Фермы с многоступенчатым предварительным напряжением
|
В фермах из-за большой гибкости стержней нельзя дать большое Однократное предварительное напряжение, поэтому в них особенно эффективно многоступенчатое предварительное напряжение. Многоступенчатым предварительным напряжением можно неоднократно перераспределять усилия с поясов ферм на затяжку, что позволяет значительно уменьшить массу конструкции. Это относится к фермам с выносной затяжкой или с выносным шпренгелем, у которых натяжение затяжки разгружает верхний и нижний пояса. Многоступенчатое предварительное напряжение возможно только при упругой работе конструкции и эффективно при соблюдении следующих условий: 1. Постоянные нагрузки большие и могут быть переданы на ферму по частям. 2. Стержни конструкции приблизительно одинаково сопротивляются растяжению и сжатию; 3. Конструктивное решение позволяет осуществить предварительное напряжение. 4. Наибольшие усилие от загружения и от предварительного напряжения возникают в одних и тех же стержнях. 5. Разность напряжений в поясах от нагрузки и от предварительного напряжения должна быть возможно меньшей. 6. Число стержней с усилиями одинаковых знаков от нагрузки и от предварительного напряжения должно быть минимальным. Эти стержни по возможности должны быть растянутыми.  Фермы типа арка с затяжкой (рис. 4.7) имеют конструктивную схему, наилучшим образом отвечающую перечисленным требованиям многоступенчатого предварительного напряжения. В них наибольшие усилия от загружения и предварительного напряжения возникают в одних и тех же стержнях; разность напряжений в поясах от нагрузки и от предварительного напряжения мала; число стержней с усилиями одинаковых знаков от нагрузки и от предварительного напряжения невелико. Если многоступенчатое предварительное напряжение начинают с натяжения затяжки, то загружение и натяжение на любом этапе можно определить по формулам:  Суммарная нагрузка на ферму  Суммарное усилие в затяжке с учетом самонапряжения  На рис. 4.8 приведены графики P—i для численных значений парам, входящих в формулу (4.15). Из графиков видно быстрое падение допустимой нагрузки для каждого последующего этапа загружения. С уменьшением коэффициента число эффективных загружений уменьшается. Видно также, что при многоступенчатом предварительном напряжении ферм рассматриваемого типа можно ограничиться тремя-четырьмя циклами натяжений. Если натяжение затяжки производится после первого загружения (т. е. Х1=0; i=2, 3, 4...), то формулы для многоступенчатого предварительного напряжения имеют вид: (нагрузки каждого этапа i=2, 3, 4...) - загружение i-гo этапа  - суммарное усилие в затяжке от натяжения  Суммарная нагрузка  суммарное усилие в затяжке с учетом самонапряжения  Теоретическая предельная нагрузка на ферму при любом порядке многоступенчатого предварительного напряжения и при бесконечном числе натяжений  Эффективность многоступенчатого предварительного напряжения повышается с увеличением значений коэффициентов k1 и k2. В фермах арочного типа (см. рис. 4.7) для увеличения коэффициентов k1 и k2 следует уменьшать расстояния между поясами до минимума, определяемого конструктивными особенностями и требованиями жесткости. |
