Расчет элементов пролетного строения

Обшивку затвора рас­считывают на:

1) местный изгиб панели обшивки, как жесткой пластинки;

2) работу обшивки, как присоединенного пояса стрин­геров или .поперечных балок балочной клетки;

3) участие обшивки в общем изгибе затвора, как присоединенного пояса ригелей.
При определении изгибающего момента в расчетном сечении обшивки нагрузку принимают равномерно распределенной, отвеча­ющей гидростатическому давлению р в центре тяжести панели. На­пряжение в обшивке толщиной   от местного изгиба вычисляют  по формуле

    (19.1)

Безразмерный коэффициент  выбирают из табл. 19.1в зависи­мости от отношения длинной стороны панели а к короткой b. Раз­меры а и b принимают по расстоянию в свету между поддержива­ющими обшивку балками (рис. 19.5).

Приведенные в табл. 19,1 значения  отвечают данным совре­менной теории изгиба прямоугольных пластин  и даны для коэф­фициента Пуассона . Для других случаев опирания панелей значения  могут быть найдены в соответствующей литературе.

Наибольшее нормальное напряжение по середине стороны b в сечении, параллельном оси у:

  (19.2)

аналогично по середине стороны а в сечении, параллельном оси х: 

где  - коэффициент Пуассона.

Суммарные нормальные напряжения в обшивке при участии ее в работе элементов балочной клетки (стрингеров, стоек) и пролет­ного строения (ригелей) равны:

                    (19.3)

                      (19.4)

 где - местные напряжения в обшивке при ее изгибе;

 - то же, при работе обшивки в составе присоединенного пояса стрингера или стойки;

 - то же, в составе присоединенного пояса несущей конструкции; при   принимают

 Рис. 19.5 Элемент балочной клетки и эпюры моментов в обшивке

При вычислении напряжений в обшивке как в присоединенном поясе балочной клетки или ригелей в работу балки или ригеля включается полоса обшивки шириной b_пр = 0,5b, но не более 0,15L, на сторону, где L - расчетный пролет балки или ригеля.

Суммарные касательные напряжения в обшивке

                   (19.5)

где  - напряжения от местного и общего изгиба.

Для обеспечения прочности обшивки должны выполняться ус­ловия

                    (19.6)

где R - расчетные сопротивления материала с учетом коэффициен­тов безопасности по материалу, условий работы и коэффициента надежности.

Приведенные напряжения  определяют согласно четвертой теории прочности (энергетическая теория) по формуле

             (19.7)

 где  - суммарные общие и местные нормальные напряжения в данной точке обшивки;

 - касательные напряжения.

 Пренебрегая величиной касательных   напряжений, принимают

Устойчивость обшивки проверяют по СНиП II-В.З-72; она заве­домо обеспечивается при соблюдении условия

                (19.8)

Балки, поддерживающие обшивку, рассчитывают на местный и общий изгибы несущей конструкции. Обращенному к обшивке поясу стрингера присоединяют полосу обшивки шириной b_пр (см. рис. 19.5).

Ригели рассчитывают на изгиб как балку на двух опорах. Ори­ентировочно ширина полосы обшивки, присоединенной к поясу ригеля, составляет 0,3L_р (L_р - расчетный пролет затвора):

              (19.9)

 где L_отв, d_о - ширина отверстия в свету и расстояние   от кромки паза до оси опоры затвора (см. рис. 2).
Допускаемые прогибы ригелей зависят от назначе­ния и условий работы затвора.

Расстояние dодля скользящих опор меньше, чем для колесных. При предварительных расчетах dопринимают в зависимости. от L_отв и Н (размеры в м) (см. рис. 2).

Несущую конструкцию можно рассчитывать при определенных параметрах как тонкостенный брус замкнутого сечения на двух опорах, подверженный изгибу и стесненному кручению (т. е. круче­нию с изгибом), возникающему вследствие несовпадения с центром изгиба плоскости (горизонтальной) действия равно­действующей сил.

Подъемно-весовая ферма воспринимает составляю­щую массу Р₁ затвора (рис. 19.6). Часть массы  оспринимается обшивкой. Расчет подъемно-весовой фермы производят на действие приложенных в узлах сил, равных Р₁/ п где  п - число узлов весовой фермы.

Опорно-концевые стойки рассчитывают на изгиб (горизонтальными силами, действующими в местах опирания ригелей на стойки), растяжение (силами, направленными вертикально - вес затвора, силы тре­ния вопорах, сила подсоса воды), на смятие в местах закрепления осей.