Седловидные висячие системы.

Покрытие седловидными сетками применяется для постоянных зданий и временных сооружений. Примером покрытия постоянного сооружения может служить Рэлей-арена в США (рис. 19.4), возведенная в 1953 г. и давшая мощный толчок развитию ви­сячих покрытий; временного соору­жения — покрытие Олимпийского ста­диона в Мюнхене (рис. 19.5).

Сетка покрытия, имеющая выгну­тые вниз несущие и выгнутые вверх стабилизирующие тросы, принимается по поверхности двоякой кривизны (ча­ще всего по поверхности гиперболиче­ского параболоида); такая форма по­верхности позволяет предварительно напрягать сетку. Сетка двоякой кри­визны по своей геометрической связ­ности является мгновенно-жесткой системой и, подобно двухпоясным системам, для устойчивой работы стабилизирующих тросов требует предварительного напряжения. Рас­стояние между смежными параллельными тросами сетки зависит от конструкции кровли. В легких сооружениях, покрытых пленкой или бре­зентом, оно не должно превышать 1 м во избежание образования боль­ших водяных мешков.

Форма плана покрытия может быть весьма разнообразной, но в по­стоянных сооружениях сетку чаще всего закрепляют на две наклонные железобетонные параболические арки или опорное кольцо сложной кон­фигурации, которые и воспринимают тяжение сетки покрытия.

Во временных сооружениях сетка часто окаймляется более мощным тросом — подбором, который, работая на растяжение, служит опорной конструкцией сетки.

Работа сетки при действии внешней нагрузки подобна работе двух-поясной системы, т.е. внешняя нагрузка увеличивает начальные растя­гивающие усилия в несущих тросах и уменьшает начальное растяжение в стабилизирующих. На работу сетки оказывает большое влияние деформация опорной конструкции, уменьшающая предварительное напря­жение сетки и увеличивающая ее прогибы.

Поверхность сетки в постоянных сооружениях, где значительные по­стоянные нагрузки равномерно распределены по поверхности покрытия, рекомендуется принимать в форме гиперболического параболоида

Выбор поверхности в форме гипара обеспечивает примерное равен­ство усилий во всех нитях каждого семейства при равномерном нагру-жении покрытия, а следовательно, и равенство сечений тросов.

В свою очередь выбор параболических арок в качестве опорной кон­струкции обеспечивает минимальные изгибающие моменты в них от оди­наковых тяжений несущих нитей покрытия, а следовательно, и мини­мальные деформации самой опорной конструкции, что весьма благопри­ятно отражается на работе всего покрытия.

Точный расчет возможен только на ЭВМ.

Комбинированные системы висячих покрытий.

Комбинированные системы состоят из гибких вант и жестких элементов. Жесткие элементы применяют для стабилизации формы покрытия и распределения сосредоточенных и неравномерных нагрузок на несколько несущих вант.

Пути повышения эффективности комбинированных висячих систем.

Мембранные покрытия.

Мембранные покрытия представляют собой пространственную конструкцию, состоящую из тонкого металлического листа и жесткого опорного контура. Тонкий лист обладает пренебрежимо малой изгибной жесткостью, поэтому работает главным образом на растяжение, что позволяет наиболее полно использовать несущую способность металла и по сравнению с другими плоскостными и пространственными конструкциями получать минимальную массу покрытия. Отличительная особенность мембранных покрытий от других типов висячих конструкций—совмещение в одном материале несущих и ограждающих функций, за счет чего достигается дополнительное облегчение конструкции и снижение металлоемкости

При пролетах до 100 м толщина стальной мембраны по условиям прочности не превышает 1—1,5 мм, что практически нельзя осуществить из условия коррозионной стойкости, поэтому толщину стальной мембраны из малоуглеродистой стали или низколегированных сталей проектируют не менее 4—6 мм. Применение нержавеющей толщиной 2 мм на ряде объектов не дало положительного эффекта ввиду ее высокой стоимости и непредвиденных статических явлений, связанных с появлением местных выпуклостей и потерей устойчивости листа в различных зонах конструкции под воздействием температуры. Применение алюминиевых сплавов имеет свои специфические недостатки, связанные с дополнительными напряжениями и деформациями от воздействия температуры, низким модулем упругости, низким пределом огнестойкости, плохой свариваемостью полос, а также высокой стоимостью.

Мембранными конструкциями можно перекрывать практически любые пролеты, назначая стрелу провисания в пределах Vis—V25 пролета. С увеличением пролета экономическая целесообразность мембранных конструкций возрастает. Однако опыт применения мембранных конструкций показал, что они успешно могут конкурировать с другими металлическими конструкциями на малых и средних пролетах (18—36 м).

Мембранные покрытия представляют собой сложные многократно статически неопределимые системы. Их напряженное состояние зависит от совместной работы мембраны и опорного контура, формы поверхности и характера приложения нагрузки, поэтому их расчет, в проектировании производят численными или аналитическими методами, реализуемыми с помощью ЭВМ. В большинстве случаев решение производится в предположении упругой работы материала тонкого листа и с учетом геометрической нелинейности, т. е. изменения формы сооружения в результате деформации всех элементов конструкции.

Приближенный расчет мембранных покрытий без учета геометрической нелинейности системы может быть выполнен по аналогии с приближенным расчетом соответствующих покрытий вантовых систем. При этом расчет ведется на 1 м ширины мембраны в направлении расчетного пролета. В результате получают завышенные значения усилий, так как, в отличие от вантовой системы, мембрана хорошо работает на сдвиг и способствует снижению сжимающих усилий и изгибающих моментов в опорном контуре

Основным преимуществом мембран является возможность их создания в заводских условиях с последующей доставкой в виде рулонов

34.Двухпоясные мембранные схемы.