Расчетные схемы для висячих систем

За последнее время в строительной практике все чаще применяются висячие системы, отличающиеся простотой изготовления и высокой экономичностью. Среди висячих систем особое место занимают висячие мосты, мембраны, применяющиеся для перекрытий больших пролетов, например спортивных сооружений.

Наиболее простым элементом висячих систем является гибкая нить, представляющая собой изменяемую систему, которая под действием нагрузки работает на растяжение. В отличие от стержневых систем очертание гибкой нити зависит от вида нагрузки, при изменении которой меняется и расчетная схема.

Рассмотрим в качестве примера гибкую нить постоянного сечения, обладающую малым весом, закрепленную конца;

ми к неподвижным точкам. Если кроме собственного веса других нагрузок нет, то нить примет криволинейное очертание. Пологая нить в этом случае провиснет по кривой, близкой к квадратной параболе (рис. 1.29, а).

Характерными размерами нити являются пролет / и стрела провисания/. Для случая, когда к нити приложена сосредоточенная нагрузка Р> значительно превышающая ее собственный вес, которым при исследовании равновесного состояния нити можно пренебречь, нить примет очертание в виде двух прямых (рис. 1.29, б). При двух сосредоточенных силах невесомая нить будет очерчена, но трапеции (рис. 1.29, в).

Представим себе случай, когда груз Р будет перемещаться по нити. С изменением положения груза непрерывно будет меняться и ее очертание, поэтому расчетная схема также будет непрерывно изменяться. Таким образом, гибкая нить представляет собой как бы изменяемую систему, тем не менее в отличие от других изменяемых систем она широко применяется в строительстве.

Гибкая нить может быть загружена комбинацией нагрузок, встречающейся в различных сочетаниях. Каждому из сочетаний нагрузок будет соответствовать своя расчетная схема. Так, например, при действии собственного веса, некоторой внешней распределенной нагрузки, а также системы сосредоточенных сил необходимо установить очертание нити, после чего производить ее расчет.

Часто висячая система, кроме гибкой нити, содержит и другие элементы, способные работать на изгиб. На рис. 1.30, а показан висячий мост, который кроме нити (кабеля) имеет изгибаемую балку, прикрепленную к кабелю с помощью.

подвесок. Кабель переброшен через пилоны и заанкерен в землю. При действии на балку внешней нагрузки, например сосредоточенной силы, балка будет изгибаться и потянет за собой кабель (рис. 1.30, б). Расчет такой системы производится с учетом изменчивости очертания балки и кабеля или, как принято говорить, производится по деформированной схеме.

Выбор расчетных схем для сложных висячих систем требует большого искусства проектировщика. Задача значительно усложняется в тех случаях, когда проектировщик желает придать сооружению особую архитектурную выразительность.