11023
.pdf120
Рис. 10.1.20. Примеры сетчатых висячих покрытий, осуществленных в стране: а – певческая эстрада в Таллине; б – бассейн в Аркадии (Одесса); 1 – ар- ка стальная; 2 – арка железобетонная; 3 – колонны; 4 – тросы; 5 – пилоны
121
Рис. 10.1.21. Пример сложного сетчатого покрытия плавательного бассей- на олимпийского комплекса в Токио (Япония): 1 – пилоны; 2 – тросы подборы; 3 – анкерные фундаменты; 4 – контурные балки; 5 – вантовые фермы; 6 – связи; 7 – распорные балки
122
2) Основы расчетов
а) Общие предпосылки
В седловидных напряженных покрытиях основная несущая кон-
струкция состоит из двух взаимно перпендикулярных семейств параллель-
ных тросов (канатов):
−несущих тросов, имеющих провес вниз;
−стабилизирующих тросов, имеющих выгиб вверх.
Такая система является < мгновенно жесткой > за счет предвари-
тельного натяжения стабилизирующих тросов, расположенных над несу-
щими, прижимая их (несущие нити вогнуты) и обеспечивая совместную работу обеих систем.
Такая поверхность способна воспринимать нагрузки от конструкций любой кровли.
По рекомендациям В.Р. Кульбаха [5] стрелки главных парабол по-
верхности принимают:
−для семейств несущих тросов fн = (18 ... 115)lн ;
−для семейств стабилизирующих тросов fс = (110... 125)lс , обес-
печивая общее соотношение стрелок fн fc 1,5 от полного провеса f = fн + fc .
Однако, увеличение стрелки провеса несущих тросов за счет умень-
шения стабилизирующих ведет к уменьшению прогибов покрытия и уси-
лий в несущих тросах, одновременно увеличивая изгибающие моменты в опорной конструкции на стадии предварительного натяжения, что нежела-
тельно.
При этом предварительное напряжение покрытия снижает кинема-
тические перемещения при неравномерном загружении кровли. В процессе работы покрытия стабилизирующие тросы, работая на сжатие, должны оставаться растянутыми, в том числе и в предельном состоянии покрытия,
123
когда двухпоясное покрытие может выродиться в однопоясное. Чтобы та-
кого не случилось В.Г. Трущев в [12] и Н.С. Москалев в [22] предлагают сохранить растяжение семейства стабилизирующих тросов в пределах
(20…30)% от начального ( рс ), аналогично двухпоясным конструкциям.
б) Определение расчетных усилий С учетом вышеизложенных условий можно записать:
− для семейства стабилизирующих тросов (канатов) полное усилие предварительного натяжения определяют по формуле:
|
|
НCПН = |
(1,2...1,3) р ×l 2 |
||||
|
|
|
с |
с |
|||
|
|
8× fс |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
где р = |
α |
(1 + α ) × р - для временной нагрузки на один трос стаби- |
|||||
с |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
лизирующего семейства; |
|
|
|
|
|
||
р = р × а -[кН/м]; р - [кН/м2]. |
|
|
|
||||
|
а |
а |
|
|
|
|
|
Небольшая часть предварительного натяжения стабилизирующих |
|||||||
тросов (канатов) пропадет от провеса |
самих |
стабилизирующих тро- |
|||||
совgc = gа |
× а[кН/м]. |
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
Тогда полное начальное усилие в одном стабилизирующем тросе бу- |
|||||||
дет равно: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нач |
|
пн |
бал |
fc0 . |
|
|
|
Нс |
= Нс - |
М(gc) |
Усилия в несущих тросах пропорционально зависят от стабилизиру-
ющих.
Тогда полное усилие на один несущий трос будет равно:
полн |
пн |
|
fc |
|
|
Нн |
= Нс |
× |
|
- максимальное значение. |
|
fно + ω |
|||||
|
|
|
|
На стадии эксплуатации семейства стабилизирующих тросов на один трос будем иметь:
124
экс |
нач |
|
р ×l |
2 |
экс |
> 0 ! |
|
Нс |
= Нс |
- |
c |
|
0 |
- минимальное, но Нс |
|
8(fc |
- ω) |
||||||
|
|
|
0 |
|
|
|
|
В настоящем учебном пособии основы и особенности статического и конструктивного расчетов конструкций покрытий седловидными сетками приведены в п. 11.7.
10.2.6. Группа 6 – здания с комбинированными несущими конструкциями покрытий (стержневые балки или фермы и ванты)
1) Основы компоновки
Использование таких покрытий весьма целесообразно в большепролетных зданиях. В учебном пособии Н.М. Кирсанова [7] этим конструкциям по-
священ отдельный раздел. Одним из примеров подобного покрытия боль-
шепролетного производственного здания из [7] покажем проект цеха на рис. 10.1.22а, б. Цех имеет пролет 96 м с подвесными многоопорными кра-
нами грузоподъемностью по 10 тн. В каркасе стальные спаренные рамы с шагом 12 м состоят из двухветвевых колонн постоянного сечения
(hк =1400 мм) с расстояниями между ветвями 3 м, к которым сбоку на опорных столиках закреплены балки жесткости (hб =1000 мм), подвешен-
ные сверху в пролете к провисающей гибкой нити из стальных тросов.
Снизу к балкам прикреплены крановые пути для подвесных кранов. Свер-
ху по балкам уложена щитовая кровля. Для повышения жесткости в сере-
дине пролета крепление тросов к балке выполнено неподвижно.
Другой пример комбинированного покрытия [7] приведен на рис. 10.1.23а, б, в, г, д – проект спортивно-тренировочного манежа в Ленингра-
де, выполненный в институте ЛенЗНИИЭП. Каркас здания пролетом 72 м,
длиной 126 м представляет собой рамную конструкцию с шарнирным опи-
ранием стальных ригелей на наклонные железобетонные колонны. При этом ригели усилены параболическими тросовыми затяжками из двух
125
Рис. 10.1.22а. Промышленное здание с висячим покрытием. План, разрез
126
Рис. 10.1.22б. Промышленное здание с висячим покрытием. Узлы
Рис. 10.1.23б. Поперечный разрез
127
Рис. 10.1.23а. Спортивно-тренировочный манеж в Ленинграде. План
128
Рис. 10.1.23в. Спортивно-тренировочный манеж в Ленинграде. Узлы
129
Рис. 10.1.23г. Спортивно-тренировочный манеж в Ленинграде. Узлы