Расчет оболочек.

Для статического расчета пологих оболочек используются моментная и безмоментная теории расчета.

Принято называть оболочку пологой, когда отношение величины стрелы ее подъема f к меньшему линейному размеру прямоугольного плана проекции оболочки а характеризуется неравенством:

Безмоментная теория расчета предполагает, что в сечениях оболочки возникают внутренние нормальные и сдвигающие усилия, моментная теория рассматривает равновесие оболочки с учетом появления изгибающего момента, наибольшее значение которого достигается на контуре оболочки.

Для расчета ребристых (подкрепленных) оболочек предусмотрена процедура «размазывания», когда площадь сечения ребер заменяется эквивалентным увеличением толщины обшивки оболочки.

Наиболее точный расчет пространственных конструкций выполняется на ЭВМ при помощи расчетных программных комплексов, реализующих метод конечных элементов в перемещениях.

Рис. 16.5. Маркировочная схема четырехлепестковой оболочки пролетом 12 м.

П-1 – продольные ребра, поз. 4; поперечные ребра, поз. 1, 2, 3.

П-2 – продольные ребра, поз. 4, 5; поперечные ребра, поз. 1, 2, 3.

П-3 – продольные ребра, поз. 5, 6; поперечные ребра, поз. 1, 2, 3.

Кружально-сетчатые своды.

Кружально-сетчатые своды (см. рис. 16.6.) представляют собой пространственную конструкцию, состоящую из отдельных поставленных на ребро стандартных элементов – косяков, идущих по двум пересекающимся направлениям и образующих ломаные винтовые линии.

В кружально-сетчатых конструкциях выгодно сочетаются индустриальность изготовления элементов с преимуществами пространственных конструкций.

Прочность и надежность свода определяется средней прочностью многих элементов, и влияние качества древесины отдельных элементов имеет меньшее значение, чем в плоскостных конструкциях.

В конструкции кружально-сетчатого свода различают три типа узлов: основные (средние); опорные, в которых косяки сопрягаются с настенными брусьями, и торцовые, в которых косяки сопрягаются с торцовой аркой.

Рис. 16.6. Общий вид кружально-сетчатого свода.

1 – торцовая арка;

2 – ломаные винтовые линии, по которым устраиваются косяки (стандартные элементы из досок на ребро).

К пространственным сетчатым системам относят также конструкции в виде структур-оболочек со стержневыми и изгибаемыми элементами из цельной или клееной древесины, очерченные по сложным криволинейным поверхностям.

Перекрестно-балочные системы.

Плоские перекрестные балочные системы образуются балками двух или трех направлений и совместно работающих с ним настилов из досок или плитных материалов. Такие конструкции применяют для перекрытия квадратных или прямоугольных в плане зданий с соотношением сторон не более 1:1,5. При опирании по всему контуру, как правило, вдоль меньшего пролета, балки одного направления, представляют собой неразрезные конструкции высотой 1/18…1/20 пролета, а балки другого направления образуются вставками между первыми. Вставки соединяются между собой при помощи накладок или металлических стержней, вклеенных в древесину.

При опирании системы только в углах или на опоры, шаг которых превышает шаг балок в балочной клетке, предусматриваются обрамляющие балки. Высоту сечения этих балок принимают равной 1/12…1/20 пролета. Размеры ячеек, образуемых балками, назначают 0,75…3 м. для обеспечения жесткости настилов в ячейках могут располагаться вспомогательные ребра.

Балки, образующие систему, могут выполняться в виде дощатоклееных или двухпоясных фанерных элементов. Применяют клеефанерные балки коробчатого и двутаврового сечения с плоской, волнистой или прерывистой стенкой, применение клеефанерных элементов обеспечивает минимальную материалоемкость конструкции.

Перекрестные балочные системы могут применяться как для покрытий, так и для перекрытий.

Статический расчет перекрестных балочных систем проводят методом сил с учетом настила как верхней полки пересекающихся балок или заменяют решетчатую систему сплошной, т.е. рассчитывают как плиту.

При расчете методом сил в качестве основной системы принимают однопролетные балки, в качестве неизвестных – опорные реакции в местах пересечения с балками перпендикулярного направления.

Число неизвестных зависит от количества ячеек и от характера приложения нагрузки.