
- •Введение
- •1.1. Общие сведения об инженерных конструкциях
- •1.2. Историческая справка. Вклад отечественных инженеров и ученых в теорию и практику инженерных конструкций
- •2. Материалы, применяемые для изготовления инженерных конструкций
- •2.1. Строительные стали и алюминиевые сплавы, их классификация
- •2.2. Механические свойства металлов
- •2.3. Сортамент металла
- •Контрольные вопросы
- •3. Основные положения расчета инженерных конструкций
- •3.1. Суть метода расчета по предельным состояниям
- •3.2. Нагрузки и воздействия
- •Сочетания нагрузок
- •3.3. Нормативные и расчетные сопротивления материалов
- •Контрольные вопросы
- •4. Расчет элементов металлических конструкций
- •4.1. Основные положения расчета
- •4.2. Расчет центрально-растянутых элементов
- •4.3. Расчет центрально-сжатых элементов
- •4.4.Расчет изгибаемых элементов
- •4.5. Расчет внецентренно - сжатых элементов
- •Контрольные вопросы
- •5. Соединения в металлических конструкциях
- •5.1.Сварные соединения
- •5.1.1. Сварка в строительстве
- •5.1.2. Виды сварки
- •5.1.3. Виды сварных швов и соединений
- •5.1.4. Расчет стыковых и угловых швов
- •5.2. Заклепочные и болтовые соединения
- •5.2.1. Общие сведения о заклепочных и болтовых соединениях
- •5.2.2. Расчет и конструирование болтовых и заклепочных соединений
- •Контрольные вопросы
- •6. Основы проектирования балок и балочных клеток
- •6.1.Назначение балок, их типы и область применения
- •6.2. Основы проектирования балочных клеток
- •6.3. Основные положения расчета балок
- •6.4. Расчет балок
- •Расчет поясных соединений
- •7. Колонны и стойки
- •7.1. Типы колонн и стоек
- •7.2. Расчет колонн
- •7.3. Типы и конструкции оголовков и баз колонн
- •Контрольные вопросы.
- •8. Проектирование ферм гражданских и общественных зданий
- •8.1. Назначение и основные группы ферм
- •8.2. Стропильные фермы и их типы
- •8.3. Определение генеральных размеров ферм
- •8.4. Элементы кровельного покрытия по металлическим фермам
- •8.5. Основы расчета стропильных ферм
- •8.6. Общие принципы конструирования ферм
- •Контрольные вопросы
- •9. Стальные каркасы зданий средней и малой этажности
- •9.1. Область применения стальных каркасов
- •9.2. Каркасы производственных зданий
- •9.3. Легкие металлические конструкции зданий
- •Контрольные вопросы
- •10. Стальные каркасы высотных зданий
- •10.1. Назначение и системы стальных каркасов
- •10.2. Рамная, связевая и рамно-связевая системы
- •10.3. Каркасно - ствольная и коробчато-ствольная системы
- •10.4. Стальные каркасы сверхвысотных зданий
- •10.5. Основы компоновки, конструирования и расчета стальных каркасов
- •10.6. Противопожарная защита стальных каркасов
- •Контрольные вопросы
- •11. Конструкции большепролетных покрытий
- •11.1. Область применения и классификация большепролетных покрытий
- •11.2. Балочные конструкции покрытия
- •11.3. Рамные конструкции
- •11.4. Арочные покрытия
- •11.5. Купола
- •11.6. Структурные и перекрестно-балочные системы покрытий
- •Контрольные вопросы
- •12. Висячие покрытия
- •12.1. Общая характеристика висячих покрытий
- •12.2. Конструктивные элементы висячих покрытий
- •12.3. Основы расчета висячих покрытий и способы уменьшения их деформативности
- •12.4. Конструктивные решения висячих покрытий
- •12.4.1. Конструктивные решения однопоясных покрытий
- •12.4.2. Конструктивные решения двухпоясных покрытий
- •12.4.3. Конструктивные решения седловидных шатровых покрытий
- •12.4.4. Конструктивные решения вантовых и висячих комбинированных покрытий
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
12.2. Конструктивные элементы висячих покрытий
Покрытия с гибкими вантами считаются пологими при отношении стрелы провеса к пролету f / l < 1/20 и непологими при f / l > 1/20. Форма равновесия гибкой нити не может быть произвольной, как для любых жестких систем, форма - гибкой нити зависит от характера нагрузки. В этом состоит принципиальное отличие висячих систем от других. При изменении нагрузки меняется форма нити, поэтому в таких системах значительные кинематические перемещения, которые являются главной причиной повышенной деформативности висячих систем.
Упругие удлинения нитей также увеличивают деформативность висячих систем, но сказываются лишь в пологих нитях. В непологих нитях эти удлинения практически не влияют на повышение деформативности висячих систем. Жесткие нити обладают изгибной жесткостью, поэтому кинематические перемещения таких покрытий значительно меньше гибких. Кроме этого нити выполняются из прокатных профилей, следовательно, у них значительно меньше упругих деформаций.
Стрелы провеса для жестких нитей можно принимать большими, чем для гибких нитей (1/20...1/6 пролета). Большая жесткость позволяет также выполнять покрытия и с малыми стрелами провеса, равными 1/20...1/30 пролета.
Тип висячего покрытия, его очертание в плане предопределяют систему и форму опорных конструкций. Податливость опорных конструкций оказывает существенное влияние на напряженное состояние пролетной конструкции. Поэтому расчет покрытия ведется с учетом совместной работы опорной части с канатами, мембраной или другими пролетными конструкциями.
Распор пролетной конструкции может быть воспринят следующими способами: передачей на грунт через оттяжки и анкерные фундаменты (рис. 12.2.а); передачей на грунт с использованием имеющихся в сооружении конструкций трибун, междуэтажных перекрытий, фундаментов и др. (рис. 12.2.б) и устройством специальных пилонов (рис.12.2.в); устройством замкнутого в плане опорного контура в уровне покрытия (рис.12.2.г, д); устройством жестких распорок в виде мощных арок или балок, перекрывающих пролет сооружения (рис.12.2.ж). Возможна комбинация этих решений.
Наиболее распространен в качестве опорной конструкции опорный контур - замкнутая рама криволинейного или многоугольного очертания, поднятая на колоннах в уровень покрытия. Замкнутый контур воспринимает горизонтальные составляющие (распор) сил натяжения нитей или мембран и передает на колонны только вертикальные нагрузки. Различают плоские (рис.12.2.г,д) и пространственные (рис.12.2.е,ж) опорные контуры.
Наиболее легкий опорный контур получается, когда в нем отсутствуют или малы изгибающие моменты. Такой контур называется безмоментным. Безмоментность контура обеспечивается подбором очертания в плане. Его ось должна быть близко к кривой давления распора. Поэтому - наибольшее распространение получили висячие покрытия круглой и овальной формы (рис.12.2.г).
В прямоугольных или многоугольных контурах (в случае крепления нитей в промежуточных точках между вершинами углов) появляются большие изгибающие моменты, что ведет к утяжелению конструкций. Если необходимо получить безмоментный контур, в этом случае используют специальные системы тросовых сетей (рис.12.2.з).
Безмоментность может быть достигнута также регулированием усилий в сечениях контура за счет предварительного напряжения части нитей. Частным случаем безмоментного контура является опорная конструкция с гибкими, работающими на растяжение элементами - тросами - подборами (рис.12.2.н).
В большинстве случаев железобетонный опорный контур экономичнее стального.