Конструкции оболочек одинарной и двоякой кривизны

       Тонкостенными пространственными конструкциями называют такие конструкции, пространственная форма

которых обеспечивает их жесткость и устойчивость, что позволяет их толщину доводить до минимальных размеров. К ним относят оболочки и складки. Оболочками называются геометрические тела, ограниченные криволинейными поверхностями, расстояния между которыми малы по сравнению с другими их размерами. Формы разных видов оболочек: различаются гауссовой кривизной, которая представляет собой произведение двух взаимно нормальных кривизн р1 и р2 рассматриваемой оболочки. Кривизной р называется, как известно, величина, обратная радиусу

кривизны R:p=1/R

       Интерес при этом представляет знак произведения: при отрицательном знаке оболочки двоякой кривизны имеют прогибы в разные стороны; при положительном — в одну. Помимо гауссовой кривизны различаются оболочки и по способу их геометрического формообразования: способ переноса и способ вращения.

Способ переноса заключается в переносе образующей линии, прямолинейной или криволинейной, вдоль направляющей линии, лежащей в плоскости, перпендикулярной плоскости образующей. Другой способ состоит из вращения образующей вокруг некоторой оси, лежащей в ее плоскости

       Работая в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, оболочки должны проектироваться с учетом особенностей работы в каждой из этих плоскостей. Taк цилиндрическая оболочка в продольном направлении работает как балка с пролетом L, y кoтopoй в нижнем поясе возникают растягивающие усилия, а в верхней части оболочки эти усилия сжимающие. Поэтому конструктивная высота такой оболочки должна быть не менее 1/10 пролета L. В поперечном направлении цилиндрическая оболочка работает как распорная конструкция типа тонкостенной арки с пролетом 1(1<=1/2 L).

       Для погашения распора в этом направлении предусматриваются диафрагмы жесткости, устанавливаемые по длине оболочки с шагом, равным (1...1,5)l. Диафрагмы жесткости цилиндрической оболочки выполняются как сплошные стены жесткости, как фермы, вделанные в оболочку как арки с затяжками.             Бочарные и тороидальные оболочки в отличие от цилиндрических работают как распорные конструкции и в продольном, и в поперечном направлениях. В поперечном распор, так же как и у цилиндрических оболочек, воспринимается диафрагмами жесткости. Для восприятия же распора в продольном направлении предусматриваются затяжки.

       Распор купольных оболочек воспринимается опорным кольцом,

       Распор оболочки, имеющей форму гипара на квадратном плане, передается от покрытия на бортовые элементы, которые работают как балка или опираются. непосредственно на несущие стены. По форме сечений оболочки можно разделить на гладкие, ребристые и сетчатые; по методу возведения — на монолитные, сборные и сборно-монолитные. Гладкие оболочки выполняются, как правило, монолитными. По расходу железобетона они наиболее экономичные.

       Сборные оболочки монтируются из тонкостенных железобетонных плит, окаймленных ребрами. Ребра служат для соединения оболочки между собой, причем между ребрами оставляются швы, куда закладывается арматура, после чего швы заполняются цементным раствором. При этом получаются ребристые оболочки.

       Сетчатые оболочки могут быть выполнены по тому же принципу, что и сборные ребристые, с той лишь разницей, что их тонкостенная часть между ребрами заменена каким-либо другим неконструктивным материалом, например стеклом. Такие конструкции могут собираться и из отдельных железобетонных или металлических стержней.

       Особое место среди купольных оболочек занимают так называемые кристаллические собираемые из стержней или из треугольных панелей, имеющие минимальное количество типоразмеров. Такие конструкции были в 40-х годах почти одновременно предложены в Советском Союзе проф. М. С. Туполевым и в США известным конструктором Фуллером.

       В покрытиях, составленных из нескольких оболочек, последние не обязательно должны сопрягаться друг с другом. Они могут быть соединены и жесткими линейными элементами — стержнями, металлическими фермами, которые могут быть использованы для организации верхнего света. В тех случаях, когда оболочка опирается на отдельные фундаменты, расположенные в углах правильного многоугольника, распор может быть воспринят затяжками, соединяющими попарно эти фундаменты. В этих случаях фундаменты работают как безраспорная конструкция.

. Основные типы поверхностей оболочек:

а, б — цилиндрическая; а, д — конически вертикальная и горизонтальная; г — конои-

дальная; е — бочарная; ж — тороидальная; и — сферическая; к — парусная; л, м — с

поверхностью гипара; н — воронкообразная

 

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться: