Stalowe konstrukcje prętowe. Część II.
Struktury przestrzenne, przekrycia cięgnowe, maszty i wieże.
Zdzisław Kurzawa
wydawnictwo: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
rok wydania: 2011
liczba stron: 235
okładka: miękka
format: B5
ISBN: [zasłonięte]978-8375-064-3
W rozdziale 1 opisano różne konstrukcje prętowe i prętowo-cięgnowe stanowiące przekrycie budynków o dużej rozpiętości. W tym celu omówiono zasady kształtowania oraz obliczania przestrzennych struktur prętowych, takich jak wiązary przestrzenne oraz tak zwane skratowane „materace" prętowe płaskie i wielokrzywiznowe. Do tej grupy konstrukcji zaliczono także prętowe struktury kopuł kulistych i walcowych. Wspomniano również o konstrukcjach wielokrzywiznowych, w tym o nieregularnej geometrii połaci.
Gdy rozpiętość w osiach podpór wynosi ponad 60 m, odpowiednie są konstrukcje przekrycia z lin i cięgien, tak zwane „dachy wiszące". Tym konstrukcjom poświęcono rozdział 2, w którym omówiono rodzaje dachów tego typu, zasady obliczania cięgien prostych oraz układów cięgnowych o różnych sposobach zamocowania lin nośnych w konstrukcjach podpór. Obliczenia cięgien i układów cięgnowych zilustrowano przykładami obliczeniowymi.
Wiązary przestrzenne, struktury przestrzenne i układy cięgnowe mogą być nośnymi elementami dachów, na połaci których układa się różnego rodzaju materiały tekstylne lub foliowe stanowiące poszycie membranowe. W ten sposób powstają przekrycia namiotowe, często stosowane na dachach stadionów, pawilonów wystawienniczych i innych.
Cięgna i pręty są wykorzystywane w konstrukcjach masztów radiowych, oświetleniowych, energetycznych, przekaźnikowych i innych. Rodzaje konstrukcji masztów oraz zasady obliczeń masztów z odciągami opisano w rozdziale 3.
Wiele zagadnień dotyczących masztów odnosi się także do konstrukcji wież. W rozdziale 4 zapisano podstawowe informacje na temat konstrukcji i obliczeń wież.
W poszczególnych rozdziałach tej książki zamieszczono informacje potrzebne do realizacji programu wykładów. Tam, gdzie to było niezbędne, zamieszczono wyczerpujące informacje na temat analizy konstrukcji zgodnie z normami europejskimi (Eurokody 1 i 3). Ułatwia to korzystanie z wymienionych Eurokodów, ale nie zwalnia z konieczności zapoznania się z zapisami tych norm, szczególnie z różnymi tabelami i wykresami (uzupełniającymi wiedzę o projektowaniu), których nie sposób w całości cytować w tej książce.
[z Przedmowy]
SPIS TREŚCI:
Przedmowa 7
1. Przestrzenne konstrukcje prętowe przekryć obiektów o znacznej rozpiętości w osiach podpór 9
1.1. Uwagi ogólne 10
1.2. Wiązary przestrzenne 10
1.3. Przestrzenne płaskie układy prętowe - materace kratowe 17
1.4. Opis elementów struktury przestrzennej 21
1.4.1. Składniki struktury 21
1.4.2. Kształtowanie geometrii siatek struktury 21
1.4.3. Problem optymalizacji wymiarów struktury 27
1.5. Wybrane przykłady zastosowania struktur prętowych 29
1.6. Procedury obliczeniowe 31
1.6.1. Metoda uproszczona 31
1.6.2. Dokładne obliczenia (procedury numeryczne) 37
1.7. Rodzaje podparć struktur prętowych 41
1.8. Elementy montażowe i węzły struktur prętowych 44
1.8.1. Elementy montażowe struktur prętowych 44
1.8.2. Węzły struktur prętowych o płaskich połaciach 46
1.8.2.1. Uwagi ogólne 46
1.8.2.2. Węzły łączone na śruby prostopadłe do płaszczyzny siatek konstrukcji 47
1.8.2.3. Węzły o rozbudowanej konstrukcji elementów składowych 49
1.8.2.4. Węzły złożone z blach 54
1.8.2.5. Węzły o konstrukcji specjalnej - wciskane (wtykowe) 55
1.8.2.6. Węzeł typu Mero 56
1.8.2.7. Węzły kulowe 57
1.8.2.8. Węzły rowkowe 60
1.8.2.9. Węzły pierścieniowe 61
1.8.2.10. Rozwiązania konstrukcyjne brzegowych stref segmentów 61
1.8.3. Obliczenia statyczne i węzły struktur prętowych jedno- i wielokrzywiznowych (kopuły) 63
1.8.3.1. Uwagi ogólne 63
1.8.3.2. Obliczenia statyczne 66
1.8.3.3. Węzły rozbieralne typu SDC stosowane w kopułach 68
1.8.3.4. Węzły elementów kopuł wykonanych z prętów zamkniętych (rury kwadratowe) lub otwartych 70
1.9. Wybrane zagadnienia z zakresu montażu struktur prętowych 80
1.9.1. Uwagi ogólne 80
1.9.2. System Almos 80
1.9.3. System Mosag 82
1.9.4. Charakterystyka wybranych zagranicznych systemów montażowych 83
1.9.4.1. System konstrukcyjny Space-Grid 83
1.9.4.2. System konstrukcyjny Mock-up 84
1.9.4.3. Prefabrykowane segmenty przestrzennej konstrukcji prętowej Tubaccord 85
1.9.5. Zasady scalania i montażu struktur prętowych 86
1.10. Wybrane zagadnienia projektowania węzłów struktur prętowych o przekroju kołowym 90
1.10.1. Uwagi ogólne 90
1.10.2. Algorytm obliczeń węzłów prętów złożonych z rur okrągłych 93
1.10.3. Węzły w konstrukcjach przestrzennych 101
2. Konstrukcje złożone z prętów i cięgien - dachy wiszące 105
2.1. Uwagi ogólne 106
2.2. Podział ustrojów prętowo-cięgnowych 108
2.3. Zasady konstruowania ustrojów cięgnowych 112
2.4. Konstrukcje brzegowe (oporowe) ustrojów cięgnowych 121
2.4.1. Uwagi ogólne 121
2.4.2. Przykład konstrukcji brzegowych 121
2.5. Wybrane zagadnienia obliczania cięgien 125
2.5.1. Uwagi ogólne 125
2.5.2. Zasady projektowania cięgien według Eurokodu 3 127
2.5.2.1. Uwagi ogólne 127
2.5.5.2. Stan graniczny nośności 128
2.5.2.3. Stan graniczny użytkowalności 130
2.5.2.4. Stan zmęczenia cięgien (drgania) 131
2.6. Podstawowe zagadnienia dotyczące obliczania cięgien wiotkich 131
2.6.1. Uwagi ogólne 131
2.6.2. Wyznaczenie długości nierozciągliwości cięgna równomiernie obciążonego wzdłuż cięciwy 132
2.6.3. Określenie sił w cięgnie, strzałki zwisu oraz rozporu H 134
2.6.4. Przykłady obliczeniowe cięgien wiotkich 138
2.6.4.1. Siła w cięgnie i strzałka zwisu 138
2.6.4.2. Wpływ wydłużenia cięgna na wyniki obliczeń 139
2.6.4.3. Wpływ przyrostu obciążenia i przesunięcia podpory na naciąg cięgna 141
2.6.5. Wpływ podatności podpór cięgna 141
2.6.5.1. Uwagi ogólne 141
2.6.5.2. Przykład liczbowy 142
2.7. Niesprężone ustroje cięgnowe podwieszone do krawędziowych cięgien brzegowych 145
2.8. Płaskie ustroje wielocięgnowe 150
2.8.1. Uwagi ogólne 150
2.8.2. Przykład liczbowy wiązara linowego 151
2.9. Materiały i konstrukcje lin stosowane na cięgna 154
2.9.1. Uwagi ogólne 154
2.9.2. Właściwości mechaniczne materiałów stosowanych na cięgna 155
2.9.3. Opis konstrukcji lin 159
2.9.4. Zakotwienia cięgien 164
3. Maszty stalowe 169
3.1. Uwagi ogólne 170
3.2. Obciążenia masztów 175
3.2.1. Wyjaśnienia szczegółowe dotyczące obciążeń 177
3.2.2. Obciążenia zmienne wyjątkowe 179
3.2.3. Kojarzenie obciążeń dla masztów 179
3.3. Wybrane zagadnienia dotyczące obliczeń masztów 179
3.3.1. Uwagi ogólne 179
3.3.2. Równanie odciągu dla masztu 181
3.3.3. Metody określania sztywności odciągu na rozciąganie wzdłuż cięciwy oraz sztywności zestawu odciągów na podporze trzonu 183
3.3.4. Przykład obliczeniowy 189
3.3.5. Uwagi dotyczące obliczeń trzonu masztu 191
3.3.6. Szczegółowe uwagi dotyczące obliczeń masztów 193
3.4. Zasady obliczeń masztów według Eurokodu 3 195
3.4.1. Uwagi ogólne 195
3.4.2. Obliczeniowe przypadki obciążeń masztów 196
3.4.2.1. Obciążenia odciągów masztów symetrycznych 196
3.4.2.2. Obciążenia trzonów masztów symetrycznych 198
3.4.2.3. Zasady wyznaczania sił w maszcie od łącznego oddziaływania równomiernego i obciążeń odcinkowych 199
4. Wieże stalowe 201
4.1. uwagi ogólne 202
4.2. Opis obciążenia wieży wiatrem 203
4.3. Wyjaśnienie pojęcia mas równoważnych 204
4.4. Wyznaczenie równoważnego momentu bezwładności wieży 206
4.5. Obliczanie wież według Eurokodu 207
4.5.1. Uwagi ogólne 207
4.5.2. Zasady ustalania obciążenia wiatrem w zastępczej metodzie statycznej 209
4.5.3. Współczynniki siły oddziaływania wiatru na wyposażenie wieży 212
4.5.4. Zasady określenia współczynnika siły oddziaływania wiatru na sekcję konstrukcji Cf,s 213
4.6. Skręcanie trzonów wież (masztów) 218
4.6.1. Uwagi ogólne 218
4.6.2. Uwagi dotyczące obliczeń wpływu skręcania wież i masztów 221
4.7. Elementy podporowe wież i masztów 224
4.7.1. Uwagi ogólne 224
4.7.2. Urządzenie napinające liny odciągowe 225
4.7.3. Podpory wież i masztów 226
Bibliografia 233
