Расчет пневматических конструкции

Пневматические конструкции относятся к классу предварительно напряженных строительных конструкций. Их работоспособность обеспечивается постоянно действующими растягивающими напряжениями в оболочках. Тонкие, гибкие ткани и пленки самостоятельно не сопротивляются изгибающим моментам. Поэтому расчет пневматических конструкций по предельным состояниям основывается на безмоментной теории оболочек.

Пневматические конструкции рассчитываются на неблагоприятные сочетания от основных нагрузок (снег, ветер) и давления воздуха. Расчет по прочности, обязательный для всех типов конструкций, исходит из требования, чтобы в расчетных сечениях оболочки максимальные расчетные напряжения меридиональные — σ₁, и кольцевые — σ₂ (рис. 159) не превышали расчетных сопротивлений материала вдоль основы R_o и утка R_y — σ_max≤R_o (или R_y). Расчетом на общую устойчивость проверяется отсутствие в сечениях оболочки напряжений, равных нулю — σ_р>0.

Расчет воздухоопорных оболочек

Расчетные напряжения на единицу ширины определяются по формулам:

для сферических оболочек


для цилиндрических оболочек


Давление воздуха р=0,8g, но не менее 0,4 кН/м². Скоростной напор ветра g и коэффициент k определяются по СНиП. Коэффициент перегрузки n=1,3. Расчетная снеговая нагрузка р_сн в зависимости от районов СССР, принимаемых по СНиП, имеет следующие значения:



Шитые и клеешитые соединения тканей рассчитываются по тем же формулам, что и цельные участки, с введением коэффициента ослабления сечения 0,85.

Деформации оболочек не проверяются.

Расчет пневмокаркасных конструкций

Центрально-сжатые пневмостойки проверяются по прочности сечений, параллельных образующей:


Сечения, перпендикулярные образующей, не проверяются, так как сжимающая сила N_д уменьшает расчетные напряжения.

Центрально-растянутые пневмостержни проверяются по прочности сечений, параллельных образующей, по формуле (166) и по прочности сечений, перпендикулярных образующей, по формуле


Пневмобалки, работающие на изгиб, проверяются на прочность и на устойчивость. В отличие от изгибаемых элементов из жестких материалов они теряют устойчивость без разрушения — разрыва оболочек. Условие устойчивости пневмобалки



Прочность сечений, параллельных образующей, проверяют по формуле (166), а кольцевые сечения на складкообразование — по формуле


Пневмоарки и другие сжато-изгибаемые элементы проверяются по формулам на складкообразование


на устойчивость


Сечения, параллельные образующей, проверяют по формуле (166), а кольцевые сечения — по формуле (169).

Расчет затяжек, воспринимающих распор, производится обычным образом.

Расчет тентового покрытия сводится к проверке прочности материала на воздействие растягивающего усилия от местной нагрузки при провисании покрытия или от ветрового отсоса.