Инженерные конструкции стр.129

Пластмассовый вариант складчатого элемента представляет собой трехслойную панель с наружными слоями из стеклопластика, жесткого поливинил хлорида, фанеры или металла и средним слоем из пенопласта (стироль-ного или уретанового).

7.4. ТОНКОСТЕННЫЕ КУПОЛА

Куполами перекрывают круглые или многоугольные в плане сооружения. Типичная форма купола на круговом плане — поверхность вращения с вертикальной осью: сфера, параболоид, эллипсоид, однополостный гиперболоид, конус и т. п. Оставаясь в целом в пределах этих поверхностей, купола могут быть волнистыми, складчатыми, а при многоугольном плане — многогранными. Самые простые из последних — сомкнутые своды из секторов цилиндрических поверхностей. Иногда круглый план трансформируют в эллиптический. Подобные трансформации могут претерпевать и многоугольные планы.

В отличие от сводов, кривизна которых одинарна, купола обладают двоякой кривизной. И если поверхность свода может развертываться в плоскость, то поверхность купола нераз-вертываема. Поэтому купола относятся к конструкциям, жесткость которых порождает сама их форма, что составляет дополнительный резерв несущей способности конструкции.

Инженерные конструкцииИнженерные конструкции

Типичными материалами тонкостенных куполов являются железобетон, клееная древесина * армоцемент, конструкционные пластмассы, в частности стеклопластики. Особой тонкостен-•ностью отличаются железобетонные купола-оболочки. Бионический рекорд скорлупы куриного яйца — 1/400 диаметра давно побит строителями железобетонных куполов. Построенный еще в 1934 г. купол театра в Новосибирске (самый большой в мире по тому времени) при пролете 55,5 м имел толщину 8 см, т. е. 1/694 диаметра основания. Сейчас нормальным считается отношение 1/700...1/800, доходя до 1/1000.

Для тонкостенных оболочек, в которых изгибные напряжения малы по сравнению с продольными (мембранными), характерно безмоментное напряженное состояние, возможное при наличии следующих двух условий: 1) плавное изменение толщины стенок купола, радиуса меридиана и интенсивности нагрузки; 2) свобода радиальных перемещений краев купола. В этих условиях купола считаются статически определимыми, что позволяет использовать для их расчета простые формулы безмоментной теории. Отклонения от этого состояния заставляют учитывать изгиб краевых участков.

Инженерные конструкции

Рассматривая напряженное состояние купола, двоякая кривизна которого в каждой рассматриваемой точке определяется двумя радиусами кривизны Г\ и /*2, под действием вертикальной осесимметричной нагрузки (собственный вес, снег на всей поверхности), считают, что купол в любом горизонтальном сечении, определяемом угловой координатой ф (рис. 7.23, а), будет сжат силой <?<р, которая представляет собой сумму всех нагрузок, действующих выше рассматриваемого сечения. Силу С}ч уравновешивают меридиональные усилия пц (отнесенные к единице длины кольцевого сечения):

Q(p+2nгrtмsin<p=0, где г — радиус окружности сечения, равный ггзтф.

Следовательно.

п* = -Я*/{2пг2в1п*у)Л: (7.9)

Кольцевые усилия пк (на единицу длины меридиана), исходя из формулы Лапласа, равны пк = гг(ру — пч/гх), (7.10)


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒