Konstrukcje przestrzenne

Niskie właściwości sprężyste tworzyw sztucznych przy jednoczesnej możliwości nadawania ustrojom z tych tworzyw niemal dowolnych kształtów skłaniają do coraz szerszego wykonywania z nich konstrukcji przestrzennych.

Rozwiązania początkowo zastosowane ograniczały się do wykorzystania jedynie tworzyw sztucznych zbrojonych (rys. 4-69, 4-70, 4-71), obecnie zakresem zastosowania zostały objęte również struktury warstwowe z użyciem tworzyw komórkowych oraz tkaniny powlekane i folie, przy czym w miarę rozwoju konstrukcji przestrzennych osiąga się coraz to większe rozpiętości.

Spośród różnych przykładów stosowania konstrukcji przestrzennych można wyodrębnić kilka grup rozwiązań konstrukcyjnych, a mianowicie:

- a) ustroje fałdowe, z których wykonuje się ramownice i sklepienia,

- b) konstrukcje piramidalne z zastosowaniem cięgien metalowych,

- c) konstrukcje błonowe z żywic zbrojonych i tworzyw komórkowych,

- d) kopuły kuliste o znacznej średnicy,

- e) konstrukcje pneumatyczne z wiotkich tkanin powlekanych i folii.

Ustroje fałdowe

Właściwością ustrojów fałdowych (rys. 4-72) jest prostota produkcji prefabrykowanych elementów' fałdowych i łatwość ich łączenia w konstrukcyjną całość. Ustroje te mogą być wykonywane ze światłoprze- puszczalnych elementów jednowarstwowych lub z elementów trójwar- stwowych. Elementom tym nadaje się kształt litery V, przy czym łączy się je wzdłuż krawędzi grzbietowych, co ułatwia zachowanie szczelności przekrycia. mentów fałdowych z elementami są- siednimi I11]: a) element pośredni,

- b) element skrajny

Ustroje pokazane na rys. 4-72a i b stanowią układy belkowe. Rysunki 4-72c i d przedstawiają ramownice bramowe o obrysie załamanym lub prostokątnym, rysunek 4-72e - sklepienie, rysunek 4-72f - kopułę.

Przy projektowaniu fałdowych ustrojów belkowych [11] przyjmuje się następujące założenia:

- a) Ptyty pośrednich elementów fałdowych (rys. 4-73a) mają dolną (koszową) krawędź zamocowaną (krawędź BE), a pozostałe krawędzie - swobodnie podparte,

- b) element zewnętrzny (rys. 4-73b) jest wzdłuż krawędzi wewnętrznej (linii przenikania z sąsiednim elementem pośrednim) zamocowany (krawędź AB), wzdłuż skrajnej krawędzi (CD) - swobodny, a na pozostałych krawędziach - swobodnie podparty,

- c) przy stosunku wymiarów powierzchni płyt ponad 2 należy również uwzględniać ugięcia płyty w obu kierunkach,

- d) jeżeli ugięcia płyty są co najmniej równe połowie jej grubości, należy wykonywać obliczenia zgodnie z teorią dużych ugięć, co prowadzi do uwzględnienia odkształcenia płaszczyzny środkowej,

- e) jeśli nie występują duże ugięcia płyty, można korzystać z przybli-