Пространственные конструкции, особенности конструкций и их работы

Купола—распорные системы^ имеющие в своем составе, как прави­ло, три основных конструктивных элемента: нижний опорный контур,

оболочку, верхний опорный контур (рис. 6.1).

Рассмотрим основные типологий металлических куполов:

а) по конструкции: ребристые, ребристо-кольцевые, ребристо-коль­цевые со связями, сетчатые, пластин­чатые;

в) по стреле подъема (рис. 6.3): подъемна»■С-»> ^«5 стреле подъема 1/2 ... 1/5 диаметра и пологие, при высоте подъема

Диаметра.

Ребристо-кольцевые купола (рис. 6.5). Устройство и включение в ра­боту констру!ощи кольцевых прогонов приводит к созданию ребри­сто-кольцевой схемы. Последние могут быть использованы как затяжки купола. В этом случае кольца не только работают на местный изгиб от на­грузок кровли, но и воспринимают нормальные усилия от ребер купола, а в случае жесткого сопряжения колец с ребрами — и изгибающие момен­ты. Однако вследствие малой жесткости колец и ребер в плоскостях, каса­тельных к поверхности купола, влиянием жесткости узлов можно пренеб­речь и считать, что кольца примыкают к ребрам шарнирно.

Ребристо-кольцевые купола со связями (рис. 6.6) гхгюдставляют со­бой дальнейщее увеличение связности системы, пространственности ра­боты, путем введения в конструкцию раскосов между ребрами.

Сетчатые купола образуются, если в ребристо-кольцевом куполе со связями увеличивать связность системы вплоть до образования кресто­вых связей в каждой ячейке купола, именно такую конструкцию пред­ставляет купол Швеллера (рнс. 6Л), являющийся одним из первых сетча­тых куполов.

Возможно и другое определение сетчатого купола как многогранни­ка, вписанного в сферическую или другую поверхность вращения и со-стоящего из одного или двух слоев конструктивных эле­ментов, образующих тре­угольную, ромбовидную, тра­пецевидную, пяти- и шести­угольную сетку. Такие купола

в ряде литературных источников называют также геодези­ческими или кристаллическими. Сетчатые купола обычно имеют только нижнее опорное кольцо.

Родоначальниками геодезических и кристаллических систем являют­ся проф. М.С. Туполев (Россия) и Р.Б. Фуллер (США). Сетчатые купола являются наиболее экономичными по расходу материала вследствие про­странственной работы каркаса и равномерности распределения материа­ла по поверхности оболочки.

Пластинчатые купола собирают из металлических пластин (пане­лей), которые имеют вьпптампованные ребра жесткости, связанные меж­ду собой по контуру сваркой или узловыми соединениями.

21.Висячие конструкции. Особенности конструкций. Виды, особенности работы

Висячие конструкции - строительные конструкции, в которых основные элементы, несущие нагрузку, например, тросы, кабели, цепи, сетки, листовые мембраны и т.п., испытывают только растягивающие усилия. Работа висячих конструкций на растяжение позволяет полностью использовать механические свойства высокопрочных материалов (стальной проволоки, капроновых нитей и др.), а незначительный вес их даёт возможность перекрывать сооружения с наибольшими пролётами. Висячие конструкции сравнительно просты в монтаже, надёжны в эксплуатации, отличаются архитектурной выразительностью. Недостатками висячих конструкций являются наличие распоров и большой деформативности под действием местной нагрузки. Для восприятия распоров устраиваются анкерные фундаменты или так называемые контурные конструкции (кольца, опоясывающие по периметру висячих конструкций). Уменьшение деформативности висячих конструкций достигается введением стабилизирующих элементов -- оттяжек, раскосов, балок жёсткости, дополнительных поясов, а также приданием висячим конструкциям формы, допускающей предварительное напряжение. Геометрически неизменяемые висячие конструкции, выполненные из прямолинейных элементов (вантов), называются вантовыми. Висячие конструкции могут быть плоскими и пространственными. Простейший вид плоской висячей конструкции -- закрепленный на опорах трос с подвешенными к нему элементами, воспринимающими местную нагрузку. Современные плоские висячие конструкции применяются главным образом в висячих мостах, висячих покрытиях, канатных дорогах, подвесных переходах трубопроводов

22.ЛИСТОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ. Виды листовых конструкций. Особенности конструкций и расчета

Листовыми конструкциями называют пространственные конструк­ции типа оболочек, изготовленные из плоских или изогнутых металли­ческих листов. Классификация листовых конструкций может быть пред­ставлена в следующем виде.

Резервуары, предназначенные для хранения воды, нефтепродуктов, масел, сжиженных газов, кислот, спиртов и других жидкостей.

Газгольдеры, служащие для хранения, смешивания и выравнива­ния состава газов. Их включают в газовую сеть между источником и потребителями в качестве аккумуляторов, выравнивающих производство и потребление газа.

Бункера и силосы, предназначенные для хранения и транспортиро­вания сыпучих материалов: угля, руды, кокса, флюсов, цемента, песка, гравия, щебня и др. Группы бункеров объединяют в бункерные эстака­ды. Силосы отличаются от бункеров сравнительно большим отношени­ем высоты к размерам в плане.

Трубопроводы большого диаметра (£>>0,5 м) для транспортирова­ния воды, газов и нефтепродуктов.

Специальные листовые конструкции — сооружения металлургичес­кой, химической и нефтяной промышленности: кожухи доменных пе­чей, пылеуловителей, защитные оболочки АЭС и т.п.

Дымовые трубы.

Листовые конструкции обычно работают в более тяжелых условиях, чем другие виды металлических конструкций (постоянно действующие напряжения, близкие к предельным, влияние низких температур, сва­рочные напряжения и др.), поэтому для изготовления листовых конст­рукций необходимо применять преимущественно мартеновскую спокой-ную сталь. Для резервуаров с высоким внутренним давлением необхо­димо применять низколегированные стали. В условиях среды с высокой химической агрессивностью могут оказаться эффективными конструк­ции из алюминиевых сплавов.