Проверка несущей способности панели

Проверка прочности растянутой обшивки:

Так как толщина сжатой обшивки меньше 4 мм., то прочность ее проверяем с учетом начальной кривизны по формуле

,

где .

Проверка прочности срединного слоя

-по нормальным напряжениям

где ;

-по касательным напряжениям

-по эквивалентным напряжениям

Проверка прогибов панели

 

Изгибная жесткость панели с учетом податливости срединного слоя равна:

,

где .

Проверяем прогиб панели по формуле:

.

 

Расчет на местные нагрузки

 

В качестве местной нагрузки принимаем монтажный груз P^н=1000 Н с коэффициентом надежности . Интенсивность действия местной нагрузки

Радиус приведенного круга:

.

Значения коэффициентов при характеристике

1) ;

.

2) ;

.

Проверяем прочность:

а) по нормальным напряжениям в обшивке:

,

.

б) по касательным напряжениям в обшивке:

,

в) по нормальным сжимающим напряжениям в срединном слое:

.
3.0 Проектирование круговой арки

Трехшарнирные арки являются статически определимыми системами, поэтому определение усилий в них не вызывает каких-либо трудностей. Весь статический расчет будем производить в следующей последовательности:

1. выбор геометрической схемы;

2. подсчет нагрузок и выявление характера их действия;

3. определение усилий в сечениях и составление сводной таблицы усилий.

 

Выбор геометрической схемы.

За геометрическую схему, а в равной степени и за расчетную схему арки принимают линию, соединяющую центры тяжести сечений, т.е. геометрическую ось арки (рис.2).

Для арки с затяжкой геометрический расчет сводится к следующему.

При известной величине пролета l =42 м. и принятой стреле подъема f =6 м. радиус кривизны r арки кругового очертания определяется по формуле

Центральный угол раскрытия выполняется по формуле

Длину дуги арки S определим выражением

 

 

Рис.2 Расчетная схема арки

Подсчет нагрузок.

1. Постоянная нагрузка от покрытия подсчитывается по фактическому весу всех элементов (обшивок, обрамления и среднего слоя) панели. Для возможности дальнейшего сравнения нескольких вариантов в расчетах будем использовать нормативное значение нагрузки и с учетом коэффициента надежности расчетное значение .

2. Снеговую нагрузку будем подсчитывать по [10].

Вариант 1. При равномерно распределенной снеговой нагрузке интенсивностью

( =1,6–коэффициент надежности по нагрузке, согласно [10] при ).

Вариант 2. При распределенной по треугольнику треугольной нагрузке с максимальной ординатой

3. Ветровая нагрузка определяется по [10].

Характер действия ветровой нагрузки показан на рис.2.

Интенсивность ветровой нагрузки подсчитывается по формулам:

где – скоростной напор для второго района;

C–аэродинамический коэффициент;

B–коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте (для местности типа B [10 табл.6] при высоте H=11м. К=0,44; при H=15,2 м. К=0,61; при H=17 м. К=0,68; другие значения К находятся по интерполяции);

–коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,4.

 

 

Рис.3 Схема ветровой нагрузки на арку.

Для каждой зоны (см. рис.3) принимаем средние значения коэффициентов C_i и K_i.

При и имеем C_e1= -0,2; C_e2= -0,8; C_e3= -0,4.

Другие коэффициенты показаны на рис.16.

4. Собственный вес арки подсчитываем по формуле

где q^н и p^н – соответственно постоянная (вес покрытия) и временная (снег) нагрузки, действующие на арку;

K_с.в – коэффициент собственного веса, для арки принимаем равным 4.

Величина распределенной нагрузки от собственного веса:

– нормативная

– расчетная

На 1 м² горизонтальной проекции

Погонные нагрузки на арку при шаге 6 м.:

– постоянная

 

– снеговая:

Вариант 1

Вариант 2

– ветровая:

Полная расчетная схема рамы дана на л. 1.