Монолитные оболочки
|
Крупные блоки
|
Расчет тонких оболочек
Принцип расчета тонких оболочек. Классическая теория расчета оболочек основана на двух гипотезах: линейный элемент, нормальный к срединной поверхности оболочки, остается прямым и нормальным к данной поверхности после деформации конструкции; напряжения на площадках, параллельных срединной поверхности, не учитываются. Применение данных гипотез приводит к расчетным дифференциальным уравнениям высокого порядка относительно неизвестных функций. Уравнения получают в частных производных по двум переменным координатам точек срединной поверхности. Поскольку расчет является сложным, принимают дополнительные допущения. Например, оболочки положительной гауссовой кривизны рассчитывают по безмоментной теории, при расчете пологих оболочек криволинейные координаты точек срединной поверхности заменяют прямолинейными координатами проекций этих точек на плоскость основания и т. д. Теоретические и экспериментальные исследования свидетельствуют, что железобетонные пространственные конструкции могут работать под нагрузкой в упругом и упругопластическом состояниях, а также в стадии предельного равновесия, связанном с развитием трещин в бетоне и пластических деформаций в растянутой арматуре. Расчет оболочек начинают с составления статических уравнений, т. е. уравнений равновесия. К ним добавляют геометрические уравнения, связывающие линейные и угловые деформации, а также кривизны срединной поверхности оболочек с их перемещениями. Связь между статическими и геометрическими уравнениями выражают физическими уравнениями, которые являются обобщенным законом Гука для объемного напряженного состояния материалов. Наличие трещин в бетоне оценивают системой физических уравнений, основанных на теории Н. И. Карпенко. Статический расчет тонкостенных пространственных конструкций с учетом физической и геометрической нелинейности оболочки является сложным, поэтому такой расчет оболочек производят с использованием численного моделирования на ЭВМ путем реализации метода конечных элементов и других численных методов. Расчет оболочки по безмоментной теории. Тонкостенные оболочки имеют малую жесткость на изгиб по сравнению с их жесткостью против действия нормальных и сдвигающих усилий, поэтому в большой области оболочки имеет место безмоментное напряженное состояние. Изгибающие и крутящие моменты оказывают ощутимое влияние на напряженное состояние оболочек лишь в тех зонах, где происходит заметное искривление их срединной поверхности. Такими зонами являются места примыкания оболочки к контурным элементам, резкого изменения кривизны ее поверхности и приложения местных нагрузок.

