Расчет радиальных ребер сферы

Щиты купола опираются своими радиальными ребрами на кольца и передают сосредоточенную нагрузку на них. Поэтому нагрузка с поверхности щита полностью воспринимается радиальными ребрами. Самым наряженным участком будет радиальное ребро, расположенное в первом ярусе купольной крыши, считая от опорного кольца. Расчетные схемы имеют вид, как представлено на рисунке 1.10.

Рисунок 1.10 – Расчетные схемы радиального ребра купола на нагрузки:

а) горизонтальную

б) вертикальную

в) местную

Суммарное продольное сжимающее усилие в ребре определяется как:

,                   (1.43)

Где:

 - коэффициент сочетания нагрузок, принимается равным 0,9;

 - продольное усилие от горизонтальной нагрузки . Определяется по формуле (1.44):

,                                         (1.44)

 - продольное усилие от вертикальной нагрузки . Определяется по формуле:

,                                          (1.45)

 – продольное усилие от местной нагрузки q.Определяется по формуле:

,              (1.46)

Где:

 и  – интенсивность нагрузки на опорное радиальное ребро. Определяется по формулам:

,                                (1.47)

,                                  (1.48)

 - нагрузка вертикального направления, действующая вниз. Определяется по формуле (1.38);

 – длина радиального ребра 1 яруса крыши;

 – угол наклона касательной радиального ребра.

От местной нагрузки q в ребре кроме продольной силы  будут и изгибающие моменты. Наибольший изгибающий момент будет в сечении на расстоянии х от левой опоры:

,                      (1.49)

Где:

                                  (1.50)

Суммарное продольное растягивающее усилие в ребре определяется по формуле (1.43) с заменой  на  (см. формулу (1.39)).

Проверка прочности радиального ребра как сжатого или растянутого стержня с местной поперечной нагрузкой производится по формуле:

,                (1.51)

Где:

,                                  (1.52)

 - шаг ребер на i-ом кольце;

 - коэффициент условий работы купола, принимаем равным 1;

 и  - соответственно площадь и минимальный момент сопротивления сечения ребра.

Предварительно сечением ребра следует задаться. Высота сечения ребра . Ребро не проверяется на устойчивость как внецентренно сжатый стержень, поскольку к нему приваривается настил в конструкции щита (в плоскости настила).

При определении продольных усилий в радиальном ребре необходимо знать углы наклона касательной по концам ребра с горизонтальной осью (), которые определяется по формуле:

,                        (1.53)

Где:

 – определяется по формуле (1.49);

 – радиус резервуара;

 - стрела подъема купола.

Причем .

Радиус кривизны сферической крыши резервуаров должен быть в пределах от 0,8 до 1,5 диаметра самого резервуара [10].