ДВУХПОЯСНЫЕ ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ

Пример расчета двояковогнутого покрытия

Составила доц. Довженко И.Г.

Москва 2009 г.

ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:

м – пролет покрытия;

() постоянная нагрузка (собственный вес покрытия);

() временная нагрузка (снеговая);

коэффициент перегрузки для постоянной нагрузки;

коэффициент перегрузки для временной нагрузки;

() поверхностная нагрузка на покрытия;

расчетная линейная равномерно распределенная нагрузка на несущий трос;

эксплуатационная нагрузка на несущий трос;

монтажная нагрузка на стабилизирующий трос;

усилия в опорных контурах для несущего и стабилизирующего тросов;

инейная нагрузка предварительного натяжения стабилизирующего троса;

остающееся усилие предварительного натяжения;

расчетное сопротивление стали тросов;

, МПа расчетное сопротивление стали опорного контура и стойки;

расчетное сопротивление стали затяжки;

МПа модуль упругости стали тросов, МПа;

стрела провисания несущих вант, ;

стрела подъема стабилизирующих вант, ;

, м расстояние между несущими и стабилизирующими тросами в середине пролета;

, м шаг тросов, = 3÷6 м;

шаг затяжек, = 1÷3 м;

углы наклона оттяжек несущего и стабилизирующего тросов, ;

, м высота помещения ;

, м шаг стоек ;

, , вертикальные составляющие усилий в несущем и стабилизирующем тросах;

вертикальные составляющие усилий в оттяжках несущих и стабилизирующих тросов;

, распоры несущего и стабилизирующего тросов

, усилия растяжения в несущем и стабилизирующем тросах у опоры;

, усилия в оттяжках несущего и стабилизирующего тросов;

усилие в затяжке;

, усилие в стойке;

площади сечения несущего и стабилизирующего тросов;

площади сечения оттяжек несущего и стабилизирующего тросов;

площадь сечения затяжки;

максимальные моменты в опорных контурах для несущего и стабилизирующего тросов;

минимальные требуемые моменты сопротивления сечения опорных контуров для несущего и стабилизирующего тросов;

количество вант, располагаемое по ширине грузовой площади стойки.

Перевод единиц:

1 МПа = 1000 = =

1 = 100

РАСЧЕТНАЯ СХЕМА

Дано:

Пролет, = 80 м;

Постоянная нагрузка (собственный вес покрытия), ();

Временная нагрузка (снеговая), ();

Расчетное сопротивление стали тросов, = 1200 МПа;

Модуль упругости стали тросов, МПа;

Принимаем:

Коэффициент перегрузки для постоянной нагрузки, = 1,1;

Коэффициент перегрузки для временной нагрузки, = 1,2;

Шаг тросов, = 4 м;

Стрела провисания несущих вант, = 4 м;

Стрела подъема стабилизирующих вант, = 3,2 м;

Расстояние между несущими и стабилизирующими тросами в середине пролета, = 0,5 м;

Шаг затяжек, = 3 м;

Угол наклона оттяжки несущей ванты, ;

Угол наклона оттяжки стабилизирующей ванты, ;

Высота помещения, = 14 м;

Шаг стоек, = 12 м;

Расчетное сопротивление стали опорного контура и стойки, = 240 МПа.

Поверхностная нагрузка на покрытия:

Расчетная линейная нагрузка на несущую ванту:

Линейная нагрузка предварительного натяжения на стабилизирующую ванту:

= 0,074,

где =0,1÷0,15 - коэффициент пропорциональности изменения распоров несущей и стабилизирующей вант при действии внешней нагрузки.

Остающееся усилие предварительного натяжения

Эксплуатационная нагрузка на несущую ванту:

Монтажная нагрузка на стабилизирующую ванту:

Распределение усилий в несущей и стабилизирующей вантах показано на расчетных схемах:

Растягивающие усилия в несущей ванте:

=304,4

= 1522

Растягивающие усилия в стабилизирующей ванте:

= 28,8

180

= 182,29

Требуемая площадь сечения несущего и стабилизирующего каната:

= 1293,45

= 151,91

____________________

1000 –коэффициент перевода единиц (см. стр. 10)

Принимаем (см. сортамент канатов табл. 1):

несущий канат двойной свивки типа ЛК-РО 52 ( = 1304,05 );

стабилизирующий канат одинарной свивки типа ТК ( = 168,17 )

Усилия в затяжках:

Для затяжки используем арматурную сталь периодического профиля класса A-II с расчетным сопротивлением МПа.

Требуемая площадь сечения затяжки:

В связи с малой величиной площади сечения затяжки (в табл.2 отсутствует), рассчитываем диаметр арматуры:

Принимаем арматурную сталь периодического профиля класса A-II 8 .

Усилия в оттяжках несущих и стабилизирующих вант:

Требуемая площадь сечения оттяжек несущего и стабилизирующего тросов:

Принимаем: оттяжку несущего троса – 6 канатов двойной свивки типа ЛК-РО

6 64 ( = 6 1880,27 = );

оттяжку стабилизирующего троса - канат двойной свивки типа ЛК-РО

39 ( = 716,29 ).

Опорный контур работает на изгиб от распоров вант по схеме многопролетной неразрезной балки. Расчетная схема опорного контура:

Усилия в опорных контурах для несущей и стабилизирующей вант:

Максимальные моменты в опорных контурах для несущей и стабилизирующей вант:

Минимальный требуемый момент сопротивления сечения:

Опорный контур для несущей ванты проектируем в виде стального профиля составного сечения: два двутавра (или два швеллера) и две стальные полосы,

т.к. прокатный профиль с таким моментом сопротивления в сортаменте (см. табл. 3)отсутствует.

Момент сопротивления принятого сечения относительно оси y:

где – момент инерции сечения.

где - момент инерции двутавра (из сортамента см. табл. 3);

– площадь сечения двутавра (из сортамента см. табл. 3).

Конструктивное соотношение размеров опорного контура .

Принимаем элементы сечения опорного контура для несущей ванты: двутавр 50, стальная полоса сечением 1 7 × 130 .

Находим момент сопротивления сечения относительно оси y:

= 311241,67

Оставляем принятое сечение.

Угол наклона бортового элемента несущей ванты:

;

Принимаем сечение опорного контура для стабилизирующей ванты в виде прокатного двутавра (см. сортамент двутавровых балок табл. 3), расположенного горизонтально вдоль направления усилия.

Принимаем двутавр 60 .