Дривинг - Устойчивость мачт на оттяжках

ГОССТРОЙ СССР

Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкции имени В. А. КУЧЕРЕНКО

УСТОЙЧИВОСТЬ МАЧТ НА ОТТЯЖКАХ

СТРОЙИЗДАТ

Москва— 1964

Книга посвящена расчету на устойчивость мачт на оттяжках.

Развиты вопросы расчета гибкой пологой нити с точками закрепления в разных уровнях. Исследованы жесткостные характеристики упругих опор, образованных пологими нитями с одной общей точкой закрепления.

Даны практические рекомендации по определению точного значения и двусторонних оценок первого критического параметра сжимающей нагрузки для упругих мачт на оттяжках.

В приложении приведены таблицы формул реактивных усилий в сложных сжатых стержневых элементах при единичных смещениях и поворотах соответствующих концевых сечений.

Книга может служить пособием при проектировании мачт на оттяжках и некоторых других систем.

Введение

Мачты «а оттяжках представляют собой сложные инженерные сооружения специального назначения. Ввиду зачительной высоты и большой гибкости мачт возникает необходимость в расчете их на устойчивость.

Известно, что расчетной схемой мачты на оттяжках является сжатый или сжато-изогнутый стержень на упруго-податливых опорах, жесткости которых в той или иной степени определяют устойчивость этого стержня.

В действительных условиях каждая упругая опора мачты (представляет собой некоторое число гибких пологих нитей (оттяжек), прикрепленных к ее стволу в одном уровне.

В дальнейшем упругую систему, состоящую из вертикального стержня, опертого на нижнем конце и раскрепленного в различных уровнях по высоте некоторым числом гибких нитей, будем называть мачтовой системой.

В процессе эксплуатации мачтовая система подвергается действию внешних нагрузок, вызванных различными факторами: ветром, перепадам температуры, появлением гололеда и т. д. При этом усилия как в стволе, так и в оттяжках мачты Могут (изменяться в широких пределах.

В современной отечественной литературе [3, 4, 9, 14] глубоко освещены вопросы расчета гибкой пологой нити. Тем не менее в дайной 'работе (рассматривается ряд задач, связанных с расчетом гибкой пологой нити, закрепленной в разных уровнях. При решении этих задач особое внимание уделяется определению величины и характера изменения горизонтальной проекции усилия (распора) в верхней точке закрепления нити.

Изменение величины распора каждой гибкой нити (из числа нитей, образующих упругую опору) при том или ином загружении мачтовой системы приводит к изменению жесткости этой упругой опоры. Больше того, в рассматриваемом положении .равновесия (для ряда расчетных 'Случаев) жесткость одной и той же упругой опоры оказывается неодинаковой до различным горизонтальным направлениям. Это обстоятельство вызывает необходимость определения горизонтальных направлений, которым соответствуют минимальные значения жесткостей упругих опор. Подобно тому как сжатый призматический стержень теряет устойчивость в плоскости наименьшей жесткости своего поперечного сечения, ствол мачты, естественно, будет терять устойчивость в плоскости наименьших жесткостей упруго-податливых опор.

Анализу жесткостей упруго-податливых опор при действии на мачтовую систему различных нагрузок посвящена глава II.

Расчет сжатого стержня на упруго-податливых опорах, реакции которых прямо пропорциональны их смещениям, не вызывает принципиальных трудностей и может быть выполнен с помощью методов строительной механики. Однако при значительном числе упругих опор для определения критического параметра нагрузки мачтовой системы потребуется раскрыть определитель высокого порядка, элементы которого будут сложными трансцендентными функциями параметра и коэффициентов жесткости упруго-податливых опор. Окончательное решение задачи сводится к отысканию наименьшего корня полученного трансцендентного уравнения.

Указанная задача может быть решена с помощью вычислительных машин.

Выбор оптимальных размеров сооружения обычно связан с большим количеством предварительных приближенных расчетов. Поэтому третья глава книги посвящена качественным методом исследования задач устойчивости сложных мачтовых систем. С помощью этих методов можно получить как полную качественную картину явлений неустойчивости, так и значения критических параметров сжимающих нагрузок рассматриваемых систем с любой наперед заданной степенью точности.