8.1.2. Компоновка покрытий

Компоновка покрытий растянутыми изгибно-жестки-ми элементами заключается в равномерном параллельном или радиальном (при круглом плане покрытия) их размещении по покрытию на расстоянии 3 – 4,5 м один от другого в зависимости от несущей способности настила. Элементы покрытия целесообразно связать одной или несколькими системами горизонтальных и вертикальных связей, что придает покрытию некоторую пространственную жесткость.

Элементы должны иметь двух- или трехшарнирную схему, кривую провеса, соответствующую веревочной кривой от постоянной нагрузки и стрелу провеса, равную пролета. Трехшарнирная схема делает их нечувствительными к деформациям опор. Сечение элемента может быть сквозным в виде фермы высотой около ее пролета или сплошным в виде гнутого двутавра высотой около пролета. Высота сечения зависит от соотношения постоянной и временной нагрузок и требований к жесткости покрытия.

8.1.3. Работа растянутых изгибно-жестких элементов

По статической схеме элементы покрытия являются изгибно-жесткими нитями, и их работа может протекать по двум вариантам.

1. Первоначально прямолинейная часть устанавливается на место своей будущей работы и при этом прогибается от действия собственного веса по веревочной кривой, соответствующей нагрузке. Прогибы такой нити достигают значительных размеров, и в это время в нити возникают изгибающие ее моменты и осевые растягивающие усилия, которые при дальнейшем приложении нагрузки будут увеличиваться так же, как и прогибы. Уравнение равновесия такой нити имеет вид

, (8.1)

где – прогиб нити.

2. Элементам висячих покрытий в процессе изготовления на заводе придается изогнутая форма, и они устанавливаются на место своей будущей работы уже в изогнутом состоянии. При этом форма их изгиба должна соответствовать веревочной кривой от постоянной нагрузки. Постоянная нагрузка, приложенная к такой нити, вызывает ее растяжение и сравнительно небольшой прогиб, определяемый удлинением нити. Этот прогиб в свою очередь вызывает появление небольших изгибающих нить моментов. Уравнение равновесия такой нити имеет вид

, (8.2)

где – ордината начального провеса нити; – прогиб нити от дополнительной нагрузки.

Разница в прогибах изгибно-жестких нитей от постоянной нагрузки в вариантах 1 и 2 определяет разницу в их работе и в значениях изгибающих моментов.

Равновесные нагрузки, вызывающие только упругие деформации нити, будут вызывать и малый изгибающий момент в ней, и, наоборот, неравновесные нагрузки, вызывающие кинематические перемещения, будут сильно увеличивать местные прогибы нити и, следовательно, изгибающие моменты в ней.

При действии равномерно распределенной по пролету постоянной и распределенной на половине пролета временной нагрузок обеспечить допустимый прогиб можно при условии

,

где – допустимый прогиб.

Для работы изгибно-жестких нитей большое значение имеет податливость опор. В отличие от гибких нитей деформация опор под нагрузкой существенно меняет напряженное состояние изгибно-жестких нитей, сильно увеличивая расчетный изгибающий момент в них.