35. Конструирование куполов

Купольная форма в отличие от сводчатой уравновешивает внешнюю нагрузку во всех направлениях. Кроме того, нагрузка,, воспринимаемая куполом, создает в нем нормальные мембранные напряжения с влиянием изгиба на относительно небольших участках поверхности. В современной практике чаще всего применяются купола, срединная поверхность которых описывается уравнением шара, эллипсоида вращения или кругового конуса (конические купола проще в изготовлении, но менее экономичны, чем сферические).

В куполах вращения, нагруженных распределенными нагрузками, по мериодиональным направлениям возникают только сжимающие напряжения.

По направлению параллелей в верхних участках возникают кольцевые сжимающие, а в нижних — кольцевые растягивающие напряжения, которые деформируют купол и вызывают напряжения изгиба. Гладкая монолитная форма купола, оптимальная для железобетона, не подходит для пластмасс ввиду их малой жесткости. Однако при соответствующем конструировании купола-оболочки с применением пластмасс могут достичь значительных размеров.

Ребристые и ребристо-кольцевые купола состоят из плоских или пространственных ребер сплошного или сквозного сечения, напоминающих по своей конструкции сплошные или сквозные арки.

При многоугольной форме кольца ребра купола сопрягаются с ним в узлах перелома.

Сопряжение ребер с кольцом в промежутках между опорными колоннами не рекомендуется, ввиду появления значительных изгибающих моментов и повышенного расхода стали. В вершине купола проектируют аналогичное опорному верхнее сжатое кольцо. Сопряжение радиальных ребер с верхним и нижним кольцами может быть жестким или шарнирным. При шарнирном сопряжении для повышения жесткости и устойчивости верхнего кольца его раскрепляют внутренними распорками. В ребристых куполах прогоны, как правило, проектируют в виде гнутых профилей швеллерного типа, которые крепят к ребрам купола на болтах шарнирно.

42. Цилиндрические оболочки

Цилиндрические оболочки обычно имеют основные элементы: собственно оболочка, промежуточные и опорные диафрагмы и бортовой элемент. Цилиндрические оболочки можно условно разбить на два типа. Первый тип - балочные, с опорами только по криволинейным торцам, имеющие достаточное количество поперечных диафрагм, обеспечивающих недеформируемость поперечного сечения. Крайняя кромка цилиндрической оболочки должна быть раскреплена из плоскости оболочки специальным ребром. Такие оболочки в направлении, приближенно можно рассчитывать как балки сложного поперечного сечения с недеформируемым поперечным сечением и как арочную конструкцию в направлении вдали от промежуточных диафрагм. Второй тип - цилиндрические пластинки с опорами по четырем сторонам. Такие оболочки могут быть в свою очередь разбиты на два класса: со стойками вдоль криволинейной кромки и с фермой вдоль криволинейной кромки. В обоих случаях вдоль прямолинейной кромки имеются шарнирные стойки.

Для мембранной группы усилий ребро или стойки вдоль прямолинейного ребра является нулевыми элементами. Они только ликвидируют изгибающие моменты фической пластины из ее плоскости. Численные значения на изолиниях взяты из конкретного расчета для нагляднос-»и соотношений величин напряжений и прогибов. Распределение общей нагрузки С на покрытие между опорами вдоль прямолинейных и криволинейных бортов составляет около 10% вдоль прямолинейною борта и 40% вдоль криволинейного. Все вышесказанное позволяет лишь представить игру сил в цилиндрических оболочках и грубо прикинуть усилия в них для простых случаев загружений.