Stalowe konstrukcje prętowe. Część 2. Struktury przestrzenne, przekrycia cięgnowe, maszty i wieże

• autor: Kurzawa Zdzisław
• wydawnictwo: Politechnika Poznańska
• rok wydania: 2011
• ilość stron: 235
• oprawa: miękka
• format: B5
• ISBN: 9788377750643

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