Конструктивные схемы и назначение фонарей.

Фонари состоят из поперечных фонарных ферм и стоек, несущих плиты покрытий и опирающихся на ригели поперечных рам. В плоскости стоек фонаря размещают бортовые плиты. Ширину фонаря и высоту переплетов устанавливают в зависимости от требуемой освещенности цеха. Обычно она обеспечивается при ширине фонаря, равной 0, 3…0, 4 l. В целях типизации конструктивных элементов применяют фонари шириной 6 м при пролетах до 18 м и шириной 12 м при пролетах 24 и 30 м (рис. 13.12). Сопряжение несущих элементов фонарей с ригелями поперечных рам выполняют на монтажных болтах с последующей сваркой стальных закладных деталей.

26, 27.Основы расчета и конструирования куполов по безмоментной теории. Тонкостенные купола подобно другим пространственным покрытиям можно рассчитывать по безмоментной теории.

Элемент осесимметричного купола, ограниченный двумя меридиональными и двумя кольцевыми сечениями, находится под воздействием следующих сил: меридиональных N ₁, кольцевых N₂ и касательных S (рис. 14.27, в), отнесенных к единице длины сечения. При осесимметричной нагрузке S =0.

Принимая обозначения ψ - текущая угловая координата; ψ - нагрузка на сегмент, ограниченный углом -ψ, из условия равновесия элемента купола (рис. 14.27, в) находят силу N ₁ и распор H: На основании уравнения равновесия получают:

к поверхности купола

Если в случае купола с шаровой поверхностью при R ₁= R ₂= R обозначить нагрузку от собственного веса купола на единицу поверхности g, тогда:

Используя эту формулу и зависимости

получаем

рис 14.27

Для полушарового купола эпюры Ν ₁ и Ν ₂ изображены на рис. 14.28, б, в. Следует отметить, что при ψ =0 силы N₁=Rg/2 (сжатие) и N₂=Rg/2 (сжатие); при ψ = π /2 силы N₁=Rg (сжатие) и N₂=-Rg (растяжение).

Кольцевое сечение, в котором N₂=0 {шов перехода), определяется углом φ =51°49'.

В реальных конструкциях оболочка купола оперта не свободно, а имеет упругое закрепление в опорном кольце (рис. 14.29, а). В связи с этим на опорном контуре оболочки возникают дополнительные статически неопределимые величины - изгибающий момент M ₀, действующий в меридиональном направлении, и радиальный распор H ₀ (рис. 14.29, б). Их определяют из условия совместных деформаций оболочки и опорного кольца. Влияние упругого контурного закрепления сказывается на оболочке лишь вблизи кольца и накладывается на общее ее безмоментное напряженное состояние. Сборные элементы оболочки делают с плитами минимальной толщины (30...40 мм), усиленными ребрами. Соединяют сборные элементы сваркой выпусков арматуры или закладных металлических деталей. Опорные кольца также конструируют сборными, их рабочую предварительно напряженную арматуру (стержни, пучки) размещают или в наружных пазах опорного кольца, или внутри сечения (в накалах).

28.Основы расчета и конструирования сводов. К волнистым сводам относят многоволновые и многоскладчатые покрытия в виде сводов с малыми размерами волн по сравнению с длиной пролета; опираются своды на стены или на колонны (рис. 14.34), либо непосредственно на фундаменты. Отдельная волна в поперечном сечении может иметь очертание синусоиды, криволинейного лотка, треугольной или V-образной складки. Волнистые своды применяют для покрытий производственных и общественных зданий при пролетах 12...100 м и даже более. Стрела подъема f составляет ¹/₂....¹/₁₆ долю пролета. При больших пролетах свод конструируют из ряда однотипных сборных элементов, при пролетах до 24 м - из двух половин. Торцовые края сборных элементов тонкостенных сводов усиливают ребрами. В тонкостенных сводах с пролетами и волнами больших размеров для стабильности поперечного сечения предусматривают (в направлении волн) поперечные диафрагмы, затяжки или распорки. Для погашения распора сводов в покрытиях с опорами на большой высоте устанавливают затяжки (см. рис. 14.34), при низком расположении опор применяют также контрфорсы или используют боковые пристройки, если их конструкция обладает необходимой прочностью. В опорном узле (см. рис. 14.34, д) волны свода замыкаются на опорной балке. При расчете каждую волну сводчатого покрытия рассматривают как самостоятельную арочную систему с тонкостенным поперечным сечением шириной, равной длине волны свода или расстоянию между затяжками. Прочность волн свода проверяют в местах действия наибольших изгибающих моментов как внецентренно сжатых элементов. В сводах из прямолинейных элементов необходимо учитывать дополнительный изгибающий момент М₁ = Ne₁ (см. рис. 14.34, а). Полки сборных ребристых элементов волнистых сводов армируют сварными сетками, ребра сборных элементов - сварными каркасами. Вдоль сборных элементов по верху и по низу волны размещают арматуру - расчетную или конструктивную. В продольные швы сборных элементов укладывают бетон и уплотняют его. Концевые участки сборных элементов усиливают местным армированием. В стыках сборных элементов выполняют сварку выпусков арматуры или закладных деталей. Продольные края сборных элементов рекомендуется принимать в 1, 5...2 раза больше основной толщины стенки свода.