- •1. История развития металлических конструкций. Область применения металлических конструкций. Достоинства и недостатки металлических конструкций
- •2. Материалы для строительных металлоконструкций. Строительные стали. Их свойства и классификация.
- •3. Работа стали при однократном статическом нагружении. Виды и механизм разрушения стали. Нормативные и расчетные сопротивления стали
- •4. Выбор стали для строительных металлоконструкций. Сортамент стали.
- •5. Основы расчета металлических конструкци по предельным состояниям. Виды предельных состояний. Нагрузки и воздействия.
- •6. Предельные состояния и расчет центрально-нагруженных элементов.
- •7. Предельные состояния и расчет изгибаемых моментов.
- •8.Сварные соединения элементов металлических конструкций. Стыковые сварные соединения. Соединения с угловыми швами и их расчет
- •9. Болтовые соединения. Работа и расчёт болтовых соединений на обычных болтах. Соединения на высокопрочных болтах
- •10. Расчёт прокатных балок. Подбор сечения, проверка несущей способности и жесткости.
- •13.Центрально-сжатые стальные колонны. Классификация. Устойчивость сжатых элементов.
- •14. Проектирование центрально-сжатых сплошных колонн. Методика подбора сечения сплошных колонн.
- •15. Стальные фермы. Классификация. Основы проектирования ферм.
- •16. Стальные каркасы одноэтажных производственных зданий
- •17. Основы проектирования стальных каркасов высотных зданий и сооружений.
- •18. Каркасы большепролетных зданий. Область применения и классификация. Балочные, рамные и арочные системы большепролетных зданий.
- •19. Пространственные системы большепролётных зданий. Структурные плиты, складки, оболочки, купола
- •20. Висячие и мембранные системы . Достоинства и недостатки . Опорные конструкции.
20. Висячие и мембранные системы . Достоинства и недостатки . Опорные конструкции.
Висячими называют покрытия, в которых основные элементы пролетной несущей конструкции работают на растяжение. В растянутых элементах наиболее полно используются высокопрочные материалы, поскольку их несущая способность определяется прочностью, а не устойчивостью. Работа на растяжение, позволяющая полностью использовать всю площадь сечения каната, и высокая прочность материала приводят к тому, что вес несущей конструкции относительно мал и эффективность применения висячих конструкций возрастает с увеличением пролета.
Классификация
• 1. Однопоясные системы (а)
• 2. Двухпоясные системы (б)
• 3. Перекрестные системы (в)
• 4. Мембраные покрытия
• 5. Комбинированные системы (г)
Виды подвешенных покрытий:
мачтовые,
башенные
мостовые.
Основным несущим элементом для висячих покрытий могут служить металлические канаты, тросы или, как обычно их называют, ванты; металлические полосы и целые листы, металлический прокат, синтетические и другие материалы.
Основной недостаток свободно провисающих несущих систем — неустойчивость их формы. Для предотвращения этого необходима стабилизация конструкций. различают следующие виды висячих покрытий: а) пригруженные, у которых на свободно подвешенные ванты укладываются металлические или железобетонные балки, поверх которых кладут железобетонные плиты и элементы покрытия. б) ужесточенными считают такие висячие системы, жесткость которых препятствует возникновению недопустимых кинематических и упругих деформаций, Сюда относятся в основном висячие предварительно напряженные оболочки.
Стабилизация мачтовых покрытий, представляющих обычно металлический каркас с легким заполнением, выполняется с помощью оттяжек, заанкеренных в грунт. Стабилизация башенных подвешенных покрытий обычно обеспечивается массой самого покрытия, подвешенного к достаточно массивной башне. Жесткое железобетонное мостовое покрытие поддерживается подвесками, закрепленными к вантам по аналогии с несущими вантами висячих мостов.
Мембранные покрытия представляют собой пространственную конструкцию, состоящую из тонкого металлического листа и жесткого опорного контура. Тонкий лист обладает пренебрежимо малой изгибной жесткостью, поэтому работает главным образом на растяжение, что позволяет наиболее полно использовать несущую способность металла и по сравнению с другими плоскостными и пространственными конструкциями получать минимальную массу покрытия. Отличительная особенность мембранных покрытий от других типов висячих конструкций—совмещение в одном материале несущих и ограждающих функций, за счет чего достигается дополнительное облегчение конструкции н снижение металлоемкости.
Мембранные тонколистовые покрытия в зависимости от характера работы можно разделить на два типа — ленточные покрытия и мембранные оболочки. Ленточные покрытия образуются из отдельных, не связанных между собой лент и работают подобно однопоясной вантовой конструкции. К этому типу относят также системы из переплетенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях лент, а также двухслойные седловидные предварительно напряженные покрытия с утеплителем и без утеплителя между слоями. В покрытиях из переплетенных лент достигается совместная работа лент двух направлений, повышается жесткость конструкции при неравномерной нагрузке.
В мембранных оболочках отдельные ленты при помощи сварки, высокопрочных болтов или клепки сопрягаются в сплошную пространственную конструкцию, способную воспринимать сдвигающие усилия. Благодаря этому мембранные оболочки обладают большей несущей способностью и жесткостью по сравнению с ленточными мембранами, требуют меньшего расхода материала на пролетную конструкцию н позволяют совместно с различными решениями контура создавать интересные архитектурно-конструктивные формы.
Мембранные покрытия, как и вантовые системы, стабилизируют пригрузом покрытия; предварительным напряжением оболочки путем притягивания мембраны к опорному контуру; изменением геометрии покрытия с помощью натяжения вантовых ферм; притягиванием поперечных балок к основанию оттяжками; введением в конструкцию изгибно-жестких элементов в виде криволинейных ферм или балок.
Мембранные покрытия представляют собой сложные многократно статически неопределимые системы. Их напряженное состояние зависит от совместной работы мембраны и опорного контура, формы поверхности и характера приложения нагрузки.