Особенности работы блочных конструкций и расчета
|
Особенность работы блочных конструкций — совмещение предварительно-напряженной обшивкой функций кровельного настила и участие ее в работе поясов ферм при полном загружении блока. В кровельной конструкции обшивка работает как мембрана, прикрепленная к продольным (пояса ферм) и поперечным элементам каркаса. Характер работы обшивки и верхних поясов ферм на временную и постоянную воспринимаемую ею нагрузку зависит от деформативности в плоскости обшивки элементов продольного контура — поясов ферм. Обычно пояса ферм смежных блоков соединяются в продольном направлении нащельниками, закрывающими зазоры между обшивками смежных блоков. Нащельники в виде узкой длинной полосы укладывают на обшивки сверху внахлестку и приваривают сплошными фланговыми швами. В этом случае продольные элементы контура обшивки не искривляются при ее загружении и обшивку можно рассчитывать как мембрану с прямолинейными элементами контура, а пояса ферм — не имеющими изгиба в горизонтальной плоскости (рис. 5.7, а). Если пояса ферм могут получить деформации в горизонтальном направлении, как это бывает в крайней ферме покрытия, то обшивку надо рассчитывать как мембрану с искривляющимися в плоскости обшивки продольными кромками (рис. 5.7,б). При h=a/b≤0,5 искривление поясов не учитывается. Учет искривления поясов в горизонтальной плоскости требует их усиления. Чтобы уменьшить изгибающие моменты в горизонтальной плоскости в поясах ферм, рациональна более частая постановка поперечных ребер.  Расчет элементов блочного покрытия с прямолинейными поясами ферм. Обычно заданными являются пролет блока L, ширина блока b и толщина обшивки б, допустимый прогиб верхней обшивки, интенсивность равномерно распределенной нагрузки, приложенной к верхней обшивке q0, кН/м2, Нормативная нагрузка, приложенная к верхней обшивке q0н, кН/м2, полная расчетная нагрузка на покрытие q, кН/м2 (включая нагрузку в межферменном пространстве, подвесной транспорт, потолок и т. п.), расчетное сопротивление материала поясов Rп и решетки Rр, ферм и обшивки R0. Выбираются типы сечения поясов и решетки ферм. Определяется оптимальная высота ферм h, длина панели ферм а' по формулам (5.18) и оптимальный шаг поперечных ребер а по формулам (5.17). Шаг поперечных ребер увязывается с размерами длины панели ферм. При расчете верхних элементов покрытия вначале определяется площадь сечения сжатых поясов двух ферм в середине пролета с учетом усилий от изгиба ферм, от предварительного натяжения обшивки и от воздействия ее на пояса как мембраны  Расчетное предварительное напряжение обшивки σxп.н должно быть не меньше величины, обеспечивающей ее устойчивость (отсутствие сжимающих напряжений) при работе обшивки на сжатие совместно с поясами ферм и определяется по формуле  Входящие в формулу (5.21) безразмерные параметры находят по формулам:  Редукционный коэффициент φ, учитывающий степень участия обшивки в работе поясов, принимается при n≤0,5 равным нулю, при n≥5 определяется по номограмме рис. 5.8. Найденное значение φ должно находиться в интервале (0—1); в противном случае принимается φ=0 при φ≤0 и φ=1 при φ≥1  При изменении сечения поясов по длине ферм уменьшенные сечения определяют в первом приближении из уравнения  Чтобы определить силовые факторы в элементах контура обшивки, необходимо найти прогиб обшивки от расчетных нагрузок.  Безразмерные параметры, входящие в уравнение (5,24), определяют по формулам:  Прогиб обшивки от нормативных нагрузок, определяемых по уравнению (5.24), должен быть не больше допускаемого, равного 0,02 минимального размера ячейки при совмещении обшивкой функции гидроизоляции кровли и 0,01 минимального размера ячейки при наличии гидроизоляционного. ковра поверх обшивки. Сечение поперечных ребер ориентировочно назначается как для шарнирно опертых балок пролетом b, загруженных равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью q0a.  Имея все необходимые данные, проверяют прочность поясов ферм и поперечных ребер по наиболее напряженным волокнам от действия осевого сжатия с изгибом в вертикальной плоскости по формулам:  Осевые усилия Nп и Nв соответственно в поясах ферм и поперечных ребрах равны  Изгибающие моменты в поясах ферм Mа определяются по схеме балки пролетом а, защемленной на опорах, а в поперечных ребрах Mв — по схеме шарнирно опертой балки пролетом b.  Параметр v = 3,14fδ/q0b2 * σy учитывает распределение вертикальной нагрузки на пояса ферм и поперечные ребра в соответствии со схемами на рис. 5.9.  Напряжение в обшивке в поперечном направлении  Для поясов во многих случаях наиболее напряженными являются сечения, проходящие по узлам ферм. При расчете нижнего пояса каркаса, работающего вместе с обшивкой, основное растягивающее усилие распределяется на обшивку и пояса ферм пропорционально их жесткостям, при этом площадь сечения обшивки принимается равной 0,9 bδ. Включение обшивки в работу на растяжение обеспечивается ее конструктивным натяжением, при котором начальные прогибы листа не превышают 15 мм в пределах размеров ячейки.  Вертикальные прогибы блоков определяются прогибами ферм по формуле Мора  С учетом дополнительного обжатия поясов цепными силами в обшивке в сжатых поясах усилия  Положительные прогибы ферм от усилий натяжения обшивок в случае необходимости компенсируют строительным подъемом. |
