автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Двухпоясная внешнебезраспорная висячая система покрытия (разработка, исследование, расчет)

ПЕЩРАЛЫИЙ НАУЧНО-ЖСЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТНЫЙ Р ^ ^ И КШСГРУКТОРСКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИИ

На правах рукописи

ЕСАУ МАСУКУ

ДВУХПОЯСНАЯ ВНЕШНЕЕКЗРАСПСРНАЯ ВИСЯЧАЯ СИСТЕМА ПСКРЫТШ /разработка, исследование, расчет/

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1994

Работа выполнена в Центральной научко-исследовательскоы пхлектном и колструкторско-техничеокои институте легких металлических конструкций (.ЦНИШроектлегконструкция).

Научный руководитель: - доктор технических наук,

профессор Н.С.Москалев

Официальные оппоненты: - член-корреспондент Академии

Естественных наук, доктор технических наук, профессор Ю.И.Глазунов

- доктор технических наук, доцент Ы.Д.Корчак

Ведущая организация: Центральный научно-исследовательский

институт стальных конструкций ии. Н.П.Мельникова

Публичная зыициа диссертации состоится " 21 г.

в об ч. на заседании специализированного Совета К 100.01.01 при Центральной научно-исследовательской проектной и конструктор-ско-техничеокоы институте легких металлических конструкций по адресу? 123376, Мооква, Красная Пресня, 30, ЩШПроектлегконст-рукция, Ученый Совет.

Отзывы по автореферату просии направлять по адресу: 123376, Москва, Красная Пресня, 30, ЦНИИПроекхлегконотрукция, Ученый Г вет,

С диссертацией «окно ознакомиться в библиотеке инотитута.

Автореферат разослан " 3/ " о/с гЗт^зЛ ХЭ94 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, .

кандидат технических наук

.Матюнина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В известных конструктивных решениях систем большепролетных висячих покрытий прямоугольного плана с разомкнутым опорным контуром, мероприятия по восприятию внешнего горизонтального распора дорогостоящие не только по расходу материалов, но также по трудозатратам на них. В то же время вопрос рационального способа обеспечения стабилизации пролетной конструкции висячего покрытия рассматривается как второстепенный. В результате в существующих сооружениях стоимость опорной конструкции достигает 60-70$ от их общей стоимости, а стабилизация осуществляется гдавным образом за счет веса.

Такое состояние вопроса в значительно!» мере объясняется тем, что выстроенные сооружения встречаются преимущественно в странах Северной Америки, Европы и в Японии, где из-за учета большой снеговой нагрузки несущие и ограждающие конструкции висячих покрытий получаются более массивными. В таком случае эффективность предварительного напряжения при локализации внешнего горизонтального распора в уровне покрытия и обеспечении стабилизации пролетной конструкции висячего покрытия заметно уменьшается.

Иле ню отсутствие снеговой нагрузки в тропических условиях позволяет наиболее эффективно использовать предварительное напряжение при обеспечении безизгибной работы опор системы и стабилизации ее пролетной конструки'та.

В частности, для Зимбабве - страны с достаточно развитой горнодобывающей промышленностью, выбрасывающей большой объем отработанных шахтных канатов, не подлежащих никакой переплавке. разработка рационального конструктивного решения внепшебезраспорной Байтовой-системы большепролетного висячего покрытия - вопрос весьма перспективный с экономической точки зрения и потому особой актуальности. По окончании срока эксплуатации в качестве подъемных в шахтах остаточная прочность стальных канатов достаточна для того, чтобы нагружать их почти как новые в более спокойной работе в качестве нитей висячих покрытий.

Целью диссертационной работы является разработка рационального конструктивного решения двухпоясной вантовой системы большепролетного висячего покрытия прямоугольного плана, с разомкнутым опорным контуром и восприятием внешнего горизонтального распора балкой-распоркой в уровне покрытия; теоретических основ и практических методов расчета.

Научная новизна работы

Разработано лсвое, рациональное конструктивное решение двухпояс.ной внешнебезраспорной вантовой систем; большепролетного висячего покрытия прямоугольного плана с разомкнутым опорным контуром. В отлячие от сущестиующих решений в пролетной конструкции разработанной системы не только положительную ( соб-ствашшй вес ) , но также отрицательную ( отсос ветра ) вертикальные поперечные нагрузки воспринимаются элементами, работающими на растяжение - несущим и стабилизирующим поясами соответственно.

Разработаны теоретические осноеы и инженерный метод расчета, позволяющий определить напряженно-деформированное состояние системы с достаточной для практических пелек точностью на втором этале приближения при соотношении длины панели к пролету а/0,125.

Разработаны теоретические основы и точный метод расчета, позволяющий определить напряженно-деформированное состояние системы при любых соотношениях длины панели к пролету и схеме приложения полезной ( временной >нагрузки.

Практическое значение работы

При инженерном методе расчета напряженно-деформированное состояние системы описывается полученным в форме метода начальных параметров уравнением упругой линии сжато-изогнутого стержня балки распорки, содержащее четыре неизвестные величины: начальные параметры и промежуточные величины СЦ, <}2. Из граничных условий получена система четырех линейных уравнений, решение которой представлено в матричной форме; таким образом, определение неизвестных величин (р0, <Э0, (ц , <з2 сво- • дится к вычислениям по простым готовым выражениям по данному алгоритму, состоящему иа 6 пунктов. При покрытии по прогонам, расположением в сечениях диафрагм и расчетном загружешш временной нагрузкой в виде равномерно распределенной нагрузки по всему пролету, проверка второго предельного состояния системы вполне обоснована.

Формула, описывающая иапряженно-деформированное состояние системы при точном методе расчета представляет собой обыкновенное линейное уравнение 1-го порядка, по которому проверка второго предельного состояния осуществляется непосредственно.

Внедрение результатов работа

Представленный на конкурс в мае 1993 г. проект нового Международного павильона Ьжегодно,1 Зимбабгийской Международной Торговой Ярмарки в г.Булавайо, Зимбабве, бнл осуществлен по разработанным в данной диссертационной работе конструктивному решению внешнебезраспорной системы большепролетного висячего покрытия на прямоугольном плане с разомкнутым опорным контуром и инженерному методу расчета.

Покрытие павильона пролетом 60 м и длиной 132 м представляет собой двухпоясную систему с восприятием внешнего горизонтального распора балкой-распоркой в уровне покрытия. Сжато-изогнутый стержень балки-распорки выполнен в виде пространственного бруса прямоугольнои формы сечения, высотой г м. Данные о конструкциях проекта представлены в табл. I.

По сравнению с существующими сооружениями подобных решения и размеров в проекте достигается экономия стали как минимум на 3455. Из индивидуальных, предложенный проект занял первое место по.экономии стали и оригинальности конструктивного решения.

На защиту итосятся:

- разработка и исследование новой конструктивной формы висячего покрытия;

- разработка инженерного и точного методов расчета предложенного конструктивного регаения висячего покрытия;

- экспериментальные исследования на модели, подтверждающие применимость разработанных методов к расчету натурной системы.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались на семинарах кабедры металлических конструкций МИСИ ( ныне МГСУ) ( 1988, I9SO, 1991 )и в мае 1993 г. по случаю представления проекта Международного павильона на конкурс на Национальной конференции по Строительному Проектированию в Разделе "Капитальных Объектов" в г.Хараре, Зимбабве .

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, рекомендаций по расчету системы инженерным способом и списка литературы из 209 наименований. Работа изложена на 200 страницах и включает 24 таблиш и 26 рисунков.

Таблица I

Конструкция ! наименование ! / элемента | " ■ ! Размеры, мм | Удельная масса

Сечение ГСП / , кг/м

Балка-распорка поясной элемент опорная распорка элемент решетки 70x70x3 70x70x3 ' 63x63x3 6,01 6,01 5,35

Лиафратма распорка/ растяжка 63x63x3 5,35

Сечение стальных канатов

Нити несущая ванта стабилиэ. ванта оттяжка 6 36,5 Ф 11,0 ¿8,0 5,895 0,4915 0,2725

Сечение уголков

Колонна ьетш> элемент решетки 1_63х4 1_50x3 3,9 2,32

- Элемент связей по колоннам Прогон • Сго Сю0х4 (ГСП ) 18,4 9,58

г, кг /

Кровельное двухслойная - g * 21,0

покрытие ' панель

Связи

есв. - 6-°

СОДЕРЖАНИЙ РАБ ОТО

Введение. Обоснована актуальность иссгедуемоч пробдалы; оформулированы цель работы, научная новизна и практическое значение подученных результатов, основные положения, которые выносятся на защиту.

Глава I. Состояние вопроса

А. Анализ существующих конструктивных решений систем большепролетных висячих покрытий прямоугольного плана с разомкнутым опорным контуром показывает, что во всех случаях мероприятия по восприятию распора не только дорогостоящие и по расходу материалов, и по трудозатратам на них, но также абсолютно не обеспечивают стабилизацию пролетной конструкции висячего покрытия.Стоимость опорной конструкции достигает 50-70$ от общей стоимости здания.

Б. Исключением являются комбинированные системы типа "цепь с балкой жесткости", р которых балка жесткости но только воспринимает распор от цепи, но также стабилизирует поверхность покрытия. Однако, при действии отсоса ветра стабилизирующий эффект балки жесткости отсутствует.

Глава П. Разработка конструктивного решения системы. Специфические аспекты схемы монтажа системы. Выбор методики расчета. Особенность нагрузок, действующих на систему

А. Схема системы изображена на рис.1. Работающие на растяжение пояса ПН двухпоясной вантовог» системы ( "вантовое усиление") I имеют о- -фтание криво« квадратной параболы во всех летах.

'1,3=

и

-х)х

1 > 3

■1,3е

г2 .2 ХО

(1)

А

I,

Рис. { Схема умов сопряжения элементов несущих конструкций ъдання

N

—о

4 I I » 4 -г 4

? * V V У

Ги, " I I 1 I ]• I У 1 1 у I I ¿■IIII

N

/ ?>' ?

УУУЖ^А - *

Р1пГ?' ГТПТ7Г

л

^ Рис. 2 Расчетная схема систем и

Такое очертание диктуется тем, что в стадии эксплуатация ,т.е. при действии равномерно распределенной полезной нагрузки по всей длине системы», йпгра изгибающих мсментов приблизительно совпадает с кривой квадртной параболы, воли соблпдается условие: ^ 1/8* Таким образом, па балку-распорку, расположенную вдоль нейтральной оси система, действуют минимальные изгибающие момента.

Бажа-распорка 2, работающая главным образом на сжимающую сиду Н представляет собой стержень постоянной изгибной жесткости.

н в Нд + Н^ (2)

Будучи трехпролетной неразрезной балкой, она испытывает изгибающие моменты положительного и отрицательного знаков, что улучшает условия ее работы,

"оп-рб-р1204" А2>/*Г2<1* *2> + 1] <3>

где р0_р - доля полезной нагрузки, приходящаяся на балку-распорку; 1 = 12 (см. рис.1);. <*2 "

Испытывающие продольно-поперечный изгиб при неравномерном нагружении распорки 3 выполняются либо постоянного сечения, либо в виде плоскостной или пространственной стержневой конструкции переменной жесткости. Их сопряжение с балкой-распоркой -жесткое. Работающие только на растяжение растяжки 4 выполняются из тонких стержней или тросов. Крепление поясов к внешним кон- . цам диафрагм - "прочное", т.е. не допускает проскальзывание внешних концов диафг-гм вдоль поясов. Такое решение узлов системы обеспечивает устойчивость балки-распорки при осуществлении предварительного напряжения и эксплуатации.

Б. Способ монтажа системы предусматривает передачу всей постоянной нагрузки в несущему поясу вантового усиления. Это осуществляется одним из двух основных монтажных приемов: (I) опорные части балки-распорки устанавливаются после "подвешивания" каркаса несущих и ограждающих конструкций к несущему поясу; ( 2) при сборке балки-распорки предусматривается один или несколько временных шарниров.

В. В качестве методики статического расчета системы на жесткость выбран метод совместных деформаций, позволяющий учитывать не только влияние предварительного напряжения на дефор-мативность системы, но также эффект перераспределения усилий, действующих на вантовое усиление и балку-распорку. В настоящей

работе этот метод трактуется следующий образом: воли Рв>у#в

в ур - доля полезной нагрузки р, приходящаяся на вантовое

усиление, то на балку-распорку приходится Рй_р «= (I

Перемещения Байтового усиления и балки-распорки под нагруахой

р_ „ и N , рЛ соответственно, равны меаду собой в лобом в,у, о—р у

сечении системы. Исходя из этого предлагается определить } в

двух вариантах, отличающихся меаду собой степенью слияния линий прогибов несущего пояса и балки-распорки.

1) внешеяя нагрузка распределяется по соотношению, выведенному из условия совместимости деформаций в середине пролета:

¡Г „-3-— (4)

и 9Е1 <Н> ■

2) площади, ограниченные двумя линиями прогибов в среднем ( основном) пролете равны друг другу «

• Уо - --хтгг----(5)

2 и 19ВХ Д-Р -ВСН^^ЕцРцГ,!

иЯ ЕпРдГл

адеоь ае1 - . -^ - предложенный проф.Москалевым

Ис внрнгн

И.О. коэффициент, показывающий соотношение условных моментов инерции поясов, где ш - 1 + 8гг/Д2.

Глава Ш. А. Разработка метода статического расчета сиог темы на жесткость в континуальной форме I. Допущения

1).Распорки абсолотнп жесткие.'

2) Растяжки нерастяжимы.

3) Шаг диафраш ь настолько кал по сравнению о пролетом 1, что их расположение по длине системы можно принимать за непрерывное.

Расчетная схема системы представляет собой трехпролетную неразрезную балку на .сплошном упругой основании с приведенным коэффициентом постели к , под действием продольной сжимающей силы и и сплошной вертикальной поперечной нагрузки интенсивностью чв_р(х) ( см.рис.2). По предложению Казакевича М.И. коэффициент постели определяется по формуле:

к « 128(1 У ' ' . _____-- (6)

^Н1

Расчет системы заключается в следующем: варьированием . физических и геометрических.параметров, входящих.в формулу (6) подобрать такое значение коэффициента постели .к., лри данных изгибной яесткости балки-распорки и нагрузки Я^М . н»

которое обеспечило бы соблюдение регламентации ограничения прогибов в середине пролета: Al ¿ t&t] - J1 по Ши-ыановскому B.H.

П. Уравнение, равновесия балки на сплошном упругом основании о учетом продольной силы, при постоянных коэффициенте, постели и продольной силе имеет вид:

Erd_p/"(x) ■ -М(х) . 2 * (7)

где H(x)«u0+H.f7(*)-yJ+Q0'*- + f к'У<7 М*-?)

** о

(рис.3). Для получения решения уравнения (7) в форме метода начальных параметров применяется преобразование Лапласа:

Го' (8)

Исхода из условий работа и закрепления концов балкл-распоркп: у^МдяО, общее уравнение упругой линии сжато-изогнутого стержня трехпролетной неразрезной балки на сплошном упругом основании принимает следующий расчетный вид:

у(х> -fo.02(*) + <J0-^Cx) + <V +

+ QgÁ/* - Ui + + 4 6-p'05(x) (9)

Началыше параметры Q0 и промежуточные величины Q^ ,Q? определяются из граничных условий.

Ш. Особенность расчета системы определяется порядком учета нагрузок и воздействий и выбором, в наиболее невыгодных комбинациях, сочетаний нагрузок и воздействий для отдельных элементов системы. При продольном монтаже порядок учета нагрузок и воздействий на отдельно взятую систему следующий.

I) после предварительного напряжения распоры в поясах Байтового усиления равны:

(g + v»2 vnl2

но 0fco

Балка-распорка воспринимает продольную сжимающую силу 5,0 и никакой вертикальной поперечной нагрузки:

но = %о + псо (11)

2) под действием полезной нагрузки р по всей длине системы налряженьо-деформированное состояние описывается уравнениями: , • - .

H1 зНю+?ci - «СО -fco- Ar* «1 - HH1 + 4n i яб_р - (1 r>p (13)

В уравнениях (10) - tt3): fH0 = гн,монт. + Ats • fC0 e * fC монт ~ Д ig - проектные стрелки провеса несущего и стабилизирующего поясов соответственно, где ^^^; fC монт ~ соответствующие монтажные стрелки провеса, а прогиб середины несущей нити от действия постоянной нагрузки S, определяемый формулой:

А г т ^t0(3i^0)aE,1P11fH0-jn|0gi4 _

« " laaüjjPjjf^Cj-at0 - 1)

в - постоянная нагрузка от собственного веса несущих к ограждающих конструкций покрытия; .

v-, - начальная контактная натру а ка от предварительного напряжение;

Рд в --■ /р - воспринимаемая несущим поясом часть внеш-

ней нагрузки р, приходящейся на вантовое усиление; Pq - ^ ^— /р - то же, стабилизирующим поясом;

- прогиб середины вантового усиления от действия внешней нагруэки, Рв.у.

Наихудшие сочетания нагрузок и воздействий для несущего и стабилизирующего поясов соответственно будут:

I) собственный вео несущих с подвешенным к ним технологи-* ческии оборудованием и ограждающих конструкций + температурное воздействие;

i.; собственный вео несущих к ограждающих конструкций + + ветровая нагрузка.

Подбор сечения несущего пояса Рн осуществляется по фор-

ц/лс:

(g + ¿v + p.rf)l2 8fL

F„> —-(, + —Ш) (14)

8(fH0+4f+ifHOt)KK Д/ где it и ¿v определяются по методу Ерунова Б.Г. при помощи формулы определения распора нити при изменении нагрузки и температуры; Л - но данным геометрического описания и температурного изменена.

Теоретические расчета показывает, что сечение стабилизирующего пояса подобранное исходя из рекомендуемого соотношения Си Рс/Р1{ для реаГлъных условий всегда больше, чем значение, вычисляемое от но,иах*

Для балки-распорки наихудшее сочетание нагрузок и воздействий - это (1) . При атом на балку-распорку действуют сжимающая сила N в Нц + Нд и вертикальная поперечная нагрузка

Б. Разработка метода статического расчета системы на жесткость в дискретной форме,

I. Расчетная схема систему представляет собой трехпролетную неразрезную балку, покоящуюся в пределах пролетов на упруго-податливых опорах с реакциями на единичные вертикальное перемещение и угол поворота продольной оси к, ^и к2 1 соответственно. На балку-распорку действуют продольная сжимающая сила Я и, вертикальная у еловая поперечная нагрузка (см.рис.4).

Для упрощешя вывода формулы для расчета системы представленная на рис.4 схема заменяется эквивалентной на рис.5. При этом принимаются следующие допущения.

1) Все опоры упруго-податливые.

2) Соединение опор с балкой-распоркой жесткое.

3)Шаг опор и постоянный.

Эквивалентность между двумя схемами достигается с учетом того, что:

1) ДЛЯ опор 0,2, 1-2, ¿1 К^ •)-*«» I ■

2) ДЛЯ опор 1,3,4^-4.^-3^-1; Кг 3=161.2(у),

3) в сечениях 5, с^ ° О; кг*^ - 161« ^(у).

Для учета переменности длины панели из-за отсутствия диафрагм в сечениях '5, .1-5 используются выражения типа (15) и (16), где погонная жесткость балки 1 . зависит от длины панели. Например, - ■ где 1 - Е1 б-р/11«

■м-21

^ т1 .га1 -1

+?1ерн(.

^.и-Г^^'.т'-Г00" -1

Ьт1,т " ^т11-1 ,т' ' сов

) *

ь. о \ } л* ^ й;ч С,- &>( ¡11 1111111111111 11111 1 / ♦ < з-« х-5 а-* У-/ ^ 1 § 1>- ° I т&г /777 ОТ7 /$7 гЬ /Л7 Г&77 гтгкг Гт Л77 Л77 . ГтЬ ?ТП гРп /ТП Гг^П . I ] 1 } 1 1 } | 1 1 1 1 \

т ь ! 1,

Рис. £ Расчетная схема системы 0о <2, й, с,} aJt, Сц-гвт-! 4 4 1 4 * А 1 ^ ф * 4- 4г.* + 0 113ч?' 7-5 -г-* т-г з~! т

1 1 ** ГТ ГТП ГТП /тГГ> /т77 ГГГ7 Г/Л .7777 ГТП ГГП ГГП /777 "тТ ГГП /777 /777 ГП7 ГГП /777 <"77? П^1 /77? /777 1 } [ М | [ [ [ | I | | | ['-г-г-НМ

1 <

Рис. 5 и валентная расчетная схема системы

— _ +

—-77-- ¿о ^ I ** "ТГ <15)

VI,» + ' 008 ¿в" J

♦ з[*«,ш. ' »•>+**,*]} <1б>

Уравнения типа (15) и (1б) годны для расчета балки-распорки ступенчато-переменной изгибиой жесткоотн (»¿.^ В, ^ при кусочно-переменной продольной сжимающей силе >.

Это позволяет не только более рационально подобрать сечение балки-распорки,.но также рассчитать системы с ферменными ванто-выми усилениями.

П. При выводе, уравнения упругой линии сжато-изогнутого стержня балки на дискретных упруго-податливых опорах исходили из уравнения равновесия балки, представленного в виде дифференциального уравнения 4-го порадка. Испольэовадось преобразование Лапласа для получения решения для участка х е о,и, (рис.6).

Решение для всей системы (17) получилось при помощи принципа наложения. Сосредоточенные силы о3 и и момен-

тн . выражались в виде непрерывных функций от х

О помощью запаздывающей единичной функции Хевисайда; (Г (х-х ) а сингулярлшх обобщенных.йгнкци# , <Гг(х). ° °

УС*) - у0. ♦ <ро, рг(±) + „ ф (х1 + н 0 (х) +

Аналогично первоцу случаю у0 - М0 - 0. Таким обраасм, расчет системы осуществляется по формуле:

У<*> -?о-02(*) ♦ н0 .0 (х) +

,г"1 г ,

Рис. 6 Расчетной cyewa участка о •<

(а) Схемы погружения (G =20кГ)

G G G G/2 -------теоретическая

2 Iii* —----экспериментальная кривая

G G G G б G G

^ I i l i i i l ----- экспериментальная кривая

(S)

теоретическая

V мм X ю

Рис. ? ПрогиЕы модели системы под нагрузкой р - o,3S кГ/см

¿г-1 ,

Начальные параметры ^с я Н„ определяются из граничных уело- . вий, выразив перед этим все промежуточные величины У(х^). у«(*ч) через них.

Глава 1У. Экспериментальное исследование системы на модели. Примеры практического применения предложенных методов ее расчета

A. Цель и методика экспериментального исследования системы: проверка разработанной теории статического расчета нового конструктивного решения комбинированно 1? системы на жесткость путем расчета самой модели по формулам, выведенным при разработке теории расчета, ее испытания и оценки сходимости результатов измерения прогибов и их теоретических значений.

Б. Схема модели показана на рис.7б. Балка-распорка выполнена из двух стальных труб квадратного сечения 25x25x1,4 мм, связанных между собой сварными швами, соединяющие их с элементами диафрагм из такой же трубы, В качестве поясов используется стальная проволока диаметром 1,3 мм. Для каждой проволоки одно концевое крепление представляет собой петлю, а другое - затяжной болт.

B. Предварительное напряжение модели осуществляется с помощью затяжного болта. Статическое нагружение модели грузами о обеспечила передача груз на платформе с двумя винтовыми, муфтами»

Г. Прогибы измерялись прогибомерами КИ с ценой деления 0,01 мм, установленными в сечениях диафрагм и концах балки-распорки. Производилось пять измерений прогибов при р = 0,35; 0,335 ; 0,42; 0,455; 0,49 кг/см по схеме I и одно измерение прогибов при р = 0,35 кг/см по схеме 2 (см.рис.7а). На рис.7в изображены экспериментальные кривые деформирования модели при р = 0,35 кГ/см по схемам I и 2. Для оценки сходимости экспериментальных и теоретических значений прогибов для. расчетного на-гружения модели дана также теоретическая кривая деформирования для схемы I,

ОСНОВНЫЕ ШВ0Д1

I. Разработано новое, экономически эффективное конструктивнее решение внешне безраспорной комбинированной системы боль-

шепролетного висячего покрытия прямоугольного плана с разомкнутым опорным контуром, для тропических условий.

Новизна решения заключается в способности системы одинаково воспринимать положительную (весовую ) и отрицательную (отсос ветра) нагрузки благодаря ПН Байтовому усилению. Экономическая эффективность - в совмещении в облегченной балке-распорке функции восприятия распора от винт, выравнивания нагруже-ния конструкций и стабилизации поверхности покрытия; в применении легких высокопрочных стальных канатов в поясах внутренне стабилизированного вантового усиления; в совместности работы гибких и жесткого элементов, что исключает необходимость в дополнительных напрягающих элементах; в простоте узлов и транспортабельность элементов системы.

В результате не только существенно уменьшаются собственный вес пролетной конструкции и расход материалов на безиэгибно работающие несущие колонны, но также применяется предельно легкое кровельное ограждение и упрощается монтаж системы.

2. Установлено, что доля полезной нагрузки, приходящаяся на балку-распорку, не превышает 10% благодаря передаче всей постоянной нагрузки на несутщй пояс и компоновке балки-распорки

с начальным строительным подъемом Л

3. Разработан инженерш!й метод расчета, позволяющий определить напряженно-деформированное состояние системы с достаточной для практических целей точностью на втором этапе приближения. Экспериментально доказана применимость метода к определению предельного состояния натурного аналога системы при соотношении длины панели к пролету Ь/1 ^ 0,125.

Испытание осуществлялось на большой модели масштабом 1:10. Среднее расхождение между экспериментальными и теоретическими значениями прогиба середины пролета ооставило 12,79$ при допустимом пределе ¡¿0$.

4. Разработан точный метод расчета, позволяющий определить напряженно-деформированное состояние системы при любом соотношении длины панели к пролету и узловом положении полезной нагрузки.

5. Экспериментально подтверждено, что расчетным зпгруже-нием системы является загружение полезной нагрузкой по всему пролету.

Испытание показало, что прогиб в четверти пролета при загру-жении полупролета б I,67 раза меньше прогиба в середине пролета

при загружают всего пролета.

6. Теория и эксперимент показывает, что выкдочение стабилизирующего пояса из работы не вызывает существенное изменение зависимости между прогибом середины пролета е полезной нагрузкой, действующей по всему пролету.

7. Масса системы при пролете 60 м составляет всего 28 кг/м2, что на 34-72$ меньше расхода стали в известных выстроенных сооружениях.

Рекомендации по расчету системы инженерным методом:

1. Ориентировочное соотношение сечений поясов с - Рс/?н определяется формулой:

О - [-В+(В2 - 4АС)1/г]/2А.

Здесь

А = (е+ В-Е+ V + р - К(У0 +Ъ) Г(

- *со<312 + 8гно>/гно<312 + * " %)СОв^ОН^СО000^

Нс

2. Условие Рс - 0РН >г0= всегда выполняется. Таким образом, подбор сечений поясов сводится к рассмотрению только несущего пояса.

3. Ус :ойчивость балки-распорки в вертикальной плоскости всегда обеспечена. Следовательно, нет необходимости в ее проверке.

4. Оценка жесткости системы при загружении подупролета может производиться расчетом только вантового,усиления на эту нагрузку. Допущенной при этом погрешностью можно пренебречь, так как Е1б_р « Е1в®у*. и она идет в запас жесткости.