Пирамидальные складчатые плиты из треугольных элементов.

Формы потери устойчивости:

Мероприятия по предотвращению критических деформаций нижнего контура горизонтальными и вертикальными краевыми элементами жесткости

Оболочка мб над квадратным планом, над пятиугольным планом, над шестиугольным планом.

Усеченная складчатая пирамида (основная форма)

31. Висячие конструкции покрытий зданий. Классификация.

Вантовые конструкции: висячие оболочки, мембраны, тентовые конструкции и др.

Для вантовых конструкций характерно наличие в качестве основных несущих элементов провисающих вант(Эл-ты: тросы, пучки из высокопрочной проволоки и вантовые прямолинейные элементы), работающих в основном на растягивающие усилия. По меньшей мере в одном направлении такие покрытия имеют отрицательную кривизну.

Ванты бывают: гибкие и жесткие, способные воспринимать моменты.

3 основные части: несущие конструкции (растянутые ванты), плиты ограждения и опорный контур.

Опорный контур воспринимает распор, который растет с уменьшением стрелки.

Важнейшая задача проектирования вантовых конструкций – определение оптимальной формы и конструктивного решения опорного контура.

Особенностью (и недостатком) вантовых конструкций является их высокая деформативность, в основе которой геометрическая изменяемость гибких нитей и тонких оболочек.

Задача проектирования - создание систем с ограниченными кинема тическими и упругими перемещениями, что достигается:

• введением в конструкцию второй вспомогательной системы вант, имеющих противоположную по отношению к основной системе кривизну,

• пригрузом,

• замоноличиванием,

• использованием вант с изгибной жесткостью,

• и другими способами.

Вантовые конструкции могут быть эффективны при пролетах от 24 м и более.

Чем больше преднапряжение – тем меньше в последующем деформации.

По характеру статической работы вантовые конструкции: вантовые сетки, системы вант и балок, висячие оболочки, системы из жестких вант, вантовые фермы, комбинированные.

По передаче усилий на опоры: системы с замкнутыми опорными контурами, системы с разомкнутыми опорными контурами.

Системы с замкнутыми опорными контурами - внутренне уравновешены и передают на нижележащие конструкции в основном только вертикальные силы.

Системы с разомкнутыми опорными контурами - передают на каркас здания также усилия распора, что требует устройства мощных контрфорсов, пилонов или оттяжек, заанкеренных в грунте.

а) Вантовые сетки; б) системы из вант и балок; в) висячие оболочки

г) Системы из жестких вант; д) вантовые фермы; е) комбинированне конструкции

Примеры вантовых конструкций (вантовых сеток) в виде гиппаров:

Для несущих вант f=L /15… L /25 при L =24-100 м. Для стабилизирующих вант f=L /30… L /40

Распор гасится наклонными решетчатыми балками (фермами) на опорах, наклонными арочными контрфорсами на рамах, краевыми вантами между наклонными пилонами.

Усилия преднапряжения вант должны обеспечивать натянутое состояние вант при любом расчетном сочетании нагрузок.

Системы из вант и балок (L= 24 (36)-30 (48)м, f=L /10- L /30; h = L /20- L /40) – проектируют в плане:

• Прямоугольной формы,

• Круглой формы,

• Овальной формы,

• Эллиптической формы,

• С замкнутым опорным контуром,

• С разомкнутым опорным контуром.

В таких системах на нагрузки:

• равновесные (равномерно распределенные) в работу включаются, главным образом, ванты,

• неравновесные (односторонние, местные, сосредоточенные) работают балки за счет их изгиба.

Целесообразно создавать предварительное натяжение вант, с целью создания в балках изгибающих моментов противоположного знака.

Конструктивно поперечные балки можно выполнить в виде решетчатых ферм, а также прокатных или сварных балок. Связь вант и балок осуществляется при помощи сжимных болтовых соединений. Устойчивость балок в плоскости покрытия обеспечивается системой горизонтальных связей.

По балкам или вантам укладываются панели кровельного ограждения, которые могут быть выполнены из различных материалов — железобетона, армоцемента, металлических листов, дерева и др.

Висячие оболочки (h = L /600... L /800, f = L /10... L /25, L =18-100 м) имеют геометрические аналоги среди традиционно применяемых в строительстве сжатых оболочек, являясь их зеркальным отражением относительно горизонтальной плоскости.

Основные растягивающие напряжения в висячих оболочках воспринимаются вантами, располагающимися вдоль линий главных растягивающих усилий. После натяжения и обмоноличивания система начинает работать как оболочка, способная воспринимать сдвигающие усилия, а также изгибающие и крутящие моменты.

Наиболее часто применяют сферические или шатровые висячие оболочки.

Для малых пролетов в качестве вант могут быть использованы арматурные стержни, для L > 50 м — пучки проволок или канаты.

Системы из «жестких» вант (h = L /80... L /150, f = L /10... L /25, L =18-100 м)удобнапри воздействии на покрытие несимметричных или нераспределенных нагрузок (односторонних, сосредоточенных и др.).

Ванты готовят из элементов, обладающих изгибной жесткостью (прокатных профилей). Иногда применяются криволинейные по очертанию решетчатые фермы. Таким вантам придается форма веревочной кривой, при которой ванты работают на основные, равномерно распределенные, и нагрузки на растяжение и на изгиб.

Доля напряжений от изгиба тем меньше, чем больше пригружается ванта нагрузкой от собственного веса и меньше изгибная жесткость вант.

Задачей расчета является определение оптимальных жесткостных характеристик вант, при которых удовлетворяются как условия прочности, так и деформативности.