперименталь­ ные исследования затухания колебаний в висячих покры­ тиях в зависимости от коэффициента предварительного на­ пряжения.

8. При определении сейсмических нагрузок на висячие покрытия основной вопрос, как и в существующей методике, заключается в определении их динамических характери­ стик — частот и форм свободных колебаний, от которых за­ висят коэффициенты динамичности |Зг и формы гр.

Вопрос динамики висячих систем еще мало исследован, ему посвящены лишь отдельные работы, которые оказывают­ ся недостаточными для точного определения динамических характеристик всех видов висячих покрытий. Поэтому коэф­ фициенты динамичности рг и форма т]; для некоторых часто применяемых в строительстве висячих покрытий на основе результатов исследований, изложенных в § 1 и 2 главы И, могут определяться приближенно по приведенным в § 4 главы II формулам, которые достаточно точны для практи­ ческих расчетов.

9. При определении сейсмической нагрузки, коэффици­ ентов динамичности и формы были сделаны некоторые упро­ щающие предположения, заключающиеся в следующем: на­ грузки и перемещения, нормальные к поверхности покры­ тия отождествлялись с нагрузками и перемещениями по вер­ тикали; рассматривались упрощенные формы покрытий.

Отмеченные предположения обычно считаются приемле­ мыми для пологих покрытий, у которых стрела прогиба не превышает Vs наименьшего размера в плане. В висячих

151

покрытиях указанное соотношение намного меньше (fll

< V 10). Это дает основание сделать вывод, что в рамках ука­ занных предположений полученные результаты расчета для висячих покрытий должны иметь достаточную практическую точность, что подтверждается результатами проведенных экспериментов и практических расчетов.

10. Висячие покрытия являются нелинейными системами, т. е. силы и прогибы связаны нелинейной зависимостью. В строительстве применяются только предварительно-напря­ женные висячие покрытия, которые относятся к системам, обладающим жесткой упругой характеристикой. Проведен­ ные исследования, изложенные в § 2 главы II, показыва­ ют, что созданием предварительного напряжения можно исключить нелинейность висячих систем, что дает возмож­ ность решить задачу в линейной постановке. Такая возмож­ ность решения задачи подтверждается экспериментальными исследованиями, проведенными в СССР и за рубежом.

крытия, не имеющие замкнутого опорного контура.

При расчете большепролетных висячих покрытий второй группы на сейсмостойкость необходимо учесть, что их опо­ ры в зависимости от фазы проходящей в грунте волны вза­ имно смещаются во времени. Расчет покрытий в указанной постановке подробно изложен в работах [17, 35, 36].

Из-за большой пологости в висячих покрытиях возника­

массивные опоры, в результате чего экономическая эффек­ тивность висячих покрытий резко уменьшается.

Следует отметить, что при вертикальном действии на­ грузки распоры висячих покрытий создают самоуравновешенную систему сил. Учитывая это очень важное харак­ терное свойство висячих покрытий, при их рациональном проектировании необходимо применять покрытия с замкну­ тым контуром, причем очертание опорного контура дол­ жно быть близким к кривой давления от распора.

12. Анализом результатов проведенного эксперимента установлено следующее:

1)в горизонтальной плоскости висячая оболочка вместе

сопорным контуром колеблется как жесткий диск, а ча­ стоты и амплитуды колебаний обусловливаются в основном массой покрытия и жесткостью поддерживающей конструк­ ции. Это показывает, что примятая в § 1 главы II расчетная

152

схема хорошо отражает действительную работу сооруже­ ния;

2) при определении сейсмических нагрузок на висячие покрытия характерной и основной является первая форма вертикальных колебаний;

3) формулы, существующие для определения динамиче­ ских характеристик выпуклых оболочек, вполне применимы для соответствующих висячих оболочек.

Эти выводы полностью подтвердились эксперименталь­ ными исследованиями, проведенными в ИСМиС АН ГССР под руководством О. Д. Ониашвили [69].

13. На основе всех изложенных материалов можно сд лать вывод, что висячие покрытия могут получить широкое распространение в сейсмических районах как весьма эф­ фективные конструкции при условии правильной оценки возникающих в них усилий от сейсмических воздействий.

по предварительно-напряженным металлическим конструкциям.

Л., 1971.

2.А б о в я н Г. А. и др. К исследованию сейсмостойкости ви­ сячих систем. Известия АН Арм. ССР. Серия технических наук XXII, № 4, 1969.

4.Большепролетные оболочки. Международный конгресс в Ле­ нинграде, т. I. М., Стройиздат, 1969.

5.Большепролетные оболочки. Международный конгресс в Ле­ нинграде, т. II. М., Стройиздат, 1969.

6.В а с и л ь е в В. С. и др. Висячее седлообразное покрытие концертного зала. — В кн.: Большепролетные оболочки. Меж­ дународный конгресс в Ленинграде, т. II. М., Стройиздат,

1969.

7. В е д е н к о в Г. С. Исследование предварительно-напря­ женного висячего покрытия. Материалы III Международной конференции по предварительно-напряженным металлическим конструкциям. Л ., 1971.

8.Висячие покрытия. Труды совещания по исследованию и внед­ рению висячих покрытий. НИИЖБ. Под ред. И. М. Рабинови­ ча. М., Госстройиздат, 1962.

9.Висячие покрытия кругового очертания в плане. Труды НИИЖБ, вып. 2. Под ред. И. Г. Людковского. М., Госстройиз­ дат, 1962.

10.В л а с о в В. 3. Избранные труды, т. I. М., изд-во АН СССР, 1962.

153

11.Второй международный конгресс по тонкостенным оболочкампокрытиям. М., Госстройнздат, 1960.

12.Г а с а н о в А. Н. Приближенное определение сейсмической нагрузки на здания с висячими покрытиями. Ученые записки Аз. ПИ. Серия X, № 2 (4). Баку, 1964.

13.Г а с а н о в А. Н. Натурное исследование колебаний висячей

15.Г а с а н о в А. Н. К вопросу определения сейсмических нагрузок на висячие покрытия по линейной теории. Ученые

17.Г р и л л ь А. А. Результаты натурных исследований колеба­ ний висячих покрытий. — В кн.: Строительство зданий и соору­ жений над горными выработками. Сборник трудов Донецкого

Промстройниипроекта № 10. М., «Недра», 1971.

19.Д а в ы д о в С. С. Предварительно-напряженный железо­ бетон и новые возможности архитектуры. «Архитектура СССР», 1958, № 12.

20.Д и с м а п И. 3. Изготовление и монтаж предварительнонапряженных вантовых большепролетных конструкций. Ма­ териалы III Международной конференции по предварительно-

25.К а д ж а я Д. И. Сборные оболочки нового типа. Информа­ ционный бюллетень Госстроя ГССР. «Строительство и архитек­

тура», 1960, № 1.

26.К а р и м о в а Р. X. Нелинейные колебания гибкой нити под действием сейсмической нагрузки. Сборник трудов Фрунзенско­ го политехнического института, вып. 52. Город Фрунзе, 1971.

27.К а р и м о в а Р. X. Оценка сейсмостойкости висячих конст-

154

38.К у з н е ц о в Э. Н. Некоторые вопросы расчета висячих покрытий. — В кн.: Висячие покрытия. Труды совещания по исследованию и внедрению висячих покрытий. НИИЖБ. Под ред. И. М. Рабиновича. М., Госстройиздат, 1962.

39.К у з н е ц о в Э. Н. Радиальные вантовые системы. М., Госстройиздат, 1963.

40.К у з н е ц о в Э. Н. Статический расчет двухпоясных ван­

44.Л е с н и к о в В. В. Возникновение и развитие висячих покрытий кругового очертания в плане. — В кн.: Висячие по­ крытия кругового очертания в плане. Труды НИИЖБ, вып. 2. Под ред. И. Г. Людковского. М., Госстройиздат, 1962.

155

46.Л о п а т т о А. Э. В. Г. Ш у х о в — выдающийся русский инженер. М., Госстройиздат, 1951.

51.М и р о и к о в Б. А. Тонкостенные сводчатые конструкции покрытий. М.—Л ., Госстройиздат, 1963.

52.М о р о з о в А. П. Пространственные конструкции в промыш­ ленном строительстве. Материалы к IV сессии АСиА СССР. М., Госстройиздат, 1958.

53.М к р ч а и ц 10. С. Экспериментально-теоретические иссле­ дования работы предварительно-напряженных ферм. Материалы III Международной конференции по предварительно-напря­ женным металлическим конструкциям. Л., 1971.

54.Н а з а р о в А. Г. Метод инженерного анализа сейсмических сил. Ереван, изд-во АН Арм. ССР, 1959.

55.О д и н о в М. А. Будущее — за железобетонными простран­ ственными конструкциями покрытий. «На стройках России», 1963, № 2.

56.О н и а ш в и л и О. Д. Некоторые динамические задачи тео­

59.П а в л ы к В. С. Динамические расчетные схемы сооруже­ ний. — В кн.: Основы проектирования зданий в сейсмических

мышленных зданий и инженерных сооружений. М., Госстрой­ издат, 1962.

62.Р а б и н о в и ч И. М. Мгновенно-жесткие системы, их свой­ ства и основы расчета. — В кн.: Висячие покрытия. Труды совещания по исследованию и внедрению висячих покрытий. НИИЖБ.Под ред. И. М. Рабиновича. М., Госстройиздат, 1962.

63.Р ж а н и ц ы н А. Р. Статика и динамика пологой упругой нити. — В кн.: Висячие покрытия. Труды совещания по иссле­ дованию и внедрению висячих покрытий. НИИЖБ. Под ред.

И. М. Рабиновича. М., Госстройиздат, 1962.

64. С и н и^ц ы н А. П. Динамика гибких покрытий с больши­ ми прогибами. — В кн.: Висячие покрытия. Труды совещания по исследованию и внедрению висячих покрытий. НИИЖБ. Под ред. И. М. Рабиновича. М., Госстройиздат, 1962.

156

65.С к о р д е л и с ь А. К. н др. Оптимальное проектирование двух большепролетных оболочек из сборного предварительно­ напряженного железобетона с натяжением арматуры на бетон. —

Вкн.: Большепролетные оболочки. Международный конгресс

вЛенинграде, т. I, М., Госстройиздат, 1959.

66.С о б о т к а 3. II. Висячие покрытия. М., Стройиздат, 1964.

67.С о р о к и н Е. С. Динамика междуэтажных перекрытий. М.—Л., Стройиздат Наркомстроя, 1941.

68.«Строительство и архитектура за рубежом», 1958, № 4.

72.Доклады на III Международной конференции по предваритель­ но-напряженным металлическим конструкциям. Л., 1971.

73.Ц е й т л и н Л. Новые подвесные системы в США, используе­ мые в пространственных конструкциях. — В кн.: Большепро­

78.Э к с и л л а н Н. Новые оболочки, построенные в Испании, Франции, Италии. — В кн.: Второй международный конгресс по тонкостенным оболочкам-покрытиям. М., Госстройиздат,

1960.

79.Я в е р т Д. Вантовые фермы. — В кн.: Большепролетные обо­ лочки. Международный конгресс в Ленинграде, т. II. М., Строй­

81.Инструкция по определению расчетной сейсмической нагрузки для зданий и сооружений. М., Госстройиздат, 1963.

82.СНиП П-А.12-69. М., Стройиздат, 1969.

157

158