Бесшарнирная арка
Cтраница 3
Бесшарнирная арка является трижды статически неопределимой системой. При любом смещении опор в них возникают дополнительные напряжения. От внутреннего давления и изменения температуры длина оси арок изменяется, и в статически неопределимых двухшарнирных и бесшарнирных арках возникают напряжения. [31]
 |
Схема подвешивания трубопровода.| Арочный переход. а, б однотрубный, в - двухтрубный, г - трехтрубный. [32] |
Понятие двухшарнирная арка для трубопроводов - условное, так как создать совершенный шарнир практически нельзя. Поэтому под двухшарнирной аркой понимают арку, в опорных частях которой имеется какая-то возможность поворота труб. При этом изгибающие моменты в трубах возникают, но несколько меньшей величины, чем в бесшарнирной арке. [33]
Бесшарнирная арка является трижды статически неопределимой системой. При любом смещении опор в них возникают дополнительные напряжения. От внутреннего давления и изменения температуры длина оси арок изменяется, и в статически неопредо лимых двухшарнирных и бесшарнирных арках возникают напряжения. [34]
Применение бесшарнирной системы в данном случае вытекает из особых свойств легких сплавов. Уменьшенный модуль упругости требует для рациональной работы конструкции возможного уменьшения гибкости. В стальных конструкциях применение бесшарнирных арок сдерживается опасением неравномерной осадки опор. В арках из легких сплавов, вследствие уменьшения модуля упругости в 3 раза, неравномерная осадка одинаковой величины будет вызывать втрое меньшие напряжения, которых можно опасаться значительно меньше. [35]
С точки зрения условий наивыгоднейшей работы арки наиболее рациональным очертанием ее оси следует считать то, при котором она совпадает с веревочной кривой для постоянных нагрузок. Если это условие выполнено в трехшарнирной арке, то равнодействующая сила в каждом ее поперечном сечении будет действовать по касательной к оси арки и вызывать в этих сечениях лишь равномерно распределенные сжимающие напряжения. В бесшарнирной же арке внутренние силы зависят от деформации сооружения, и потому полностью исключить в ней напряжения изгиба мы лишены возможности. Если вначале ось такой арки и совмещается с веревочной кривой для постоянной нагрузки, то в дальнейшем вследствие объемного сжатия материала, усадки бетона и понижения температуры она будет испытывать некоторое укорочение. Распор арки при этом несколько уменьшится в сравнении с расчетным значением его для трехшарнирной конструкции. В результате этого кривая давлений в бесшарнирной арке смещается относительно проектной оси ( совпадающей с веревочной кривой для постоянной нагрузки) вверх в ключе и вниз в пятах. Особенно значительным становится это смещение в толстых пологих арках, где в связи с этим мы можем ожидать появления нежелательных растягивающих напряжений в пятах. За последнее время поэтому был предложен ряд разнообразных методов ограничения или компенсации этих смещений в крупных арочных сооружениях. Иногда с этой целью в ключ и в пяты вводятся временные шарни-ры, назначение которых-обеспечить свободу поворота отдельных секций арки при ее раскружаливании. Таким приемом удается избежать смещения кривой давления, являющегося следствием укорочения продольной оси арки под постоянной нагрузкой. Заполняя затем после раскружаливания зазоры временных шарниров бетоном, мы получаем бесшарнирную арку, ось которой совмещается с веревочной кривой для постоянной нагрузки. [36]
Выводя формулы для определения безопасных размеров сооружений, Випклер следует Сен-Венану и неизменно руководствуется теорией наибольших деформаций как критерием прочности. В главе, посвященной изгибу балок, весьма подробно исследуются неразрезные балки. Останавливаясь на поперечном выпучивании осесимметрично сжатого бруса, автор предлагает несколько решений для различных типов бруса переменного профиля. Впервые ставится задача об изгибе балки на упругом основании и отмечается применимость относящейся сюда теории к вычислению напряжений в железнодорожном пути. Глава, содержащая теорию кривого бруса, кроме общей ( уже разобранной нами выше) теории, касается также и применений ее к расчету арок. Рассматривая двухшарнирные арки, Винклер приводит материал, разработанный уже Брессом, но в разделе бесшарнирных арок дает и новые результаты. Им были составлены с целью упрощения расчетов таблицы для круговых и параболических арок постоянного поперечного сечения при различных загружениях. [37]
С точки зрения условий наивыгоднейшей работы арки наиболее рациональным очертанием ее оси следует считать то, при котором она совпадает с веревочной кривой для постоянных нагрузок. Если это условие выполнено в трехшарнирной арке, то равнодействующая сила в каждом ее поперечном сечении будет действовать по касательной к оси арки и вызывать в этих сечениях лишь равномерно распределенные сжимающие напряжения. В бесшарнирной же арке внутренние силы зависят от деформации сооружения, и потому полностью исключить в ней напряжения изгиба мы лишены возможности. Если вначале ось такой арки и совмещается с веревочной кривой для постоянной нагрузки, то в дальнейшем вследствие объемного сжатия материала, усадки бетона и понижения температуры она будет испытывать некоторое укорочение. Распор арки при этом несколько уменьшится в сравнении с расчетным значением его для трехшарнирной конструкции. В результате этого кривая давлений в бесшарнирной арке смещается относительно проектной оси ( совпадающей с веревочной кривой для постоянной нагрузки) вверх в ключе и вниз в пятах. Особенно значительным становится это смещение в толстых пологих арках, где в связи с этим мы можем ожидать появления нежелательных растягивающих напряжений в пятах. За последнее время поэтому был предложен ряд разнообразных методов ограничения или компенсации этих смещений в крупных арочных сооружениях. Иногда с этой целью в ключ и в пяты вводятся временные шарни-ры, назначение которых-обеспечить свободу поворота отдельных секций арки при ее раскружаливании. Таким приемом удается избежать смещения кривой давления, являющегося следствием укорочения продольной оси арки под постоянной нагрузкой. Заполняя затем после раскружаливания зазоры временных шарниров бетоном, мы получаем бесшарнирную арку, ось которой совмещается с веревочной кривой для постоянной нагрузки. [38]
Страницы: 1 2 3