Основы расчета пневматических конструкций

Пневматические конструкции относятся к предварительно напряженным строительным конструкциям. Форма и несущая способность их обеспечиваются 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 при наиболее невыгодном сочетании нагрузок (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).

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_u,

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

Допустимые прогибы ПК нормированы и определяются по условиям эксплуатации.

Деформации ПК не является признаком их разрушения. Поэтому предельные значения деформаций могут быть приняты значительно большими, чем для обычных конструкций. Главное условие - деформации не должны мешать нормальной эксплуатации перекрываемого ПК помещения.

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

Литература

Конструкции из дерева и пластмасс: учеб. для вузов / Ю. В. Слиц­коухов, В. Д. Буданов, М. М. Гаппоев и др.; Под ред. Ю. В. Слицкоухова. – М.: Стройиздат, 1986. – 543 c.

Зубарев, Г. Н. Конструкции из дерева и пластмасс / Г. Н. Зубарев. – М.: Высшая школа, 1990. – 310 c.

СНиП П-25-80. Деревянные конструкции/ Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1982. – 66 c.

СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия/ Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1996. – 44 с.

Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80)/ ЦНИИСК им. Кучеренко. – М.: Стройиздат, 1986. – 216 с.