Тонкостенные пространственные конструкции покрытий. Лекция 10

Содержание

Слайд 2

ПК работают в обоих направлениях, благодаря чему лучше используется применяемый материал.

ПК работают в обоих направлениях, благодаря чему лучше используется применяемый материал.

При этом достигается экономия материалов, собственного веса. Редкое расположение опор благоприятно для эксплуатации производственных и общественных зданий. ПК позволяют создать разнообразие форм, обладающих архитектурной выразительностью.
При пролётах 24-100 м расход бетона 7.3 – 21.7 см/м2, расход стали 11.9 – 33.6 кг/м2
Области применения. ПК применяются для покрытий универсальных залов, рынков, вокзалов, стадионов, заводов, фабрик, гаражей, животноводческих комплексов, цирков и т.д.
Если центры кривизны дуг всех нормальных сечений, проведённых через одну точку лежат по одну сторону поверхности – то поверхность будет положительной гауссовой кривизны, если с обеих сторон, то отрицательной.

Общие сведения

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Цилиндрические оболочки Многоволновая Различают длинные и короткие цилиндрические и призматические оболочки.

Цилиндрические оболочки

Многоволновая

Различают длинные и короткие цилиндрические и призматические оболочки.

l1

l2

Если отношение l1 / l2 ,больше 1оболочка рассматривается как длинная, если меньше или равно 1, то как короткая.
Если в криволинейную поверхность вписать многогранную призму, то оболочка является призматической.
Обозначения: 1-оболочка (скорлупа), 2 – бортовой элемент, 3 - диафрагма.
Слайд 7

Оболочки вращения /купола/ Купол с одним нижним опорным кольцом Купол с

Оболочки вращения /купола/

Купол с одним нижним опорным кольцом

Купол с двумя

опорными кольцами

1

3

1- оболочка,
2- верхнее опорное кольцо,
3 – нижнее опорное кольцо.

Слайд 8

Оболочки положительной двоякой гауссовой кривизны Отдельно-стоящая оболочка Многоволновая оболочка

Оболочки положительной двоякой гауссовой кривизны

Отдельно-стоящая оболочка

Многоволновая оболочка

Слайд 9

Оболочки двоякой отрицательной кривизны

Оболочки двоякой отрицательной кривизны

Слайд 10

Висячие покрытия однознаковой и двузнаковой кривизны. Спартак ЦСКА 3:0

Висячие покрытия однознаковой и двузнаковой кривизны.

Спартак

ЦСКА

3:0

Слайд 11

Особенности напряженно-деформированного состояния оболочек. Состав, действующих усилий Nху, Nух – касательные

Особенности напряженно-деформированного состояния оболочек.

Состав, действующих усилий
Nху, Nух – касательные усилия,
Nх, Ny-

нормальные силы,
Мх, Му - изгибающие моменты,
Мху, Мух – крутящие моменты,
Qх, Qу- поперечные силы.

x

y

z

Nху

Nx

Nx



Nух

Слайд 12

В общем случае в единичном (элементарном) участке действует 10 видов усилий-

В общем случае в единичном (элементарном) участке действует 10 видов

усилий- полное напряженное состояние.
Однако тонкостенные оболочки имеют малую жесткость на изгиб по сравнению с жесткостью против действия сил, развивающихся в срединной поверхности.
Поэтому в большинстве оболочек на большей части поверхности возникает безмоментное напряженное состояние, а полное напряженное состояние возникает в местах примыкания оболочки к контурным элементам, скачков нагрузки или изменения сечения.
Поэтому оболочки обычно рассчитываются на действие сил Nx, Ny, Nxy, Nyx –безмоментное состояние, а приопорные зоны проверяются на действие моментов (расчет на краевой эффект).
Слайд 13

Уравнения безмоментной теории. Проекции всех действующих внешних сил и внутренних усилий

Уравнения безмоментной теории.

Проекции всех действующих внешних сил и внутренних усилий на

оси X,Y,Z должны равняться нулю.
∑(N,Q)x = 0,
∑(N,Q)у = 0,
∑(N,Q)z = 0.
Уравнение равновесия, выраженное в частных производных
Слайд 14

Функция напряжений kxNx + kyNy + kxyNxy = - q Кривизны

Функция напряжений
kxNx + kyNy + kxyNxy = - q

Кривизны поверхности

в направлении осей Ox – kx,
Oy – ky и кривизна кручения kxy
В зонах местного изгиба полное напряженное состояние описывается уравнением