лекции ч2
.pdf
К РАСЧЁТУК расчётуРЕБРЕСТЫХребристыхКУПОЛОВкуполов
грузовая
площадь
q |
M, N |
y |
x |
|
x |
0,7 |
y |
|
Схема загружения ветровой нагрузкой устанавливается по СНиП «Нагрузки и воздействия»
а. на постоянную нагрузку |
а. на ветровую нагрузку |
Статический расчёт купола на симметричную нагрузку может быть выполнен путём расчленения покрытия на Рисплоские. 6.5 арочные конструкции, состоящие из диаметрально расположенных
рёбер, с соответствующей грузовой площадью. Распор воспринимаемый нижним опорным кольцом, заменяется условной затяжкой, находящейся в плоскости каждой пары рёбер.
Расчёт купола на несимметричные нагрузки аналогичен, с той разницей, что следует учитывать совместность деформаций всех арок в ключевом шарнире. условная арка, получающая наибольшие горизонтальные смещения, испытывает упругий отпор арок, расположенных под углом к ней. Неизвестные реакции Х и У могут быть вычислены методом сил, далее расчёт производится как трёхшарнирных,
статически определимых арок. |
|
N |
|
M |
|
|
Проверка прочности рёбер осуществляется по формуле |
σ |
|
R |
|||
|
|
|||||
|
|
Fнт |
Wнтξ |
c |
||
|
|
|
||||
РАСЧЁТ ВЕРХНЕГО КОЛЬЦА
Верхнее опорное кольцо работает на сжатие от действия усилий, равных распору.
Равномерно распределённая нагрузка действующая на кольцо
H |
H |
Η |
p=(nΗ)/(πr), |
|
|||
H |
|
|
где n – количество рёбер, Н – распор одного ребра. |
|
r |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
Усилие в кольце Νк=p·r. |
Проверка прочности верхнего сжатого кольца
σ=Νк/Aк ≤ Rу γс.
Проверка устойчивости
Νк ≤Νкр =(3EJк )/r2,
где Aк, Jк – площадь поперечного сечения и момент инерции кольца.
К РАСЧЁТУ ПРОГОНОВ РЕБРИСТОГО КУПОЛА
нагрузка постоянная и временная
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шаг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рёбер |
σ |
|
М |
Ru . |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Проверка прочности |
|
|
|
|
||||||
Wрасч |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Проверка касательных напряжений |
τ |
Q Sбр |
Rск |
/γn , |
||||||
|
|
J |
брb |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Sбр,Jбр – статический момент сдвигаемой части и момент инерции сечения относительно нейтральной оси.
|
|
|
|
|
Расчёт по деформациям |
|
К |
qн 4 |
Е 1000 кН/см2 , |
||
f0 |
|
|
; |
||
ЕJ |
|
||||
|
|
бр |
|
||
где K – коэффициент, учитывающий расчётную схему;
qн – нормативное значение нагрузки; ℓ – пролёт; Е – модуль упругости; Jбр – момент инерции сечения.
f
f0
РЕБРИСТЫЙ КУПОЛ СО СКВОЗНЫМИ РЁБРАМИ пролет 90 м
Жилой дом купольного типа.
РЕБРИСТО-КОЛЬЦЕВЫЕ КУПОЛА
1 |
1 D |
3 |
4 |
кольца |
1100 1150 D |
В ребристо-кольцевых куполах кольцевые прогоны включены в совместную работу с рёбрами и тем самым образуют жёсткую пространственную систему. Кольцевые прогоны работают не только на местный изгиб, но и воспринимают растягивающие (сжимающие) кольцевые усилия, выполняя функции ярусныхРисзатяжек. 6.4 . Сечение купола, находящееся в пределах кольцевых прогонов, не имеет
горизонтальных перемещений, так как связано жёсткими кольцами. Пространственная жёсткость обеспечивается, обычно, крестовыми связями из металла. Кольцевые прогоны соединяются с рёбрами шарнирно. Благодаря участию кольцевых прогонов в совместной работе с рёбрами, высота поперечного сечения рёбер уменьшается по сравнению с ребристыми куполами.
Спортивный зал штата Монтана, США. Ребристо-кольцевой купол диаметром 91,5 м
В покрытие установлено 36 рёбер длиной 45 м и с размерами поперечного сечения 500х1750 мм. Опорные кольца выполнены из прокатных швеллеров и листовой стали.
К расчёту ребристо-кольцевых куполов
x4
x3
x2
x1
Статический расчётРис. 6.8ребристо-кольцевого купола принципиально мало чем отличается от
расчёта ребристого купола. При расчёте на симметричную нагрузку условная арка будет иметь количество условных затяжек, равное количеству ярусов кольцевых прогонов. Неизвестные усилия в затяжках могут быть определены методом сил, решая систему уравнений с n неизвестными, где n – число условных затяжек. При расчёте на ветровую нагрузку ребристо-кольцевой купол рассчитывается как ребристый, при этом считается, что сечения купола смещаются одно относительно другого без поперечных деформаций.
Расчёт на прочность и устойчивость производится по формулам для сжато-изгибаемых элементов.
|
N |
|
M |
|
|
|
N |
|
M |
n |
|
σ |
|
|
|
Rc |
, |
|
|
|
|
|
1. |
Fнт |
Wнтξ |
R F |
|
||||||||
|
|
|
|
|
R W |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
м и |
|
|
К РАСЧЁТУ КОЛЬЦЕВОГО ПРОГОНА
Кольцевые прогоны работают не только на изгиб, но и воспринимают растягивающее или сжимающее усилие, в зависимости от их места положения.
В нижней зоне растяжение с изгибом |
|
|
|
||
|
σ |
N |
|
М Rр |
R |
|
|||||
|
|
|
|||
|
|
Fрасч |
WрасчRu |
p |
|
|
|
|
|||
|
|
||||
шаг рёбер
В верхней зоне сжатие с изгибом
|
|
|
σ |
N |
|
M |
R |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Fнт |
Wнтξ |
c |
|
|
шаг рёбер |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Крепление кольцевых прогонов к рёбрам рассчитывается на действие растягивающих усилий.
УЗЛЫ КРЕПЛЕНИЯ РЁБЕР К ВЕРХНЕМУ КОЛЬЦУ