Вантовые висячие конструкции. В 1834 г. Был изобретен проволочный трос – новый конструктивный элемент, нашедший очень широкое применение в строительстве, благодаря своим замечательным свойствам – высокой прочности, малой массе, гибкости, долговечности.
В строительстве проволочные тросы были впервые применены в качестве несущих конструкций висячих мостов, а затем уже получили распространение в большепролетных висячих покрытиях. Основными несущими элементами висячих конструкций являются гибкие тросы, ванты, цепи или кабели.
Они работают только на растяжении и несут подвешенные к ним ограждающие горизонтальные, а иногда и вертикальные конструкции. Их достоинством является то, что работа пролетного элемента на растяжение позволяет максимально использовать расчетное сопротивление высокопрочных сталей, перекрывая большие пролеты при относительно невысоком расходе материалов, а недостатком – повышенная деформативность и кинематическая податливость.
Стабилизация конструкции достигается: -предварительным напряжением вант, осуществляемым монтажным пригрузом, домкратами, электротермическим методом и др.; -применением конструктивных форм повышенной жесткости (предварительно напряженных двухпоясных систем, вантовых ферм и др.); -использованием гибких пролетных элементов, обладающих наряду с осевой также и изгибной жесткостью; -предварительным напряжением опорного контура. Вантовые висячие металлические конструкции являются распорными системами.
Распор висячего элемента может передаваться непосредственно в фундаменты, разомкнутый опорный контур или восприниматься в уровне покрытия опорными конструкциями (замкнутый опорный контур). Висячие конструкции могут быть плоскими и пространственными. В плоскостных системах помимо одиночных параллельных несущих тросов используют опорные пилоны, через которые перекинуты тросы и специальные анкерные крепления тросов к фундаментам, воспринимающим вертикальные и горизонтальные опорные реакции.
В пространственных системах обязательным конструктивным элементом помимо рабочих тросов является жесткий опорный контур (железобетонный или стальной), воспринимающий распор от системы тросов, которые образуют криволинейную поверхность для укладки покрытия. Вертикальные реакции покрытия передаются на стойки, поддерживающие опорный контур, или другие вертикальные конструкции. а – схема плоскостной системы; б – пример конструкции плоскостной системы; в – пространственная однопоясная; г – пространственная двух-поясная; д – пространственная двухпоясная с пересекающимися тросами; 1 – рабочий трос; 2 – опорный пилон; 3 – опорная балка; 4 – железобетонные плиты; 5 – тарельчатый анкер; 6 – анкерная балка; 7 – оттяжка; 8 – фундамент; 9 – опорный кольцевой контур; 10 – внутреннее опорное кольцо; 11 – стабилизирующий трос; 12 – распорка; 13 – легкое покрытие; 14 – внутренний водоотвод с покрытия; 15 – световой фонарь; Рисунок 2 - Висячие системы 1.1