Куполи з кружально-сітчастих склепінь.

Кружально-сітчасті куполи можуть бути сферичними або з зімкнутих склепінь.

Купол з зімкнутих склепінь утворює в плані правильний багатокутник і складається з однакових секторів, що є частиною циліндричного склепіння. Суміжні сектори зімкнутого склепіння з'єднуються між собою спеціальними ребрами, так званими гуртами.

Косяки, що примикають до гуртів, з'єднані з ними «по місцю». Гурт має еліптичний обрис, який при f  L c / 5 може бути практично замінений кругом, побудованим по трьох точках - одна посередині і дві на кінцях гурта. Для покриттів, де косяки сітки клеєні, доцільно гурти виконувати також клеєними.

 

Нижнє розпірне кільце, яке має обрис правильного багатокутника, може бути зі сталі або залізобетону або металодерев’яне з горизонтальних шпренгельних ферм, де згинальні моменти сприймаються дерев'яним поясом, а замкнута багатокутна схема металевих шпренгелів сприймає розтягуючі зусилля від розпору. Верхнє стиснуте кільце виконують зазвичай за принципом багатошарнірної кружальної арки.

 

 

Сітчасті куполи.

Сітчасті куполи являють собою сітки, розташовані на сферичних поверхнях. Ці сітки можуть складатись з трикутних, або п’ятикутних комірок. Вони утворюються клеєдерев’яними стержнями стандартних розмірів, з’єднаних в вузлах металевими кріпленнями і болтами. Ці куполи опираються на опорні кільця. В сітчастих куполах відсутні ребра і конькові кільця. Їх прольоти можуть бути такими ж великими, як прольоти ребристих куполів.

На сітчасті куполи діють навантаження від власної ваги та снігу, умовно рівномірно розподілені по його горизонтальній проекції. Стержні цих куполів працюють і розраховуються на дію стискаючих сил, які визначають за допомогою безмоментної теорії розрахунку сферичних оболонок. Опорне кільце сітчастого купола працює і розраховується на розтяг.

 

 

34. Розрахунок сітчастих куполів(треба перепитати викладача шо саме писати!!!!!)

Розрахунок сітчастого склепіння. Для цього виділяють розрахункову смугу склепіння, що відповідає кроку гратки. Потім визначають поздовжні сили N_a і згинальні моменти M_a, як в арці постійної жорсткості з відповідною схемою обпирання.

Якщо кут між твірною склепіння та наскрізним косяком - α, то згинальний момент, що сприймається косяком при шарнірному з'єднанні косяків, коли момент сприймається тільки одним наскрізним косяком, буде:

;

 

А для косяків склепінь з безшарнірними вузлами, коли набігаючий косяк теж сприймає згинальний момент:

;

 

Стискаюче зусилля, що припадає на один косяк, визначається аналогічно:

;

 

Перевірку міцності косяка виконують як стиснуто-згинаного елемента за формулою:

;

 

де К_ф – коефіцієнт фронтонів, що збільшує жорсткість покриття, береться за таблицею підручника Г.Г. Карлсена «Конструкції з дерева і пластмас».

Розрахунок куполів-оболонок з достатньою точністю ведеться по безмоментній теорії оболонок.

При розрахунку приймається, що меридіанні елементи і ребра куполів сприймають меридіональні зусилля Т₁, кільцеві настили - кільцеві зусилля Т₂, а косі настили - зсуваючі зусилля S.

 

Зусилля Т₁, Т₂ і S знаходять при трьох схемах завантаження:

 

1 схема - власна вага купола. Зусилля в ребрах Т₁ в лівій точці А визначиться за формулою:

,

де: Q_φ – вага всієї вищерозміщеної частини купола;

m – число ребер.

 

Зусилля Т₂ в кільцевому настилі на одиницю ширини визначиться за формулою:

,

де: z – проекція на нормаль рівномірно розподіленого навантаження

(покрівля, косий та кільцевий настили) і вага ребер;

R – радіус сфери купола;

Т₁ – меридіональне зусилля у розглянутій точці А;

а – - відстань між ребрами.

Зсуваюче зусилля S при симетричному навантаженні дорівнює нулю (S = 0)

 

2 схема - снігове навантаження на всьому прольоті. Вона приймається з урахуванням зміни інтенсивності по поверхні купола за законом косинуса, що дає рівномірне навантаження по плану інтенсивністю р₀. Меридіанне зусилля:

,

Кільцеві зусилля:

,

Зсувне зусилля:

 

 

3 схема - вітрове навантаження. Дійсна епюра тиску вітру (а) замінюється більш простими епюрами: симетричною та кососиметричною.

Зусилля від симетричної епюри визначається за наступними формулами:

4) меридіанальні зусилля:

,

5) кільцеві зусилля:

,

6) зсуваючі зусилля:

 

Зусилля від кососиметричної епюри визначаються за таблицями книжки Дішінгера «Оболонки, тонкостінні залізобетонні куполи і склепіння», М. 1971р.

 

Кососиметричне навантаження дає зсуваючі зусилля, на які розраховується косий настил.

 

Перевірка перерізів елементів.

 

Визначивши розрахункове значення Т₁ на одне ребро (як максимальне при різних поєднаннях зусиль при трьох перерахованих схемах завантаження) перевіряють його на стиск і зминання торців в опорних кільцях;

Кільцевий настил перевіряють на зминання (в стиснутій зоні) по всій площі. У розтягнутій зоні перевірка на розтяг ведеться за площею:

зсуваючі зусилля S викликають в косому настилі стиск або розтяг. За цими схемами підбирають переріз дощок і зв'язки (цвяхи, шурупи, клей);

верхнє кружальне кільце перевіряють на стиск і зминання в стику:

де: Т₁ – стискаюче зусилля в ребрі;

r₁ – радіус кільця.

нижнє опорне кільце перевіряють на розтяг силою:

де: Н₁ – розпір купола на одиницю довжини опорного кільця;

r₂ – радіус опорного кільця.

 

Гіперболічні оболонки

Гіпар - це покриття, що виконується найчастіше з трьох рядів дощок, зклеєних між собою або з'єднаних цвяхами. Оболонка обпирається на опори, розташовані під кутом знижуючим.

Оболонки подвійної кривизни виготовляються на місці будівництва. Зводять їх за допомогою суцільного риштування, по якому укладають кружала і з яких ведуть зборку окремих шарів оболонки. Покриття типу гіпар може виконуватись і в збірному варіанті з прямокутних панелей, зклеєних з трьох шарів дощок.

Недоліками гіперболічних оболонок є деяка хиткість і досить високі для деревини дотичні напруження.