Основні вимоги до розрахунку сталевих мембранних конструкцій

 

1.10.3.1 Розрахунок мембранних конструкцій повинен виконуватися з урахуванням спільної роботи мембрани і елементів контуру, їхнього деформованого стану, геометричної і конструктивної нелінійності мембрани, а також зміни розрахункової схеми конструкції, що обумовлена прийнятою послідовністю монтажу, силових і температурних впливів.

1.10.3.2 При розрахунку мембранних конструкцій обпирання кромок мембрани на пружні елементи контуру слід вважати шарнірним вздовж лінії обпирання і спроможним передавати зсув на елементи контуру.

 

1.10.3.3 Нормальні і дотичні напруження, розподілені вздовж кромок мембрани, слід вважати урівноваженими стиском і згином опорного контуру в тангенціальній площині.

 

1.10.3.4 Товщина мембрани визначається розрахунком відповідно до вимог п. 1.10.1.1 з урахуванням можливих відхилень товщини і міцнісних характеристик тонколистового прокату від характеристичних значень, нормованих розмірів геометричних недосконалостей, обумовлених застосуванням прийнятого методу монтажу. При розрахунку прольотної частини покриття слід обмежуватися пружньою стадією роботи матеріалу.

При розрахунку на міцність за формулою (1.10.1) коефіцієнт умов роботи g _c конструкцій при врахуванні відхилення геометричних розмірів і міцнісних властивостей листового прокату, початкових геометричних недосконалостей може бути уточнений за формулою

,

– складова коефіцієнта умов роботи конструкцій g_c, що враховує відхилення геометричних розмірів і міцнісних властивостей листового прокату від характеристичних значень, і приймається за табл. 1.10.2;

– складова коефіцієнта умов роботи конструкцій g_c, що враховує відхилення поверхні оболонки від проектної геометрії і приймається за табл. 1.10.3.

а б в

Рис. 1.10.4 Геометрія поверхні оболонки позитивної гаусової кривини:

а – на круглому плані, б – на овальному плані, в – на прямокутному плані

 

Таблиця 1.10.2 Коефіцієнт , що враховує мінливість геометричних і міцнісних характеристик листового прокату класу С255 за ГОСТ 27772

 

План	Тип контуру	Зони
приконтурна	периферійна	центральна
прямокутний	гнучкий	0,92 (0,94)	0,96 (0,97)	0,98 (0,99)
жорсткий	0,93 (0,95)	0,95 (0,96)	0,90 (0,93)
круглий	нерухомий	0,96 (0,97)	0,94 (0,95)	0,92 (0,93)
підатливий	0,94 (0,95)	0,90 (0,93)	0,88 (0,91)

 

1.10.3.5 Нормальні та дотичні напруження, розподілені по краям мембрани, слід вважати урівноваженими стиском і згином опорного контуру в тангенціальній площині.

При розрахунку опорних елементів контуру мембранних конструкцій слід враховувати:

- згин у тангенціальній площині;

- осьовий стиск в елементах контуру;

- стиск, обумовлений дотичними напруженнями, спрямованими вздовж лінії контакту мембрани з елементами контуру;

- вигин у вертикальній площині.

 

Таблиця 1.10.3 Коефіцієнт , що враховує відхилення від проектної геометрії поверхні оболонки, виконаної з листового прокату класу С255 та С345 за ГОСТ 27772

 

План	Контур	Зона	Ділянка зони	Значення для
0,02 f	0,04 f	0.08 f
Прямокутний	Гнучкий	Приконтурна	Кутова	0,99 (0,99)	0,80 (0,85)	0,67 (0,76)
Інші	0,99 (0,99)	0,85 (0,89)	0,75 (0,81)
Периферійна	На відстані a /4	0,97 (0,98)	0,76 (0,85)	0,65 (0,73)
Інші	0,98 (0,99)	0,90 (0,92)	0,78 (0,84)
Центральна	Усі	0,97 (0,97)	0,91 (0,94)	0,86 (0,90)
Жорсткий	Приконтурна	Кутова	0,96 (0,97)	0,93 (0,95)	0,65 (0,75)
Інші	0,96 (0,97)	0,75 (0,82)	0,60 (0,70)
Периферійна	На відстані а /4	0,93 (0,95)	0,91 (0,94)	0,65 (0,75)
Інші	0,96 (0,97)	0,85 (0,90)	0,70 (0,80)
Центральна	Усі	0,98 (0,99)	0,92 (0,94)	0,60 (0,70)
План	Контур	Зона	Значення для
0,00027 R	0,00038 R	0,00107 R
Круглий	Нерухомий	Приконтурна	0,99 (0,99)	0,98 (0,99)	0,98 (0,98)
Периферійна	0,95 (0,96)	0,94 (0,95)	0,91 (0,94)
Центральна	0,77 (0,83)	0,75 (0,82)	0,72 (0,80)
Піддатливий	Приконтурна	1,08 (1,06)	1,07 (1,05)	0,99 (1,01)
Периферійна	1,05 (1,04)	1,00 (1,00)	0,92 (0,95)
Центральна	1,07 (1,05)	0,96 (0,97)	0,83 (0,88)
Позначення, прийняті в табл. 1.10.3: – середній розмір відхилень від проектної геометрії; f – початкова стріла провисання (рис. 1.10.4); R – початковий радіус кривизни поверхні для покриттів на круглому та овальному плані рис. 1.10.4, а, б); a – характерний розмір плану оболонки (рис. 1.10.4). Примітка. Значення у дужках наведені для сталі класу С345 за ГОСТ 27772.

 

1.10.3.6 При прикріпленні мембрани з ексцентриситетом відносно центра ваги перерізу елементів опорного контуру в розрахунку останнього, окрім факторів, зазначених у п. 1.10.3.5, необхідно враховувати кручення.

 

1.10.3.7 При визначенні напружень у центрі круглих у плані плоских мембран допускається приймати, що опорний контур є недеформованим.

 

1.10.3.8 Для визначення напружень у центрі еліптичної мембрани, закріпленої на деформованому контурі, допускається застосовувати вимоги п. 1.10.3.4 за умови заміни значення радіуса значенням більшої головної півосі еліпса (при цьому, відношення більшої півосі еліпса до меншої не повинно перевищувати 1,2).