Несущие конструкции из пластмасс. Пневматические конструкции - Основы расчета пневматических конструкций

Основы расчета пневматических конструкций.

Пневматические конструкции относятся к классу предварительно напряженных СК. Форма и несущая способность их обеспечивается постоянно действующими растягивающими напряжениями в оболочках, возникающими в результате создаваемого внутри давления воздуха.

Избыточное давление определяется из условия

Р_изб≤ΣР,

где ΣР – сумма сил в наиболее невыгодной комбинации (снег, ветер, собственный вес).

Методы расчета воздухоопорных и пневмокаркасных конструкций основываются на безмоментной теории оболочек, поскольку тонкие и гибкие ткани не могут сопротивляться изгибающим и сжимающим усилиям.

Пневматические конструкции рассчитываются по двум предельным состояниям:

1) по несущей способности (прочность, устойчивость);

2) по деформациям (прогибам, складкообразованию и сохранению положительной кривизны).

Расчет по прочности производится для всех типов ПК и заключается в определении максимальных растягивающих напряжений в тканях или пленках при наиболее неблагоприятных сочетаниях расчетных нагрузок.

Расчет тканей ведется в двух направлениях – по основе (с расчетными сопротивлениями R₀) и по утку (с расчетными сопротивлениями R_y), R₀»R_y.

При расчете на прочность должно выполняться условие:

σ_0(y) ≤R_0(y)

Расчет на устойчивость необходим при проектировании элементов ПК, которые могут потерять несущую способность раньше разрыва оболочек.

Расчет по прогибам производится из условия

f≤[f]

и заключается в определении максимального прогиба от нормативных нагрузок, который должен быть меньше предельного.

Допустимые прогибы ПК пока не нормированы и применяются по условиям эксплуатации.

Учитывая, что деформация ПК не является признаком их разрушения, значения могут быть приняты значительно большими, чем в обычных конструкциях, лишь бы деформации не мешали нормальной эксплуатации перекрываемого помещения.

Нужно отметить, что в настоящее время вопрос о разработке достоверных методов расчета ПК до конца еще не решен. Работы в этом направлении выполняются отечественными и зарубежными учеными.