Бирюлев В.В. - Металлические неразрезные конструкции с регулированияем опор

ББК 38.54
Б 64
УДК 624.072.23.014
Печатается по решению секции литературы по строительной физике и конструкциям редакционного совета Стройиздата.
Рецензент: д-р техн. наук проф. Е.И.Беленя.
Бирюлев В.В.
Б 64 Металлические неразрезные конструкции с регулированием уровня опор. - М.: Стройиздат, 1984. — 88 с, ил.
Рассмотрены вопросы конструирования и расчета неразрезных балок и ферм с регулированием напряжений методом смещения уровня опор. Приведены данные экспериментальных исследований таких конструкций. Обобщен опыт их применения в качестве подкрановых балок, стропильных и подстропильных ферм на некоторых объектах. Дана технико-экономическая оценка этих конструкций и указаны области рационального применения.
Для инженерно-технических работников научно-исследовательских и проектных организаций.
3202000000 - 253 ББК 38.54
Свод.пл.подписн. изд. 1984 6С4.05
©Стройиздат, 1984
ВВЕДЕНИЕ
Задача снижения металлоемкости и повышения эффективности строительных металлических конструкций приобретает все большую значимость в свете принятых ХХУI съездом КПСС Основных направлений экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года, а также ноябрьского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС, обратившего особое внимание партийных, советских, хозяйственных и других организаций, трудовых коллективов на значительное улучшение капитального строительства во всех отраслях народного хозяйства, осуществление соответствующих мероприятий по соблюдению норм расхода топлива, сырья, металла и других материалов., финансовых и трудовых ресурсов.
Среди многих путей решения задачи снижения-металлоемкости и повышения эффективности металлических конструкций находится и возможность выбора эффективных схем, в частности неразрезных, в наиболее распространенных элементах металлических конструкций- балках и фермах. При использовании неразрезных конструкций открывается возможность применения специфического метода регулирования напряжений смещением уровня опор. Этот метод и другие родственные ему методы регулирования напряжений, которые могут быть реализованы только в неразрезных конструкциях, отличаются простотой осуществления, малой трудоемкостью, не требуют усложнения конструкции. Хотя они известны давно, но до последних двух десятилетий практически не применялись в каркасах зданий и сооружений, а использовались лишь в пролетных строениях мостов.
Накопившимся опытом применения неразрезных балок и ферм с регулированием напряжений выявлены их бесспорные достоинства, которые в особой мере проявляются в конструкциях из сталей повышенной и высокой прочности, в условиях Сибири с ее значительными снеговыми нагрузками и суровым климатом, требующим дополнительных затрат на отопление зданий и как результат необходимость снижения габаритов несущих конструкций.
В основу книги положены исследования, выполненные на кафедре металлических конструкций Новосибирского ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительного института им. В.В. Куйбышева автором и его учениками В.М. Добрачевым, Н.А. Журавлевым, А.А. Заборским, А.З. Клячиным, И.И. Крыловым, В.П. Силенко, Ю.М. Щербаковым.
Среди всех конструкций, применяемых в строительстве, доля конструкций, перекрывающих пролеты и воспринимающих поперечные нагрузки, весьма велика. По данным ЦНИИПроектстальконструкции, только на фермы покрытий и подкрановые балки производственных зданий расходуется соответственно около 10 и Ь% всего объема металлоконструкций, изготовляемых в заводских условиях. К этому нужно добавить балочные конструкции рабочих площадок производственных зданий, эстакад, галерей, большепролетных конструкций и т. п., в том числе и тех, которые изготовляются на объектах.
Даже и в том случае, если балки и фермы будут развиваться относительно медленнее пространственных конструкций(висячих, структурных, мембранных и др.), этим классическим конструктивным формам предстоит еще длительное время играть видную роль в несущих металлических конструкциях, они надолго останутся основными системами для перекрытия пролетов. Здесь и в дальнейшем под конструктивной формой подразумевается взаимосвязанная совокупность схемы конструкции с обоснованными параметрами, типами сечений стержней, конструктивными решениями узлов и соединений с технологическими приемами и особенностями изготовления, монтажа и эксплуатации.
Одним из возможных путей повышения эффективности балочных конструкций является более широкое применение неразрезных схем с регулированием напряжений. Неразрезные системы издавна привлекали к себе внимание ученых и инженеров-металлостроителей. Мировая строительная практика за многие десятилетия накопила богатый материал об этих конструкциях, на основе анализа которого можно четко выявить достоинства и недостатки неразрезных конструкций(под термином «неразрезные конструкции» подразумеваются только балочные неразрезные конструкции).
К числу достоинств неразрезных конструкций относятся:
1) снижение металлоемкости по сравнению с разрезными конструкциями при тех же условиях работы, что является следствием более выгодного распределения изгибающих моментов в балках и усилий в стержнях ферм. Это свойство особенно ценно при больших пролетах и больших нагрузках, когда сама масса несущей конструкции составляет значительную долю среди всей совокупности нагрузок. Оно проявляется в конструкциях покрытий зданий, особенно в районах Сибири со значительными снеговыми нагрузками;
2) меньшая деформативность конструкции вследствие статической неопределимости при тех же габаритах и размерах сечений по сравнению с аналогичными разрезными конструкциями. Это преимущество дает возможность расширить область применения повышенной и высокой прочности, когда ограничения по деформативности вынуждают отказаться от них в разрезных конструкциях; расширить применение алюминиевых сплавов с пониженным модулем упругости; снизить высоту конструкций, устанавливаемую по условиям ограничения деформаций, благодаря чему, во-первых, при значительных пролетах можно поставлять конструкции в виде крупных отправочных марок, а не россыпью, во-вторых, существенно снизить расходы на эксплуатацию части объема зданий в пределах покрытий;
3) отсутствие излома линии деформации на промежуточных опорах, что исключительно важно для конструкций с подвижной нагрузкой. Наличие изломов в линии деформаций вынуждает ограничивать скорость передвижения транспорта, вызывает более частые повреждения конструкций. Это в полной мере относится и к подкрановым конструкциям;
4) большая эффективность использования пластической стадии работы металла в неразрезных балках, чем в разрезных. Несущая способность неразрезных балок повышается не только в результате развития пластических деформаций в одном сечении, но и вследствие выравнивания напряжений в двух-трех пластических шарнирах;
5) уменьшение габаритов опорных площадок промежуточных опор и уменьшение числа опорных частей в связи с тем, что на промежуточных опорах требуется одна опорная часть вместо двух, как у разрезной конструкции. Это преимущество имеет значение для тяжелых конструкций и при значительных пролетах, когда возникает необходимость в устройстве дорогостоящих опорных частей;
6) возможность выполнения специфических приемов регулирования напряжений, непригодных для разрезных конструкций, в то же время остальные приемы регулирования напряжений осуществимы как в разрезных, так и в неразрезных конструкциях. Особо следует подчеркнуть, что такие приемы регулирования напряжений, как изменение уровня опор, не требует сколько-нибудь серьезных дополнительных затрат;
7) возможность в некоторых случаях подъема при монтаже укрупненных конструкций, перекрывающих сразу два-три пролета. Это преимущество играет роль при сравнительно небольших пролетах. Важно, что укрупнительные монтажные стыки могут осуществляться при этом на земле.
Анализируя перечисленные преимущества, следует еще раз подчеркнуть особую значимость первых двух. Проблема снижения металлоемкости, по-видимому, никогда не потеряет своей остроты, ибо совершенно четко во всем мире выявились тенденции к повышению цен на сырье и энергию вследствие постепенного истощения земных недр. Это побуждает постоянно разрабатывать мероприятия по экономии металла и считать её одной из главных задач научно-технического прогресса в металлостроительстве. Эти же достоинства приобретают дополнительную ценность для районов Сибири, где повышается нагрузка на кровлю от снегового покрова, возрастают расходы на стеновые ограждения, отопление и вентиляцию в связи с суровым климатом увеличиваются транспортные расходы из-за больших расстояний.
Неразрезные конструкции имеют некоторые недостатки:
1) возможность появления неконтролируемого напряженного состояния вследствие неравномерной осадки оснований, вследствие чего принципиально снижается их надежность, особенно при неукрепленных слабых основаниях;
2) накопление температурных деформаций, больших по величине, чем в разрезных конструкциях. Этот недостаток особенно заметен в открытых длинных конструкциях, подверженных действию температуры при ее больших перепадах;
3) необходимость дополнительного расхода металла для обеспечения выносливости в связи с возможностью изменения в элементах знака напряжений на противоположный. В разрезных фермах это явление может быть только в некоторых стержнях решетки (при действии нагрузки в одном направлении), в то время как в неразрезных формах и балках меняются знаки напряжений и в поясах, и в стенке (в стержнях решетки);
4) разницу в величинах опорных реакций на крайних и промежуточных опорах. Вследствие этой особенности неразрезных конструкций в некоторых случаях возникает необходимость применять различные по размерам поперечные сечения опор или идти на перерасход металла на опоры по сравнению с разрезными конструкциями;
5) необходимость специальных конструктивных мероприятий для предотвращения отрыва конструкции от опор и восприятия отрицательных реакций. Этот недостаток отмечается при подвижных нагрузках либо временных, действующих в отдельных пролетах;
6)возможность появления сжимающих усилий в поясах и раскосах ферм при монтаже, тогда как при действии рабочих нагрузок эти стержни растянуты;
7) увеличение в некоторых случаях удельной трудоемкости изготовления конструкции, в результате выполнения дополнительных элементов, обеспечивающих неразрезность балок и ферм. В большинстве случаев увеличение практически не имеет никакого значения;
3) некоторое усложнение монтажа при создании неразрезности после подъема конструкций, когда монтаж ведется попролетно. При этом удельная трудоемкость монтажа может повыситься, так как трудоемкость работ, особенно сварочных, наверху значительно выше трудоемкости тех же работ внизу.
Анализируя перечисленные выше недостатки, можно прийти к выводу, что наиболее существенным и серьезным из них является первый. Остальные недостатки во многих случаях непринципиальны. Возникает вопрос: почему же до сего времени неразрезные конструкции не получили должного распространения?
В сравнительно больших объемах они применяются только в мостостроении и в каркасах производственных зданий в качестве подкрановых балок. Между тем интерес к ним со стороны ученых и инженеров не угасает. На высоком уровне проведены теоретические исследования статически неопределимых систем. В пользу неразрезных конструкций высказывались многие выдающиеся ученые в области строительной механики и конструкций, в частности Н.С. Стрелецкий, И.М. Рабинович, Е.О. Патон, Ф. Блейх и др.
Ло-видимому, это происходит из-за боязни фатальной неизбежности неравномерной осадки оснований, что может привести, в конечном счете, к перенапряжению и дате обрушению конструкций. Но не настало ли время пересмотреть отношение к возможным неравномерным осадкам оснований в свете успехов в области развития фундаментостроения и механики грунтов?
Известно, что на мероприятия по укрупнению оснований и устройство фундаментов затрачивается до 6% средств, расходуемых на капитальное строительство. На подземную часть зданий и сооружений приходится до 12-15% общих трудозатрат. При этом одной из основных целей укрепления оснований является недопущение значительных осадок и предотвращение неравномерных осадок оснований. Успешно используются такие надежные способы укрепления оснований, как замачивание, трамбование на большую глубину, двухрастворная, однорастворная и газовая силикатизация, смолизация карбонидными смолами с отвердителем, использование глинисто-силикатных и алюмосиликатных тампонажных растворов и многое другое. В очень больших объемах применяются железобетонные забивные и буронабивные сваи. Общий объем применения железобетонных свай превзошел 5 млн.м3 железобетона в год.
Разработаны достаточно надежные расчетные способы оценки возможных осадок оснований при заданных условиях и прогнозирование их развития во времени. Затраты на укрепление оснований и создание надежных фундаментов осуществляются в значительной мере независимо от того, какая схема несущей конструкции применяется в надземной части. Эти затраты связаны пре-«де всего с ограничением абсолютных осадок фундаментов производственных и других зданий. При таких благоприятных условиях целесообразно использовать открывающуюся возможность широкого применения неразрезных балок и ферм в качестве подкрановых балок, балок рабочих площадок, стропильных и подстропильных ферм в производственных зданиях, несущих конструкций эстакад и конвейерных галерей, несущих конструкций большепролетных покрытий и других конструкций при двух пролетах и более.
Применение этих эффективных статических схем, судя по многолетнему опыту, позволяет снизить расход металла примерно на 12-15» и более по сравнению с разрезными конструкциями при прочих равных условиях. Благодаря искусственному регулированию напряжений таким простым приемом, как смещением уровня опор, экономию металла можно довести до 16-22% при одновременном значительном снижении стоимости.
ГЛАВА 1. НЕРАЗРЕЗНЫЕ КОНСТРУКЦИИ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАПРЯЖЕНИЙ
1. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ
Неразрезные конструкции объединяют весьма значительную группу различных конструктивных форм. Большое число разновидностей этих форм зачастую не связано с неразрезностью, ибо такое же разнообразие характерно и для разрезных конструкций. Тем не менее, есть и специфические разновидности, присущие только неразрезным конструкциям.
Неразрезные конструкции могут быть классифицированы по следующим основным признакам:
конструктивному - сплошностенчатые балки; сквозные фермы (легкого и тяжелого типа)} комбинированные конструкции (комбинация балки и фермы); балки с упругими связями сдвига (пояса соединены решеткой с различными схемами, планками или перфорированной стенкой);
назначению - элементы каркаса производственного здания (подкрановые конструкции, балки рабочих площадок, подстропильные и стропильные фермы, многопролетные прогоны, сплошностенчатые ригели и др.); пролетные строения мостов; пролетные строения промышленных конструкций мостового типа (эстакады, конвейерные галереи и т.п.); несущие конструкции большепролетных покрытий (ригели рам, хребтовые фермы складов сыпучих и т. п.); элементы других инженерных сооружений;
материалу - стальные из стали одного класса; стальные из сталей нескольких классов, в том числе со вставками из сталей более высокой прочности в зоне промежуточных опор; стальные с железобетонной плитой; с использованием высокопрочных тросов;
роли в несущей системе - самостоятельные несущие конструкции; отдельные элементы несущих систем (обычно балки жесткости - сплошные или сквозные в комбинированных конструкциях);
числу и соотношению пролетов - двухпролетные, трехпролетные и многопролетные; с одинаковыми пролетами; с разными пролетами (симметрично расположенными относительно центральной оси); положению в пространстве - горизонтальные, наклонные и вертикальные (например, мачты на оттяжках, работающие не только на поперечные, но и на продольные нагрузки);
очертанию и изменению сечений - с постоянной высотой конструкции; с переменной высотой конструкции (обычно высота увеличивается на промежуточных опорах); с ломаным или криволинейным очертанием поясов (при этом один из поясов может оставаться прямолинейным) с постоянным сечением поясов; с переменным сечением поясов (обычно увеличиваются сечения в зоне промежуточных опор); с постоянной толщиной стенки балки; с переменной толщиной стенки балки (увеличение в зонах промежуточных опор со стенкой балки, усиленной наклонными ребрами жесткости)
видам опор - жесткие, упругие, нелинейно-упругие, упруговязкие и их сочетания.
Несмотря на разнообразие форм неразрезных конструкций, большое распространение получили лишь некоторые из них. Чаще всего это балки и фермы с постоянной высотой. Приведем несколько характерных примеров применения неразрезных конструкций. В нашей стране в производственных зданиях весьма широко использовались неразрезные многопролетные подкрановые балки, на которые имеются типовые проекты.
Эти балки обеспечивают экономию стали по сравнению с разрезными балками той же серии в размере примерно 13-25% для балок с пролетом 6 - 12 м и 15 - 20% для балок с пролетом 21* м. Вместе с тем при многопролетных подкрановых балках возрастает расход стали на колонны вследствие увеличения опорных реакций на промежуточных опорах.
С 1972 г. Госстроем СССР в целях унификации стальных конструкций одноэтажных производственных зданий для пролетов 6 и 12 м при кранах грузоподъемностью 10-50 т рекомендованы только разрезные балки. Но при соответствующих обоснованиях разрешено применение неразрезных балок в указанном диапазоне. В некоторых производственных зданиях применялись неразрезные подстропильные и стропильные фермы и ригели рам. Известны примеры использования неразрезных ферм в транспортных галереях при весьма значительных пролетах.
Весьма широкое распространение получили неразрезные пролетные строения в мостах, особенно автодорожных. Опыт отечественного и зарубежного мостостроения последних десятилетий свидетельствует о том, что неразрезные сплошностенчатые коробчатые конструкции пролетных строений стали типовыми.
В связи с развитием комбинированных конструкций различного типа все больше применяются неразрезные балки жесткости, в некоторых случаях воспринимающие и продольные усилия. Тем не менее, в общем объеме балочных конструкций неразрезные схемы занимают весьма скромное положение.
Эффективность неразрезных, конструкций может быть повышена благодаря использованию различных методов регулирования напряжений. Искусственное регулирование напряжений представляет собой различные приемы сознательного изменения напряженного состояния конструкций для повышения их работоспособности. Вмешательство инженера в работу конструкции может происходить на разных стадиях при изготовлении, во время монтажа, в период эксплуатации.
Конструкции с искусственным регулированием напряжений обычно называют предварительно-напряженными, поскольку в большинстве случаев регулирование осуществляется предварительным воздействием на конструкцию, благодаря чему изменяется ее напряженное состояние в желаемом направлении (предварительное натяжение вант или затяжек, принудительное смещение уровней опор, предварительный изгиб элементов балки и т. п.).
Искусственным регулированием напряжений достигаются:
экономия металла и средств во вновь возводимых конструкциях благодаря Солее выгодному распределению усилий, увеличению области упругой работы конструкции и использованию гибких элементов из высокопрочных металлов, работающих только на растяжение;
повышение несущей способности или области упругой работы конструкций, находящихся в эксплуатации, также в результате изменения напряженного состояния в связи с намечаемым ростом нагрузок или-изменением условий эксплуатации;
снижение деформативности всей конструкции или отдельных ее элементов, а также уменьшение амплитуд и частоты колебаний при действии динамических нагрузок;
повышение устойчивости всей конструкции или отдельных ее элементов;
возрастание выносливости отдельных элементов конструкции при действии циклической нагрузки) благоприятное изменение некоторых свойств конструкций (повышение хладостойкое™, коррозийной стойкости, аэродинамических характеристик и т.п.;
обеспечение в некоторых случаях удобства монтажа и в связи с этим снижение его трудоемкости.
В одной конструкции регулированием напряжений могут быть достигнуты одна или несколько целей. В неразрезных конструкциях в принципе могут достигаться все вышеперечисленные цели, хотя наибольшее значение имеет первая из них. В конечном счете, достижение любой из целей ведет к снижению затрат.
Разработкой классификации конструкций с регулированием напряжений, в частности с предварительным напряжением, и обобщением исследований в этой области занимались Е.И. Беленя [3, 4], В.М. Вахуркин[15], Ю.В. Гайдаров [17], М.Н. Лащенко [26], Н.П. Мельников [29, 30], Б.А. Сперанский [44], Н.Н. Стрелецкий [45], К.Х. Толмачев [49], П. Ференчикли М. Тохачек [52].
Как видно из схемы классификации регулирования напряжений в конструкциях по основным признакам, представленной на рис. 1, существует несколько способов регулирования напряжений, из них некоторые могут применяться в новых конструкциях при монтаже, другие же только в период эксплуатации в связи с изменением ее условий.
Из приведенных способов наиболее эффективно предварительное напряжение, особенно для достижения первой цели-экономии металла. Предварительное напряжение выгодно использовать в новых конструкциях, когда еще не появилось существенных ограничений, связанных с эксплуатацией конструкции. В классификации выделен еще один признак - способ воздействия на конструкцию при регулировании напряжений. Выделяются три способа воздействия. Для неразрезных конструкций более приемлем способ изменения статической схемы или способ внешнего регулирования, когда в результате его осуществления изменяются опорные реакции.
Наконец, нужно подчеркнуть многообразие видов работы элементов при предварительном напряжении. В схеме не указаны предварительное внецентренное растяжение и предварительное кручение в связи с их редким применением.
Следует отметить большие возможности использования метода регулирования напряжений для строительных конструкций, и прежде всего металлических. В железобетонных конструкциях регулирование напряжений, и в первую очередь предварительное напряжение, применяется как средство борьбы с малой прочностью бетона на растяжение и ранним появлением в связи с этим трещин. В конструкциях из дерева и пластмасс искусственное регулирование может компенсировать их значительную деформативность из-за ползучести материала. В металлических конструкциях перечисленные недостатки отсутствуют, но тем не менее условия для применения регулирования напряжений значительно обширнее.
В неразрезных конструкциях регулировать напряжения можно многочисленными приемами. Остановимся на способах регулирования напряжений в новых конструкциях. Предлагаемая классификация таких приемов представлена на рис. 2. Все способы регулирования напряжений делятся на две группы: те, которые могут выполняться только в неразрезных балках и фермах, и те, которые осуществляются как в неразрезных, так и в разрезных конструкциях.
Все способы регулирования в неразрезных конструкциях сводятся к изменению в желаемом направлении опоры изгибающих моментов и поперечных сил (рис. 3). Регулированием эпюры изгибающихся моментов можно либо уменьшать изгибающие моменты в пролетах в результате резкого увеличения моментов над опорами, либо выравнивать изгибающие моменты. В первом случае Эффективнее используются конструкции с переменным сечением, усиленным над опорами и облегченным в пролетах; во втором случае появляется возможность иметь постоянное сечение поясов.
Все эти способы могут осуществляться либо в виде предварительного напряжения, т.е. с приложением внешних сил воздействий, либо в виде регулирования напряжений без применения внешних воздействий (введение шарниров, использование действия собственного веса и др.).
Поскольку при одинаковой схеме конструкции применение разных способов регулирования приведет в конечном счете к одной и той же оптимальной объемлющей эпюре изгибающих моментов (в некоторых случаях - и эпюре поперечных сил ) и, следовательно, к одинаковой эффективности в смысле расхода металла, то оценка этих способов производится на базе сопоставления стоимости или трудоемкости самого регулирования. Наиболее просты и дешевы способы регулирования, не требующие специального оборудования, дополнительного расхода металла и значительных затрат труда на их выполнение.
К способам первой группы относятся: изменение уровня опор, особенно когда можно использовать собственный вес конструкции при удалении временных прокладок или при навесном методе монтажа; изменение статической схемы при монтаже введением временных шарниров (введение временных опор весьма сложно, так как необходим дополнительный материал на опоры и на временные фундаменты, а также соответствующие трудозатраты).
Анализируя в целом первую группу способов, нужно подчеркнуть главное их достоинство - простоту осуществления регулирования напряжений. В большинстве случаев не требуется силовозбудительного оборудования (гидродомкратов и т.п.), практически не усложняются конструкции.
В способах регулирования напряжений второй группы отмечаются два принципиально различных направления. Первое - это предварительный изгиб, растяжение, сжатие элементов или выгиб стержней ферм без применения высокопрочных тросов, второе - предварительное натяжение высокопрочных затяжек, или шпренгелей (иногда шпренгели можно применять и из обычной стали).
Способы регулирования напряжений, относящиеся к первому направлению, могут расширить область упругой работы балок и повысить их несущую способность до предельной величины без наступления пластических деформаций (рис. 4). Это достигается предварительным изгибом полусечений и соединением их под нагрузкой [4, 29]. Того же можно достичь в балках с упругими связями сдвига , в частности в решетчатых балках.
Все эти приемы характерны для разрезных балок. Однако представляется, что они могут быть использованы и в неразрезных балках. При этом нужно иметь в виду, что в неразрезных балках в пролете и над опорами возникают напряжения противоположных знаков. Поэтому балку следует собирать из нескольких отправочных элементов так, чтобы над опорами не было стыков. В отправочных элементах, расположенных в пролете, должна быть создана одна система предварительных напряжений, в надопорных отправочных элементах - противоположная.
Для полного использования несущей способности балок регулировать напряжения можно комбинированно. На первой стадии оно выполняется на заводе в отдельных отправочных марках одним из вышеописанных способов, на второй стадии осуществляется на монтажной площадке регулированием изгибающих моментов. Таким образом, можно выровнять напряжения в пролетах и над опорами неразрезных балок постоянного сечения, добившись этого еще в упругой стадии работы металла.
Характеризуя в целом это направление, следует отметить, что относящиеся к нему приемы осуществимы в сплошностенчатых балках и в составных балках с упругими связями сдвига со сравнительно небольшими пролетами (6 - 18м). Такое регулирование напряжений требует специального оборудования, трудоемко и практически выполнимо только в заводских условиях.
Второе направление более универсально и получило значительно большее развитие. Главный источник экономии металла в шпренгельных конструкциях - это достижение благодаря регулированию напряжений оптимального распределения усилий (изгибающих моментов, продольных сил) и замена в растянутом шпренгеле (затяжке) обычной стали высокопрочной. Без предварительного напряжения шпренгель нагружен слабо, сечение его незначительно и поэтому мала эффективность всей шпренгельной системы. Именно предварительное напряжение значительно повышает эффективность шпренгельных конструкций. Шпренгели (затяжки) применяются с одинаковым успехом как в разрезных, так и в неразрезных конструкциях. у Различные модификации связаны с местом размещения затяжек или шпрингелей, их конфигурацией, количеством, включением в работу железобетонной плиты и т.д. (рис. 5)- Важно отметить еще одну положительную роль затяжки в балках или растянутых поясах фермы - роль элемента, обеспечивающего устойчивость сжимаемых поясов.
...