Примеры применения балок с затяжками.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

Примеры применения балок с затяжками.

Первые примеры применения стальных балок, предварительно напряженных затяжками, относятся к концу 50-х годов текущего столетия, когда было построено несколько однопролетных автодорожных мостов в ФРГ. Затяжка располагалась по оси нижнего пояса по всей его длине.

Позднее обратили внимание на возможность получения большей эффективности предварительного напряжения в многопролетных неразрезных мостах. В неразрезном трехпролетном мосту около г. Монтабара (ФРГ) главные балки пролетного строения постоянной высоты подвержены предварительному напряжению непрерывными криволинейными затяжками (рис. 10). Положение затяжек увязано с эпюрой изгибающих моментов: в пролете они расположены около нижнего пояса, а над опорами поднимаются к верхнему поясу. Затяжки размещались в открытых направляющих желобах с внутренней стороны балок и закреплялись на торцах балок на уровне центральной оси.

В России построено два крупных пятипролетных моста (через р. Томь у г. Новокузнецка и через р. Дон у г. Ростова). Петлевидные затяжки из пучков высокопрочной проволоки (по 8 петель) размещены над промежуточными опорами балок со ступенчатым смещением.

Рис. 10. Неразрезной балочный мост, предварительно напряженный криволинейными затяжками: а – поперечное сечение; б – общий вид; в – размещение затяжки по высоте сечения

Фермы, предварительно напряженные затяжками

Наиболее разработаны предварительно напряженные фермы покрытий зданий. Предварительное напряжение с помощью высокопрочных затяжек из канатов и пучков проволоки применяют в них чаще, чем другие приемы.

Рис. 11. Предварительного напряжения фермы покрытий с затяжками в пределах их габаритов

По характеру размещения затяжек и их влиянию на работу фермы можно выделить три типа ферм: фермы, у которых прямолинейные затяжки размещаются в пределах наиболее нагруженных стержней (рис. 11, а — е); фермы, затяжки которых располагаются в пределах ее габаритов и вызывают предварительное напряжение в большом числе стержней фермы (рис. 11, е, ж); фермы с затяжками, вынесенными за их габариты (рис. 12).

Рис. 12. Фермы с затяжками, вынесенными за пределы их габарита: а – г – очертания затяжек; д – е – объединение ферм в пространственные блоки; 1 – ферма; 2 – затяжка; 3 – связи пространственного блока

Наиболее изучены и нашли достаточно широкое применение фермы тина «арка с затяжкой» (рис. 13). Рациональность фермы зависит от того, насколько удачно выбраны ее очертание, уклон поясов, схема решетки и т.п. Оптимальная высота фермы от затяжки до верхнего пояса в середине пролета составляет 1/6…1/8 пролета, а высоту жесткой части обычно принимают в пределах 1/10…1/12 пролета.

Рис. 13. Фермы типа арки с затяжкой: а – г – схемы ферм; е – поперечные сечения ферм типа арки с затяжкой; д – графики работы стержней фермы; 1 – при предварительном напряжении до загружения; 2 – тоже, после частичного нагружения

В фермах типа «арка с затяжкой» при правильно выбранных последовательности натяжения и оптимальном усилии в затяжке можно получить экономию стали 25…30%. В легких предварительно напряженных фермах (пролетом 24...36 м) выгодно применение гнутых профилей открыто го или замкнутого профиля, а также труб. Это объясняется тем, что большинство стержней сжаты в той или иной стадии работы фермы.

Примеры применения предварительно напряженных ферм.

Одним из первых примеров применения крупных предварительно напряженных конструкций были фермы покрытия ангара (рис. 14) в Мельсброке (Бельгия). Однопролетные фермы с консолями размером пролета 49 м и консолью 17 м опираются на главную двухпролетную предварительно напряженную ферму с пролетами по 76,5 м. Предварительное напряжение главной фермы осуществлено четырьмя наклонными затяжками, соединяющими узлы в пролетах фермы со средней опорой. Затяжки выполнены в виде парных пучков высокопрочной проволоки диаметром 64Æ7 мм и размещены в пределах габаритов фермы с перепуском, так что над средней опорой расположено 4 пучка. Экономия металла составила 12% и стоимости — 6%.

Рис. 14. Фермы покрытия ангара в Мельсброке (Бельгия)

Двухпролетный ангар в Алма-Ате перекрыт полигональными фермами пролетом 84 м с шагом 12 м. Решетка фермы мало загружена. Предварительное напряжение нижнего пояса оказалось высоко эффективным: массу фермы удалось снизить на 14%. Для нижнего пояса фермы оказалось достаточным сечение из двух швеллеров №22 и четырех пучков высокопрочной проволоки диаметром 24Æ5 мм (рис. 15).

Рис. 15. Ферма покрытия ангара в Алма-Ате

Интересное решение найдено в проекте покрытия ангара для Чикагского аэропорта размерами в плане 127,7х60,3 м с предварительно напряженными фермами, имеющими консольный вылет на 42 м (рис. 16). Шаг ферм 12 м. Каждая ферма напряжена шестью затяжками, установленными над опорным узлом консоли вдоль верхнего пояса. Затяжки выполнены из круглых стержней Æ28,4 мм. Материал затяжек – сталь с пределом текучести 914 МПа 1019,5 кН/см². Предварительное напряжение позволило снизить массу ферм на 12%.

Рис. 16. Проект покрытия ангара в Чикагском аэропорту

Пример:

Футбольный стадион Полюд, расположенный в Сплите, Хорватия, 1979 г.

Стальная решетчатая оболочка покрытия уникальной структурной конструкции — покрытия над трибунами стадиона г. Сплит имеет цилиндрическую поверхность. Пролет оболочки 200 м, конструктивная высота 2,3 м. Оболочка образована из стержней и труб длиной 3 м; наиболее мощный стержень имеет диаметр 267 мм и толщину стенки 17,5 мм, наибольший диаметр соединительного болта в узлах типа «Меро» 64 мм.

Для снижения усилий в стержнях использовано регулирование вертикальных отметок опирания криволинейного контура оболочки. Максимальное усилие в стержнях определялось несущей способностью соединительного болта в узле, диаметр которого лимитирует усилие в стержне. Закон изменения отметок опирания контура найден методом последовательного приближения.

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?