ВИСЯ́ЧИЕ КОНСТРУ́КЦИИ
-
Рубрика: Технологии и техника
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ВИСЯ́ЧИЕ КОНСТРУ́КЦИИ, строит. конструкции, в которых осн. элементы, несущие нагрузку (тросы, кабели, цепи, сетки, мембраны и др.), испытывают только растягивающие усилия. В расчётной схеме осн. элементы В. к. рассматриваются как гибкие нити (гибкие элементы, обладающие пренебрежимо малой жёсткостью на изгиб и способные работать только на растяжение), шарнирно-стержневые многоугольники или мембраны (гибкие оболочки). Работа В. к. на растяжение позволяет полностью использовать механич. свойства высокопрочных материалов (стальной проволоки, капроновых нитей и др.) и получать лёгкие конструкции. В. к. перекрыты наибольшие пролёты разл. сооружений. Недостатками В. к. являются наличие распора и чувствительность конструкции к действию местных и динамич. нагрузок. Штормовые порывы бокового ветра могут приводить к катастрофам, как это было в 1940 при крушении висячего Такомского моста (США). Уменьшение деформативности достигается введением стабилизирующих элементов, балок жёсткости, раскосов, дополнительных поясов, а также предварит. натяжения. Для восприятия распора устраивают анкерные фундаменты или контурные конструктивные кольца, опоясывающие по периметру конструкцию.
В. к. характеризуются большим разнообразием форм и архит. выразительностью. Геометрически неизменяемые В. к., выполненные из прямолинейных элементов (вантов), называются вантовыми конструкциями. В соответствии с конструктивной схемой В. к. могут быть плоскими и пространственными.
Плоские В. к. применяют гл. обр. в висячих и вантовых мостах, канатных дорогах и др. Это древнейший тип строит. конструкций. Ещё 2000 лет назад в Китае сооружали мосты с довольно большими пролётами, подвешенными на цепях из кованого железа. Так, мост в пров. Сычуань имеет длину 101 м. К плоским В. к. относятся и самонесущие изогнутые трубы (в частности, трубы газопроводов), подвешенные к устоям при переходе трубопровода через реку, ущелье и т. п. При больших диаметрах подвешенных труб в расчётной схеме приходится учитывать напряжения изгиба (т. н. жёсткая нить).
Пространственные В. к. применяют в осн. в покрытиях обществ. и пром. зданий больших пролётов (висячие покрытия, мембраны, висячие оболочки). Впервые В. к. покрытий были предложены и осуществлены В. Г. Шуховым в 1896 при строительстве павильонов Нижегородской выставки. Пространственные В. к. покрытий различаются способами повышения их стабильности и жёсткости, а также конструктивными решениями; они бывают однопоясные, двухпоясные, седловидные. В однопоясных висячих покрытиях в качестве несущих элементов используются жёсткие нити и фермы, образующие разл. формы поверхности, стабилизация которых достигается за счёт массы настила, предварит. обжатия и т. п. Повышение жёсткости таких конструкций достигается увеличением монтажных нагрузок либо введением вантовых оттяжек, изменяющих форму равновесия. Двухпоясные висячие покрытия представляют собой предварительно напряжённые системы, состоящие из криволинейных поясов, обращённых выпуклостью в противоположные стороны. Седловидные висячие покрытия обычно состоят из систем пересекающихся тросов (вогнутых и выпуклых), образующих сетку, либо представляют собой оболочку в форме гиперболич. параболоида. Большинство таких конструкций выполняется с предварит. напряжением.
В комбиниров. В. к. висячие системы могут быть частью жёстких ферм, арок, рам, плит, оболочек.