Предварительно-напряженные статически неопределимые конструкции
|
В статически неопределимых конструкциях предварительное напряжение можно создавать натяжением затяжек или смещением опор. Второй способ целесообразнее, так как требует минимальных дополнительных затрат только при производстве монтажных работ. При этом сами конструкции не меняют своей формы, поэтому изготовление их не отличается от изготовления обычных конструкций. В некоторых случаях может оказаться целесообразным использовать предварительное напряжение одновременно затяжками и смещением опор. Статически неопределимые системы, предварительно напряженные затяжками, рассчитывают по общим правилам строительной механики. Каждая затяжка увеличивает статическую неопределимость системы на единицу. Канонические уравнения имеют одинаковый вид для любых статически неопределимых систем, предварительно напряженных затяжками: неразрезных балок, рамных арочных и др. В общем случае при n статически неопределимых системах, имеющих k затяжек, системы становятся (n+k) раз статически неопределимыми. При расчете методом сил за лишние неизвестные основной системы следует принимать усилия в затяжках Xi (усилия самонапряжения в затяжках) и выбираемые по обычным правилам усилия в лишних стержнях системы Zi. Канонические уравнения имеют вид:  Коэффициенты при неизвестных вычисляются по обычным формулам. Если за основную систему принимать статически неопределимую конструкцию, то из уравнений (6.1) выпадают члены с неизвестными Z и останутся неизвестными лишь усилия в затяжках X. Ответственный момент в проектировании — выбор усилий предварительного натяжения затяжек. Оптимальные усилия, при которых получается наиболее экономная по расходу материала и стоимости конструкция, определяются, как правило, повторными попытками. Как при расчете всякой статически неопределимой системы сечениями стержней и затяжек надо задаваться предварительно. В первом приближении можно рассчитать конструкцию без предварительного напряжения, подобрать сечения стержней и назначить усилия предварительного натяжения затяжек, учитывая необходимость обеспечения устойчивости сжатых в процессе предварительного напряжения стержней. Важно установить последовательность предварительного напряжения и загружения конструкции постоянной нагрузкой. Во многих случаях целесообразно сначала частично загрузить конструкцию постоянной нагрузкой и затем давать предварительное напряжение; может оказаться целесообразным многоступенчатое предварительное напряжение. При предварительном напряжении размером смещения опоры (или нескольких опор) необходимо задаваться, после чего он рассматривается как дополнительное воздействие на конструкцию. Направления смещения и его размеры определяются из условия наиболее благоприятного перераспределения усилий в системе, вызываемого нагрузкой. |
