Предварительное напряжение и эксплуатационная нагрузка

При действии эксплуатационной нагрузки обшивка и верхний пояс каркаса работают совместно. Предварительное напряжение в обшивке постепенно снижается и, следовательно, верхний пояс каркаса также освобождается от сжимающих напряжений предварительного напряжения. При полной эксплуатационной нагрузке работает только каркас, обшивка выходит из работы на сжатие. Однако величина напряжений в каркасе, получаемая от эксплуатационной нагрузки, меньше, так как часть сжимающего усилия воспринимает обшивка, это обстоятельство позволяет снизить строительную высоту покрытия. Применение тонколистовой обшивки в качестве несущей и ограждающей конструкции снижает общий вес сооружения. Пространственная жесткость монтируемых элементов (панели, блоки) упрощает монтаж. В этих конструкциях также использована идея придания жесткости гибким элементом путем их предварительного растяжения. Тех, кого интересует манипулятор 3 тонны, рекомендуем веб-портал manipulyatory-piter.ru.

Выполненные в последнее время исследования показали, что, применяя предварительное напряжение, возможно повысить усталостную прочность стальных конструкций. Предпосылкой для этого является известное положение, что при действии сжимающих напряжений усталостная прочность выше, чем при растянутых. Кроме того, анализ показал, что в строительных конструкциях нагрузка с симметричным циклом почти не встречается. В основном они испытывают действие переменной нагрузки с положительным циклом.

Создавая постоянное предварительное напряжение сжатия, можно уменьшить циклические растягивающие напряжения от внешней нагрузки или полностью перевести их в сжимающие. Обширные эксперименты показали, что в стержнях, работающих на растяжение или изгиб, предварительное напряжение затяжками увеличивает усталостную долговечность в 2 раза. При этом предварительно напряженные растянутые стержни оказались экономнее по расходу стали на 12%, а изгибаемые — на 6%. Затяжки изготовлялись из высокопрочной арматуры вида Ат-VI и Ат-V. Полученное предварительное напряжение создавалось электротермическим методом. Усиление предварительным напряжением растянутых и изгибаемых стержней (запроектированных без предварительного напряжения) повышает их усталостную прочность до 4-5 раз.

Повышение усталостной прочности предварительно напряженных всей конструкций происходит в результате смещения среднего напряжения в область сжатия. Кроме того, предварительное напряжение (обжатие растянутой зоны) задерживает развитие зарождающихся трещин.

Также исследована и показана эффективность применения предварительно напряженных различных металлических конструкций в районах с повышенной сейсмичностью. Предпосылками для эффективного использования предварительного напряжения в конструкциях, воспринимающих сейсмические воздействия, являются: возможность регулировать некоторые усилия в элементах конструкций; возможность регулировать динамические характеристики всего сооружения и отдельных его элементов; возможность создания новых видов конструкций, отвечающих требованиям сейсмостойкого строительства.