Статичний розрахунок елементів просторового вантового покриття на гнучкій основі, утвореній однією безперервною попередньо напруженою ниткою, страница 2

Формула  ( 1.6 ) дозволяє визначити натяг  нитки  в тому випадку, коли відома ордината y  в будь-якому перерізі нитки. Ця формула справедлива для будь-якої точки по довжині нитки, тому з неї можна вивести такий загальний вираз:

y = М_Б / Н                            ( 1.7 )

Максимальний прогин посередині нитки або балки позначають літерою f.

При дії на нитку рівномірно розподіленого навантаження q балочний згинаючий момент в середині прогону:

        М_Б = qL² / 8                   ( 1.8 )

Тобто, за формулою ( 1.6 ), якщо y_{К =} f:

           Н =  qL² / 8 f( 1.9 )

При малих стрілках прогину нитки (f/L= 1/10 : 1/20) для практичних розрахунків можна прийняти зусилля в нитці постійним  і воно дорівнює:

Н = S

До цього зусилля S слід додати величину зусилля попереднього напруження вантів, яке повинне складати не менше половини зусилля від зовнішнього навантаження.

Тобто, розрахункова величина зусилля для підбору перерізу вантів:

Н_ef  = 1,5S

За величиною знайденого зусилля підбирається  переріз нитки з відповідного матеріалу.

Розрахунок системи контурних елементів  виконують  на навантаження  від натягу вантових ниток. Виходячи з умови однакового за величиною і напрямком тяжіння кожної нитки і рівномірного розміщення точок перегину ниток на внутрішній поверхні контурних елементів це навантаження можна вважати рівномірно розподіленим на всі контурні елементи (див. рис. 4).

Інтенсивність цього навантаження в площині пелюстки гіпару q визначається як геометрична сума тяжінь S несучої і стабілізуючої ниток сітки основи, помножена на крок точок перегину вантів а (див.рис.3), тобто:

q = 1,5Т х а = 1,5х а

Рис. 3. До визначення навантаження на контурні елементи

S – тяжіння вантів; T – рівнодіюча тяжінь двох ниток; а – крок точок кріплення гачків або блоків на внутрішній площині контурних елементів,через які перегинаються ванти; в – ширина вантажної площі на ванту.

Статичний розрахунок контурних елементів виконується з допомогою комп’ютерної програми “LIRA”  як статично невизначеної стержневої системи, на яку діє навантаження від натягу вантових ниток сітки основи та власної ваги системи контурних елементів.

Рис. 4. Навантаження на контурні елементи гіпару від тяжіння вантової сітки:1 – зовнішні контурні елементи; 2 – хрестовина; 3 –  колони; s – горизонтальна складова тяжіння вантів; v – вертикальна складова тяжіння.

Нормальне рівномірно розподілене навантаження в площині пелюстки гіпара s визначається за наведеними вище формулами, а у вертикальній площині навантаження на контурні елементи v являє собою вертикальні реакції ниток основи від постійного (власна вага покриття) та короткочасного (сніг, вітер) навантажень (див. рис.2). Ці реакції визначаються за формулою (1.3). Для одержання величини інтенсивності вертикального навантаження vреакцію А слід помножити накрок точок перегину вантів а. За одержаними в результаті комп’ютерного розрахунку зусиллями виконується конструктивний розрахунок контурних елементів як стержнів, що працюють на косий згин та крутіння.

ЛІТЕРАТУРА

1.   Беленя Е.И. и коллектив авторов. Металлические конструкции, спецкурс. М.:Стройиздат.1991.

2. Дмитриев Л.Г., Касилов А.В. Вантовые покрытия. Киев, Будивельнык,1974.

3. Кирсанов Н.М. Альбом конструкций висячих покрытий. М.: Высшая школа, 1965.

4. Кирсанов Н. М. Висячие и вантовые конструкции. М.: Стройиздат, 1981.

5. Шимановский В.Н., Смирнов Ю.В., Харченко Р.Б. Расчет висячих конструкций (нитей конечной жесткости). Киев, Будивельнык, 1973.

6. Качурин В.К. Теория висячих систем. Статический расчет. Ленинград – Москва,ГСИ,1962.

7. Vladimir G. Shuchov;1853 -1935. Die Kunst der Sparsamen Konstruktion.- Deutshe Verlags – Anstalt, Stuttgart,1990.

СТАТИЧНИЙ  РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ ПРОСТОРОВОГО ВАНТОВОГО ПОКРИТТЯ НА ГНУЧКІЙ ОСНОВІ, УТВОРЕНІЙ ОДНІЄЮ БЕЗПЕРЕРВНОЮ ПОПЕРЕДНЬО НАПРУЖЕНОЮ НИТКОЮ

Паустовський С.В., доцент; Паустовський В.С.,Зорабян К.А., студенти 5 курсу.

Спосіб кріплення покрівлі до вантової сітки дозволяє поділити несучі та захисні функції між гнучкою міцною сіткою та накладеною і закріпленою до  неї і ковзаючою по ній покрівлею, завдяки чому в елементах  покрівлі не виникають зусилля розтягу та відповідні напруження і тому матеріал покрівлі не включається в основну роботу покриття і не підлягає статичному розрахунку разом з його елементами. Пропонується метод статичного розрахунку таких систем.