Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




29.05.2020


28.05.2020


28.05.2020


28.05.2020


28.05.2020


28.05.2020


27.05.2020


25.05.2020


24.05.2020


22.05.2020





Яндекс.Метрика

Контакты | Карта сайта
         » » Опорный контур и анкера

Опорный контур и анкера

25.06.2015


Опорный контур оболочки играет двоякую роль. Во-первых, передает основанию усилия натяжения оболочки, которая стремится оторваться от него при действии избыточного давления воздуха и ветрового отсоса. Во-вторых, герметизирует периметр стыка оболочки с основанием, где утечки воздуха могут быть особенно ощутимы.
Если оболочка предназначена для длительной эксплуатации и выполнения функций стационарного сооружения, то обычно по ее контуру устраивается ленточный фундамент. Нижнюю кромку оболочки, в которую вставляется периметральный фал, притягивают болтами к фундаменту с помощью металлических или деревянных прижимных планок (рис. 3.18), обеспечивая тем самым простую и надежную передачу усилий и герметизацию.
Опорный контур и анкера

При анкеровке оболочек в отдельных точках конструкция опорного контура усложняется. Задача заключается в нахождении рационального способа трансформации равномерно распределенных усилий в оболочке в сосредоточенные силы, приложенные к узлам анкерных креплений. Возникает необходимость в специальной распределяющей конструкции. Ею служит силовой пояс.
От воздухоплавательных средств был унаследован так называемый катенарный пояс (рис. 3.19,а—в). Его достоинство в полном отсутствии металлических деталей, однако он сложен, требует ручной работы, на которую приходится до 25% трудозатрат на всю оболочку. Напряжения оболочки вдоль катенарной линии распределены неравномерно. Капроновые фалы, заделываемые в кромку пояса, недолговечны и быстро перетираются о металлические проушины анкеров. Поэтому петли обычно заделывают в стальные коуши, а фалы пропитывают антисептиками и укрывают наружными фартуками от воздействия факторов светопогоды. Замена фалов стальными тросами не только усложняет их заделку в нижнюю кромку пояса, но и ухудшает связь с материалом оболочки, что приводит к проскальзыванию троса внутри оплетки.
Опорный контур и анкера

Прочность катенарного пояса определяется рациональным соотношением его геометрических парам и прочностью фала. Испытания прочности пяти катенарных поясов из материала с прочностью на разрыв 40 кН/м при шаге зубцов 100 см и высоте 20 и 30 см показали, что она находится в пределах 28—32 кН/м. Обычные параметры катенарного пояса: шаг 100—150 см, высота 1/3—1/4 шага.
Развитием катенарного пояса можно считать ленточный силовой пояс, примененный при изготовлении малых оболочек (рис. 3.19, з). Пояс состоит из двух непрерывных капроновых лент, пришитых к нижней кромке оболочки так, что они образуют ряд петель с щагом 50—80 см, через которые пропускается периметральная труба или (при малом шаге петель) трос. При частом расположении эта система лент превращается в сетку, которая представляет собой довольно удачный вариант силового пояса (рис. 3.19, и).
Широкое распространение получил кромочный силовой пояс (рис. 3.19,г—ж), который прост, надежен и может быть применен как при стационарном, так и при временном использовании оболочек. Пояс этого типа имеет продольный карман, который образуется подверткой нижней кромки оболочки. В карман вставляют периметральную стальную трубу, пропуская ее через проушины анкерных устройств, совмещенные с прорезями в кромке. Если может быть обеспечено точное совпадение прорезей с анкерами, то анкеры непосредственно соединяют с трубой (рис. 3.19, г); введение промежуточной серьги (рис. 3.19, ж) позволяет компенсировать небольшие местные накапливающиеся невязки размеров. И, наконец, совершенно независимое взаиморасположение прорезей и анкеров обеспечивает постановка двух ярусов труб (рис. 3.19, е). Следует обратить внимание на необходимость соединения труб между собой муфтами. Особенно это существенно на криволинейных участках контура. Резьбовое соединение не требуется, достаточно шплинтования. Нижняя труба во всех вариантах силовых поясов может быть заменена тросом (рис. 3.19, в, ж, и).
Детально конструкции силовых поясов показаны на рис. 3.20. Герметизация контура при креплении оболочки в отдельных точках достигается с помощью фартука, который присоединяют к нижней кромке оболочки изнутри. Свисая вниз, фартук ложится на пол и, будучи прижат к нему избыточным давлением воздуха, обеспечивает практически достаточную герметизацию. На криволинейном контуре для лучшего прилегания к полу фартук рекомендуется выкраивать в виде плоской шайбы, которая ложится на горизонтальную поверхность без морщин.
Опорный контур и анкера

Полезно устраивать и наружный фартук, который выполняет двоякую функцию: закрывает ответственные узлы силового пояса от атмосферных воздействий и отводит дождевую воду от анкеров винтового или штыревого типа, несущая способность которых при увлажнении грунта заметно падает.
Заманчива на первый взгляд идея использования в качестве анкеровки периметральных труб, наполненных водой, или балластных мешков с песком или местным грунтом (рис. 3.21). Действительно, функции противовеса и герметизации здесь удачно совмещаются. Однако реализация этой идеи показала, что мешки приобретают очень большие размеры и расход материала на их изготовление составляет 20—40% расхода на оболочку. Учитывая подъемную силу и лобовое сопротивление ветру, запас массы балласта для создания противовеса избыточному давлению воздуха приходится принимать по крайней мере двойным.
Опорный контур и анкера

Водяной балласт уместен при постановке оболочки на воду. Тогда такое решение становится естественным и практичным. Особенность водяного балласта плавучего сооружения выражается в стремлении воды к переливанию в пониженные участки балластной трубы. Поэтому ей следует придавать переменное сечение (в соответствии с изменением вертикальных усилий в контуре оболочки) и, кроме того, разделять водонепроницаемыми переборками. Ветровое воздействие вызывает не только деформирование контура, но и дрейф всего сооружения. Этому должна препятствовать система оттяжек, заведенных за донные якоря.
Анкера сопротивляются усилиям, направленным вверх по касательной к оболочке в точках ее крепления. Это выдергивающие усилия с преобладающей вертикальной составляющей. Анкера можно разделить на две основные группы: гравитационные и свайные. К гравитационным относятся массивные фундаменты и балластные мешки. Вертикальная составляющая опорной реакции оболочки погашается их массой, горизонтальная — сопротивлением сдвигу, которое может быть повышено некоторым заглублением в основание.
Опорный контур и анкера

Анкера свайного вида типичны для мобильных воздухоопорных зданий. Получили распространение два типа анкеров — винтовые и штыревые (рис. 3.22). Винтовые сваи можно вворачивать в мягкий грунт усилиями одного-двух человек; опыт применения таких свай показал, что на погружение в грунт 2 и 3-й категории требуется 5—10 мин. Для грунтов твердых, мерзлых и тем более скальных они непригодны.
Штыревые анкера забиваются в грунт вручную кувалдами или пневмомолотками под углом до 30° к вертикали. Их сопротивление выдергиванию незначительно, однако они более пригодны для твердых и гравелистых грунтов. При постановке сооружения на мерзлый или скальный грунт для каждого штыря предварительно пробуривают шпур. Критическим сезоном для анкеров бывает период оттаивания грунта, когда в связи с весенним перераспределением влаги вязкость грунта резко падает. Весной нередки случаи выдергивания анкеров (рис. 3.23,а).
Опорный контур и анкера

Разновидностью свайных анкеров можно считать бетонные набивные сваи. В круглые ямы в грунте, проделанные ямобуром, закладывают стальные петли и заливают бетоном.
Сопротивление анкеров выдергиванию зависит от вида грунтового основания и заметно меняется с изменением его состояния. Поэтому наиболее надежный способ его определения — пробное нагружение. В табл. 3.8 приведены результаты экспериментов, проведенных при грунтах 2-й и 3-й категорий.
Только для винтовых свай теоретически обосновано сопротивление выдергиванию. Оно складывается из веса Q грунта в объеме конуса выпирания и силы N сопротивления грунта отрыву:
Опорный контур и анкера

Угол ψ можно принять при связанных твердых грунтах равным углу внутреннего трения φ, при тугопластичных — 0,66φ, при насыпных грунтах со слабым уплотнением (γ= 1,5...1,6 т/м3)—0,3φ.
Условие надежности анкеров:
Опорный контур и анкера

Экспериментальной проверкой формулы (3.12), заключавшейся в испытании на выдергивание 144 винтовых свай с диаметром лопастей 120 и 150 мм, заглубленных в супесчаные и суглинистые грунты в условиях весеннего их переувлажнения, доказана возможность ее практического использования. Рекомендуемая глубина погружения лопасти винтовой сваи (5...6) D.
Для определения макс Tψ=√V0+Н0 цилиндрической оболочки Г. Эггерсом составлен график рис. 3.24.
Опорный контур и анкера

При проектировании анкерных устройств воздухоопорных сооружений приходится считаться не только с величиной опорной реакции оболочки, но и с ее направлением. Обычно существует еще и горизонтальная составляющая опорной реакции, направленная либо внутрь, либо наружу здания (рис. 3.25). А при действии ветра она есть всегда. Это оказывает влияние на конструкцию анкеров. Свайные анкера должны быть проверены на способность противодействовать горизонтальным усилиям, гравитационные — на сопротивление скольжению по основанию, даже если они частично заглублены в грунт.
Опорный контур и анкера