ВИСЯЧИЕ СИСТЕМЫ

— системы (несущие конструкции), в к-рых осн. элемен-- ты, преим. гибкие (тросы, кабели, цепи, листовые элементы и т. п.), воспринимают только растягивающие усилия. В расчетной схеме осн. элементы висячих систем рассматриваются как гибкие нити, шарнирно-стержневые мн-ки или мембраны (гибкие оболочки). Работа В. с. на растяжение позволяет полностью использовать несущие свойства высокопрочных материалов (напр., сталей с пределом прочности до 30 000 кг/см2) и получать легкие экономичные конструкции. Ими перекрыты наибольшие пролеты различных сооружений. Висячие системы сравнительно просты в монтаже. Недостатком висячих систем является наличие распора, передаваемого на опорные конструкции, а также сравнительно большая деформативность некоторых из них. Висячие системы применяются в мостах (см. Висячий мост) и получают все большее распространение в покрытиях зданий больших пролетов. В мостах — обычно плоские В. с. с балкой жесткости или плоские вантовые фермы, в покрытиях — преим. пространственные системы (вантовые системы, жесткие висячие оболочки, гибкие оболочки).

Вантовые пространственные системы покрытий очень разнообразны: сетки из тросов, из тросов и балок, радиальные системы. Сетки из тросов состоят из двух систем, пересекающихся и соединенных в точках пересечения тросов. Подавляющее большинство таких конструкций выполняется с предварит, напряжением. Если сетка не напряжена, тросы обоих направлений обращены вогнутостью в одну сторону (вверх). В висячей системе концы тросов заделаны в плоский контурный элемент; при действии сил, направленных вверх (отсос), такая система оказывается нежесткой. В предварительно напряженных сетках тросы одного направления являются несущими, а другого—стягивающими; система несущих тросов обращена вогнутостью в одну сторону (вверх), а стягивающих — в противоположную сторону (вниз). Предварительно напряженные сетки, в к-рых при действии любой нагрузки растягивающее напряжение ни в одном из тросов не доходит до нуля, являются жесткими.

Незамкнутая сетка с четырьмя точками опирания. Во многих типах висячих систем сетка подпирается промежуточными арками или отд. опорами. Сетки из тросов и балок представляют собой систему покрытий, в к-рой в одном направлении располагаются несущие тросы, а поперек несущих тросов уложены распределительные балки, работающие как неразрезные балки на упругих опорах.

Радиальные вантовые системы состоят из тросов, закрепленных одними концами в замкнутом плоском контурном кольце, а другими либо во внутреннем кольце меньшего диаметра, располагающемся ниже уровня контурного кольца, либо на внутренней центр, опоре.

Жесткие висячие оболочки в своей основе имеют систему тросов, закрепленных в опорном контуре. В процессе сооружения на эту сетку укладываются бетонные или железобетонные плиты, конструкция к-рых такова, что после замоноличивания система тросов оказывается в теле бетона. Если до замоноличивания на конструкцию передать нагрузку, по величине равную или несколько большую той, на к-рую она рассчитывается, и в таком, загруженном состоянии произвести замоноличивание, плит после снятия нагрузки оказывается сжатым усилиями в тросах, возникшими от нагрузки. Оболочка в направлении тросов получается напряженной.

Гибкие оболочки (мембраны) выполняются из листовых элементов или полотнищ.

По своей конструктивной форме они большей частью повторяют сетчатые системы и могут быть ненапряженными или предварительно напряженными.

По характеру расчета висячие покрытия разделяются на два типа. В покрытиях первого типа опорные конструкции настолько жестки, что деформация их практически не оказывает влияния на работу нитей. Может быть задана геометрическая форма поверхности, соответствующая предельному состоянию конструкции. В этом состоянии можно считать, что силы натяжения в обратных нитях отсутствуют и несущие нити рассчитываются на действующие нагрузки по обычной формуле. При отсутствии временной нагрузки уменьшаются усилия в несущих нитях и их провес, за счет чего усилия в обратных нитях достигают полной величины, искусственно вызванной в них при монтаже перекрытия. Определение этих усилий, зависящее от изменения формы поверхности и взаимного воздействия элементов сетки, весьма сложно и практически удобнее производится последовательным подбором. Обратные нити должны быть рассчитаны на действие предварительного ко малую изгибную жесткость, что может воспринимать только осевые силы. Такая конструкция должна иметь форму круга или овала и работать так же, как работает велосипедное колесо. В конструкции этого рода обратные нити должны создавать такую нагрузку на кольцо, чтобы в нем не возникало изгибающих моментов при действии максим, временной нагрузки, распределенной равномерно по поверхности покрытия. Этому же состоянию должна отвечать и предельная форма поверхности. Несущие нити должны быть рассчитаны на действие расчетной нагрузки и дополнительных сил, возникающих как реакции от натяжения обратных нитей. При увеличении нагрузки возрастает натяжение несущих нитей и соответственно уменьшаются усилия в обратных нитях. Выравнивание усилий происходит за счет деформаций кольца, в к-ром при его большой гибкости хотя и возникают изгибающие моменты, но они настолько невелики, что напряжения получаются не больше, чем при предельной нагрузке.

При отсасывающем действии ветра учитывается избыточная нагрузка (за вычетом постоянной с коэфф. перегрузки меньшим единицы, напр. равным 0,9). В этом случае также должны иметь место безмоментное состояние кольца и соответствующие ему усилия в нитях. Вследствие сложности взаимных воздействий, связанных с изменением формы поверхности, наиболее целесообразно производить расчеты путем последовательного подбора, заменяя группы нитей редко расположенными нитями с той же суммарной площадью.

Лит.: Качурин В. К., Теория висячих систем, JI.—М., 1962; Фрей О., Висячие покрытия, их формы и конструкции, пер. с нем., М., 1960; Цаплин С. А., Висячие мосты, М., 1949; Рабинович И. М., К теории вантовых ферм, в кн.: Байтовые фермы в мостостроении, М., 1930 (Сб. Ин-та инженерных исследований № 30).

  Висячие системы покрытий. Висячие конструкции

  ОДНОПОЯСНЫЕ ВИСЯЧИЕ ПОКРЫТИЯ системы, состоящие из несущих гибких ...

  ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИСЯЧИХ ПОКРЫТИЙ основные элементы несущей ...

  стержневые системы типа структур; рамные конструкции; висячие ...

  Ванты или фермы. ВИСЯЧИЕ ВАНТОВЫЕ ПОКРЫТИЯ Виды вантовых покрытий

  Монтаж висячих покрытий. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И МОНТАЖА КОНСТРУКЦИЙ

  ВАНТОВАЯ ФЕРМА, проектирование вантовой фермы

  ВИСЯЧИЕ ВАНТОВЫЕ ПОКРЫТИЯ Виды вантовых покрытий

  Системы перекрестных вант и вантовых ферм. СИСТЕМЫ ЭЛЛИПТИЧЕСКИЕ ...

  Системы перекрестных вант и вантовых ферм. КРУГЛЫЕ В ПЛАНЕ СИСТЕМЫ