Основы и особенности статического и конструктивного расчетов стержневых оболочек двояковыпуклой кривизны

Для однопоясных пологих оболочек одной из проблем при проектировании является обеспечение общей жесткости в узлах многократно статически неопределимых конечно-элементных моделей. Таким требованиям отвечают конструкции узлов «ИФИ» («Берлин»), «Триодетин», «Октаплатте», «ЦНИИСК» (рис. 11.6б [6], 11.8д [10]). Проблема здесь заключается в возможности потери устойчивости оболочки в «большом», заключающаяся в «прощелкивании» верхних узлов вверх или вниз в направлении нормали к поверхности. Согласно [12, с. 146], для непоявления такого явления следует выполнять условие  где длина стержня (размер ячейки), радиус кривизны оболочки, радиус инерции поперечного сечения стержня.

В двухпоясных оболочках устойчивость системы стержней обеспечивается геометрической неизменяемостью конструкции в целом. Поэтому

Рис. 11.8. Узлы различных структурных систем: а – «Октаплатт»;          б – «Триодетик»; в – «Берлин»; г – «Дю Шато»; д – узел ЦНИИСК;                  е – «Юнистрэт»; 1 – шаровая вставка; 2 – сварной шов; 3 – фигурная прорезь;     4 – крышка; 5 – круглый стержень; 6 – труба раскоса; 7 – труба нижнего пояса;   8 – крышка; 9 – стяжной стержень; 10 – гайка с контргайкой; 11 – наконечник с приливом; 12 – то же, без прилива; 13 – стержень нижнего пояса (труба со сплющенным концом); 14 – труба раскоса

в узлах двухпоясных покрытий допускаются любые соединения стержней (шарнирные или жесткие).

Четкой градации перехода от однопоясных оболочек к двухпоясным нет. Это зависит от многих факторов: формы оболочки, очертания и размеров ячейки сетки, сечения стержней и материала (стали), а также от нагрузок. В практике строительства однопоясных сетчатых оболочек перекрываемый пролет ограничивают величиной м. Для двухпоясных оболочек м. Большое значение для обеспечения геометрической неизменяемости оболочек имеет жесткость опорных контуров (диафрагм жесткости). Высоту поперечного сечения контурных ребер и арок в пологих сетчатых оболочках принимают в пределах  где пролет (диаметр). В гипарах горизонтальные размеры наклонных и коньковых ребер на I-ом этапе расчета назначают в пределах  вертикальный размер

Аналитический расчет для первичного назначения сечений элементов сетки изложен в [12, с. 167…174].

Уточненный статический расчет пологих оболочек ведут на пространственных КЭ-моделях методом последовательных уточнений сечений (жесткостей КЭ) сначала по перемещениям от нормативных нагрузок, а после удовлетворения перемещений (с наименьшим запасом) выполняют статический и конструктивный (проверочный) расчеты от расчетных нагрузок по предельным состояниям I группы.

Основные рабочие формулы для прочностного расчета изложены в СП 16 [15] (см. раздел 11.2 настоящего пособия). Проверочные расчеты узловых элементов выполняют в зависимости от типа подсоединения стержней к узлу (на болтах или сварке) по соответствующим разделам    СП 16 [15].