Билет 10. Предварительно напряжённые фермы

Основная идея предварительного напряжения состоит в создании конструкции начальных напряжений обратно знака тем, которые возникают при действии внешних нагрузок.

Цель предварительного напряжения – увеличение области упругой работы, т.к. нагрузки сначала гасят, а затем развивают основные напряжения до предельной величины. Предварительное напряжение снижает расход материала и увеличивает жёсткость конструкции. Предварительное напряжение чаще проектируют в стержнях, работающих на осевое растяжение (элементы ферм) и растянутый пояс балок.

В вантовых конструкциях можно принимать предварительное напряжение и в сжатых конструкциях.

Особенно эффективно предварительное напряжение в большепролётных фермах, т.к. оно увеличивает жёсткость, то можно уменьшать строительную высоту h = (1/15 … 1/12)l => h = (1/25 … 1/30)l (20 – 30 %).

Предварительное напряжение имеет недостаток: увеличивается трудоёмкость (все работы производятся на строительной площадке). Самый распространённый способ создания предварительно напряжения для плоских ферм – устройство различного рода затяжек из высокопрочных материалов (канатов, пучков, прядей).

В зависимости от размещения затяжек фермы бывают:

-С затяжками, расположенными в пределах отдельного нагруженного стержня;

-С затяжками, расположенными в пределах всего пролёта или группы нагруженных стержней.

II тип более эффективен и имеет много конструктивных решений. К этому типу можно отнести фермы с выносными шпренгельными затяжками. Они имеют большую строительную высоту.

1.

2.

По статической схеме большепролётные фермы делают однопролётными (иногда ставят промежуточные опоры, делают конструкции консольными).

Сечение ферма проектируется так же, как и для обычной конструкции, но размещение предварительно напряжённых затяжек должно быть симметрично относительно главных осей инерции.

Фиксация затяжки по длине стержня осуществляется в трубах – коротышах или рёбрах жёсткости, привариваемых к профилям сечения.

Для стыковки стержней в таких фермах чаще всего проектируется стык, в котором сохраняется соосность затяжки, а усилия в стыке передаётся обычно листовыми накладками.

Предварительное напряжение фермы с затяжками рассчитывают, как статически неопределимые системы, где лишнее неизвестное – усилие в затяжке.

В последнее время широкое распространение получили блочная и блочно – панельная предварительно напряженные конструкции из стали и алюминиевых сплавов.

В таких конструкциях в качестве напрягаемых элементов принимается тонко – листовая обшивка толщиной 1 … 3 мм, которая работает на сжатие и на растяжение, а также выполняет роль ограждающей конструкции. Тонко – листовую обшивку натягивают на жёсткий каркас из прокатных уголков, образующих жёсткий блок.

Блок состоит из двух ферм, соединённых между собой крестовыми связями:

l₁≤ 13,6 м

Решётка фермы также состоит из уголков. Элементы рабочей решётки прикрепляют к поясным уголкам на высокопрочных болтах. Блочная конструкция изготовляется непосредственно на строительной площадке. Для снижения трудоёмкости изготовления был разработан блочно – панельный вариант конструкции, в которой большепролётную ферму разрезают на панели длиной не более 13, 6 м, доставляют на монтажную площадку, где в специальных кондукторах объединяют в блоки полной расчётной длины. В стальном варианте тонкую обшивку выполняют из высокопрочной стали марки 10 ХНДП – кортен, или АМГ-21 (аллюминиевомагниевый сплав). Снижение стоимости комбинированных конструкциях в 1,5 раза, чем чисто алюминиевых.

Дата добавления: 2015-07-19