Расчетные нагрузки пневматических сооружений воздухоопорного типа

12.09.2020

Избыточное давление воздуха — нагрузка наиболее характерная для пневматических сооружений. Уровень давления должен быть таким, чтобы создавать в оболочке напряжения, полностью или частично погашающие усилия сжатия в ней, вызываемые действием собственного веса и внешних нагрузок (снег, ветер, технологические грузы). Рекомендуемые соотношения w = p/w, при которых обеспечивается сравнительная стабильность воздухоопорных оболочек при ветровом давлении до, зависят от относительной высоты h/r оболочки (где r — радиус ее кривизны) и приведены в табл. 2.16.1.

Собственный вес оболочек невелик и уравновешивается давлением воздуха 10...20 Па. Специальный расчет на его действие выполняется в исключительных случаях. Обычно собственный вес суммируют со снеговой нагрузкой.

Снеговая нагрузка на воздухоопорном сооружении значительно меньше нормативных величин, указываемых в СНиП 2.01.07—85. На глянцевой поверхности оболочки, колеблющейся под динамическим воздействием ветра и испытывающей некоторые изменения формы при нестабильном уровне внутреннего давления воздуха, многодневного накопления снега не происходит. По предложено интенсивность снеговой нагрузки приравнять весу суточного максимума выпадения снега за последние 10 лет. При исключении возможности образования снежных «мешков» нормативные снеговые нагрузки для выпуклых оболочек в различных районах бывш. СССР по карте 1 СНиП 2.01.07—85 составят:

Распределение снега по поверхности оболочки было бы более правильным считать не равномерным, как предлагает СНиП, а следующим закону

где ф — угол между нормалью к оболочке и вертикалью.

Ветровая нагрузка для воздухоопорных оболочек является основной. Статистика показывает, что она едва ли не единственная причина их разрушения в аварийных случаях. Наибольшей опасности оболочка подвергается при недостаточном давлении воздуха р под оболочкой.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки

где w0 — нормативная величина ветрового давления, т. е. скоростной напор, равный v2/l,6 Па (где v — скорость ветра, м/с); k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте (величины w0 и k принимаются по п. 6 СНиП 2.01.07—85).

Распределение ветровой нагрузки по поверхности оболочки воздухоопорного сооружения характеризуется аэродинамическим коэффициентом С, который определяют продувкой мягких моделей в аэродинамической трубе, соблюдая законы подобия (особенно соответствие чисел Рейнольдса для модели и натурного сооружения).

Картину распределения ветровой нагрузки на оболочку воздухоопорного сооружения, представляемую эпюрой коэффициентов С или их изолиниями, определяют три фактора:

1) форма оболочки и особенно ее относительная высота: чем положе оболочка, тем меньше отсос и положительное давление (рис. 2.16.5);

2) степень предварительного напряжения оболочки (для воздухоопорных сооружений отношение w = p/w0): с уменьшением w до 0,4 интенсивность отсоса повышается до 15 % (рис. 2.16.6);

3) угол y между направлением ветра и продольной осью сооружения: отклонение у от нормали на 15...30° может привести к повышению С до 15%.
Расчетные нагрузки пневматических сооружений воздухоопорного типа

Для цилиндрических оболочек установлены следующие максимальные значения С: активного давления C= 1,0; пика отсоса 2 = —2,0; отсоса «за потоком» C= -0,4. Координата нулевой точки ф = 45° (с уменьшением до 0,4 угол ф увеличивается до 55°).

Данные СНиП 2.01.07—85 (приложение 4, схемы 12, а, б) могут быть использованы лишь для первого приближения с учетом того, что эпюра С для цилиндрических и сферических мягких оболочек имеет следующие по сравнению с жесткими особенности: область положительного давления расширена на 5...10°, пик отсоса заострен (до C = -1,9) и несколько (до 5°) смещен навстречу ветру.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна