Металеві конструкції

ВИСЯЧІ (БАНТОВІ) ПОКРИТТЯ

Висячими (вантовими) називаються покриття, в яких основними несучими елементами конст­рукцій є ванти — канати, линви, троси, що пра­цюють на розтяг. Завдяки високій міцності ка­натного дроту (1200... 1800 МПа) та повному ви­користанню площі перерізу сталі канату під час розтягу висячі конструкції є легкими та еко­номічними. Висячі покриття є архітектурно ви­разними, зручно транспортуються та монтують­ся.

Недоліками висячих покрить є велика дефор - мативність пролітної будови, особливо під дією зосередженого навантаження; складність відве­дення води з покриття. Бантові системи розпірні і відповідно потребують застосування масивних опорних конструкцій у вигляді колон і пілонів, рам і конструкцій трибун, а також замкнутих опорних контурів.

Основним несучим елементом висячих кон­струкцій є гнучка або жорстка струна, яка працює не тільки на розтяг, а й на згин. Гнучку струну роблять зі сталевих канатів-тросів, пучків та ста - лок високоміцного дроту, арматурних стержнів. Для жорстких струн застосовують прокатні про­філі та складні перерізи — наскрізні та суцільні.

Залежно від конструктивного рішення проліт­ної частини розрізняють кілька видів висячих по­крить.

Однопоясні плоскі системи складаються з па­ралельних або радіальних ниток-тросів (рис. 7.20).

Двопоясні системи складаються з плоских тросових ферм з поясами, з'єднаними розкосами, жорсткими стояками або тросовими розтяжками.

N„ = ±1,1-

Nd = -0,55

Прогини структур обчислюють за таблицями для ізотропних плит і перехресних ферм.

Конструктивну висоту структурної плити приймають залежно від жорсткості покриття та розмірів комірок поясних сіток. Доцільно прий­мати висоту структурних плит 1/15—1/20 про­льоту для стержнів із труб і 1/20—1/25 прольоту для профільного прокату.

Розміри комірок поясних сіток залежать від типу вузлових з'єднань та покрівельного настилу. Розміри комірок приймають такими, щоб покрит­тя виконувати без прогонів. Згідно з вимогами за­стосування структурних покрить обмежуються прольотами 60...80 м.

Перспективи застосування таких систем дик­туються можливістю їх поточного автоматизова­ного виготовлення на спеціалізованих заводах та використання індустріальних методів монтажу великими блоками.

Рис. 7.20. Схема багатопролітних одноиоясних прямокутних покрить: а — з несучими колонами; б — з несучими рамами; 1 — несучі ванти; 2 — підтяжки; З — колони; 4 — рами; 5 — зв'язки; 6 — залізобетонні плити; 7 — балки опорного контура.

При різному взаємному розміщенні ферм можна одержати плоскі або просторові покриття (рис. 7.21).

Покриття, які мають гнучкі та жорсткі струни і здатні сприймати складні або згинальні зусилля, належать до комбінованих систем. Висячі покрит­тя, утворені з тонких металевих листів, назива­ють мембранними.

Висячі оболонки мають вигляд металевих тон­колистових оболонок-мембран і монолітних попе­редньо напружених залізобетонних оболонок (рис. 7.22).

Основи розрахунку. Висячі покриття розра­ховують за двома граничними станами: а) за не­сучою здатністю вант або мембран, міцністю та стійкістю опорних конструкцій; б) за граничними деформаціями та переміщеннями, перевищення яких може призвести до пошкодження покрівлі.

При розрахунку на міцність та деформатив - ність (прольоту) невигідним навантаженням є тимчасове навантаження всього покриття, а для визначення кінематичного переміщення — наван­таження половини його площі.

Розрахункове зусилля N у гнучкій нерозтяг- неній струні визначають за формулою

N = ylFl + F'i, (7.22)

Де Fv — зусилля, що визначається як опорна реакція шарнірно-опертої балки прольотом І.

Для визначення зусилля у ванті-струні необ­хідно знати розпір Fh або ординату кривої рівно­ваги у (стрілу прольоту) (рис. 7.23).