- •§ 1.2. Современное состояние и области применения деревянных конструкций
- •§ 1.3. Краткий исторический обзор, современное состояние и области применения конструкций на основе пластмасс
- •§ 2.1. Леса и лесоматериалы
- •§ 2.2. Строение, пороки и качество древесины
- •§ 2.3. Свойства древесины
- •§ 2.4. Фанера строительная
- •§ 2.5. Гниение и защита деревянных конструкций
- •§ 2.6. Горение и защита деревянных конструкций
- •§ 2.7. Коррозия и защита деревянных конструкций
- •§ 4.1. Предельные состояния
- •§ 4.2. Нормативные и расчетные нагрузки
- •§ 4.4. Нормативные и расчетные характеристики древесины
- •Глава 5 деревянные элементы
- •§ 5.1. Элементы и их расчет
- •§ 5.2. Растянутые и сжатые элементы
- •§ 5.3. Изгибаемые элементы
- •§ 5.4. Растянуто-изгибаемые и сжато-изгибаемые элементы
- •Глава 6 соединения деревянных элементов
- •§ 6.1. Типы соединений
- •§ 6.2. Соединения без специальных связей
- •§ 6.3. Соединения со стальными связями
- •§ 6.4. Клеевые соединения
- •§ 7.1. Общие сведения
- •§ 8.3. Связи
- •Глава 9 деревянные настилы
- •§ 9.1. Настилы покрытий
- •§ 9.2. Клеефанерные настилы
- •1. Расчёт панели покрытия
- •Балки и прогоны
- •§ 11.1. Балки и прогоны цельного сечения
- •§ 11.2. Клееные балки
- •§ 11.3. Составные балки на податливых соединениях
- •§ 12.1. Виды и области применения
- •§ 12.3. Узлы стоек ,
- •§ 13.1. Виды и области применения
- •§ 13.2. Расчет деревянных арок
- •§ 13.3 Узлы арок
- •§ 14.2. Расчет рам
- •§ 14.3. Узлы клееных рам
- •Глава 16 оболочки из дерева и пластмасс
- •§ 16.1. Виды оболочек
- •§ 16.2. Своды
- •§ 16.3. Своды-оболочки и призматические складки
- •§ 16.4. Купола
- •§ 16.5. Расчет куполов
- •§ 16.6. Оболочки отрицательной гауссовой кривизны
- •§ 16.7. Пневматические конструкции
- •§ 17.5. Леса и кружала
- •§ 18.1. Основные операции и требования при изготовлении конструкций
- •§ 18.2. Технология изготовления клееных деревянных конструкций
- •§ 18.3. Особенности технологии изготовления клееных панелей
- •§ 18.4. Контроль качества клееных конструкций
- •§ 18.6. Основные положения методики оценки эффективности применения конструкций из дерева и пластмасс
- •§ 19.1. Эксплуатация деревянных конструкций
- •Глава 3 конструкционные пластмассы
- •§ 3.1. Общие сведения
- •§ 3.2. Стеклопластики
- •§ 3.3. Пенопласты
- •§ 3.4. Органическое стекло и винипласт
- •§ 3.5. Воздухонепроницаемые ткани
- •§ 3.6. Древесные пластики
- •§ 3.7. Неорганические материалы, применяемые в сочетании с конструкционными пластмассами
§ 16.3. Своды-оболочки и призматические складки
Своды-оболочки, или цилиндрические оболочки открытого профиля* опирающиеся на жесткие торцовые диафрагмы и имеющие продольные бортовые элементы, являются весьма рациональным видом покрытия. Форма и характер опирания свода-оболочки обеспечивают ему пространственную работу, что позволяет использовать их при небольшой их массе для перекрытия значительных пролетов. Форма цилиндрических оболочек не отличается архитектурной выразительностью, однако простота формы в значительной степени облегчает изготовление таких оболочек, позволяя без особого раскроя широко использовать листовые материалы.
По статической схеме и характеру работы к сводам-оболочкам близки призматические складки, поверхность которых образована наклонными плоскими гранями. Складки с точки зрения расхода материала являются менее рациональной конструкцией, однако они проще в изготовлении. Своды-оболочки и складки выполняют в одноволновом и многоволновом вариантах. Такие покрытия, изготовленные из дерева и пластмасс в различном конструктивном исполнении, нашли применение в общественном и промышленном строительстве.
В деревянных конструкциях применяют своды-оболочки и складки (рис. 16.2) двух видов: тонкостенные и ребристые. В первом варианте сечение покрытия может быть сплошным (склеенные между собой дощатые настилы) или каркасным (к каркасу из брусков высотой до 15 см на гвоздях и клею с одной или двух сторон крепятся обшивка из фанеры, древесноволокнистых плит или досок). Во втором варианте, в настоящее время устарелом, как правило, жесткие ребра располагают в поперечном направлении с шагом 2—6 м, а по ним укладывают продольный настил (для восприятия продольных усилий) и два косых настила под углом друг к другу (для восприятия сдвигающих усилий); иногда по ребрам вместо настилов укладывают листы фанеры, обеспечивающие восприятие продольных и сдвигающих усилий.
Пластмассовые своды-оболочки и складки используют в таких конструктивных вариантах, в которых недостаточная жесткость материала (невысокий модуль упругости) компенсирована увеличением жесткости отдельных элементов, например за счет применения объемных или трехслойных элементов.
Трехслойные цилиндрические оболочки пролетом до 25 м могут быть собраны из криволинейных трехслойных элементов заводского изготовления (рис. 16.3,а). Конструкция трехслойного элемента аналогична трехслойной панели.
242
Рис. 16.2. Многоволновая складка из дерева:
/ — фанерный или дощатый настил; 2 — деревянное ребро; 3 — стальная затяжка
Рягчет свода-оболочки или призматической складки со свобод-о висяшиьш продольными краями при соотношении длины пролета к длине волны /i//2^3 /длинная оболочка) в продольном направлении на симметричную нагрузку
можно выполнять, как для балки корытообразного сечения с недеформируемым контуром. Среднюю оболочку или складку в многоволновом покрытии независимо от соотношения пролета и длины волны можно также рассматривать как балку с недеформируемым контуром. В такой балке для вычисления напряжений можно использовать формулы сопротивления материалов. При этом можно пренебречь неравномерностью распределения нормальных напряжений в продольном направлении ai (т. е. пренебречь изгибающими моментами в продольном направлении mi). В расчете необходимо учесть продольные усилия в продольном и поперечном направлениях N\ и nz (рис. 16.3, б), сдвигающие усилия S, поперечные изгибающие моменты М2=М и соответствующие им поперечные усилия Q2 = Q.
Наибольшие продольные нормальные напряжения о\ от равномерно распределенной нагрузки на единицу
площади q можно опреде- Рис. 16.3. Трехслойная цилиндрическая
лить, как для балки: оболочка из алюминия и пенопласта:
в — общий вид; б — схема внутренних усилий; I — диафрагма; 2 — панель; 3 — бортовой элемент; 4 — срединная поверхность
4W
где W — момент сопротивления поперечного сечения оболочки относительно нейтральной оси.
При вычислении положения нейтральной оси и величины W с известной степенью приближения можно пренебречь наличием
243
редких продольных ребер, расстоянием между обшивками в трехслойном сечении и принять поперечное сечение оболочки очерченным по срединной поверхности.
В оболочке возникают также усилия в поперечном направлении. Эти усилия можно найти из условий равновесия поперечной полосы единичной ширины, находящейся под действием внешней нагрузки и сдвигающих усилий. При расчете оболочки в поперечном направлении вычисляют момент инерции и момент сопротивления для продольного сечения единичной ширины с учетом всех особенностей структуры сечения.
Для оболочек и складок средней длины' (l=^/i//2^3) приведенную методику можно использовать лишь для ориентировочного расчета с целью назначения основных геометрических размеров в соответствии с заданными нагрузками и пролетами покрытия. Для более точного расчета может быть использован метод перемещений.