gembiniŲ santvarŲ strypŲ ĮrĄŽŲ analizĖdspace.lzuu.lt/bitstream/1/3837/1/mbd r....
TRANSCRIPT
ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS
VANDENS ŪKIO IR ŽEMĖTVARKOS FAKULTETAS
HIDROTECHNINĖS STATYBOS INŽINERIJOS INSTITUTAS
Rosita Vanagaitė
GEMBINIŲ SANTVARŲ STRYPŲ ĮRĄŽŲ ANALIZĖ
Magistro baigiamasis darbas
Studijų sritis: Technologijos mokslai
Studijų kryptis: Statybos inžinerija
Studijų šaka: Vandens inžinerija
Studijų programa: Hidrotechnikos inžinerija
Akademija, 2015
2
Magistrantūros studijų baigiamojo darbo valstybinė kvalifikavimo komisija:
(Patvirtinta Rektoriaus įsakymu Nr. 157-PA, 2015 m. gegužės 20 d.)
Pirmininkas: Lietuvos melioracijos įmonių asociacijos pirmininkas doc. dr. Kazys
Sivickis.
Nariai:
1. ASU, Vandens išteklių inžinerijos instituto direktorius prof. dr. Arvydas Povilaitis;
2. ASU, Hidrotechninės statybos inžinerijos instituto direktorius doc. dr. Algirdas Radzevičius;
3. ASU, Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakulteto prodekanas Hidrotechninės statybos inžinerijos
instituto doc. dr. Rytis Skominas;
4. UAB “Plungės Jonis” valdybos pirmininkas mag. Jonas Varkalys
Mokslinis vadovas: ASU, Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakulteto Hidrotechninės statybos
inžinerijos instituto doc. dr. A. Patašius
Recenzentas: ASU, Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakulteto Hidrotechninės statybos inžinerijos
instituto doc. dr. R. Šadzevičius
Instituto direktorius: ASU, Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakulteto Hidrotechninės statybos
inžinerijos instituto doc. dr. A. Radzevičius
Oponentas: ASU, Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakulteto Vandens išteklių inžinerijos instituto
doc. dr. A. Kvaraciejus
3
GEMBINIŲ SANTVARŲ STRYPŲ ĮRĄŽŲ ANALIZĖ
Rosita Vanagaitė
SANTRAUKA
Šiame darbe pateikiami rezultatai, kurie gauti tiriant gembinių santvarų strypų įrąžas.
Daugiausia atliktų tyrimų yra su dviatramėmis santvaromis, tačiau ar jas būtų galima lyginti su
gembinėmis yra mažai ištirta. Šio darbo tikslas – atlikti gembinių santvarų įrąžų analizę, rasti
strypų įrąžų priklausomybes nuo apkrovos, aukščio ir ilgio pokyčio. Žinant sąryšius tarp strypų
įrąžų ir paminėtų dydžių, galima rasti optimaliausius ir ekonomiškiausius gembinių santvarų
konstrukcinius sprendinius. Tyrimo metu nustatyta, kad geriausia stačiakampes gembines
santvaras projektuoti iki 6 m ilgio, o esant didesniam aukščiui nei 2,5 m – iki 8 m ilgio. Kuomet
santvara trikampė – atitinkamai iki 4 m, esant didesniam aukščiui iki 6 m. Tuomet santvarų
juostinių ir sieninių strypų įrąžos yra panašios savo dydžiu, dėl ko galima parinkti panašius
strypų skerspjūvius.
Pagrindiniai žodžiai: Gembinė santvara, įrąža, apatinė juosta, viršutinė juosta, statramstis.
4
THE ANALYSIS OF THE CANTILEVER TRUSS ELEMENTS EFFORTS
Rosita Vanagaitė
SUMMARY
The results in this research are obtained by analyzing cantilever truss elements efforts.
Majority of research is done with double-supported truss although only the small research has
been done with cantilever truss. Aim of the research to complete the analysis, find connection
between load, height and length difference. By knowing the connection between elements efforts
and previously mentioned concepts it is possible to find out the most optimum and economic
cantilever truss constructive solutions. The main results of this research shows that the best
option is to construct rectangular cantilever truss up to 6m length and when the height is above
2.5m it is recommended to do up to 8m length. When truss are triangular is used it is
recommended up to 4m and when the height is bigger- up to 6m. By using given
recommendations truss elements efforts dimensions are simillar, which allows elements cross-
sectiont to be selected instead
Keywords: cantilever truss, effort, lower band, upper band, stilt
5
TURINYS
SANTRAUKA ................................................................................................................................ 3
SUMMARY .................................................................................................................................... 4
ĮVADAS .......................................................................................................................................... 6
1. LITERATŪROS ANALIZĖ .................................................................................................... 8
1.1. Statybinės mechanikos svarba ir uždaviniai ......................................................................... 8
1.2. Gembinės santvaros .............................................................................................................. 9
1.3. Santvarų skaičiavimo teorijų istorinė apžvalga .................................................................. 14
1.4. Gembinių santvarų skaičiavimo metodai ............................................................................ 15
1.5. Gembinės santvaros strypų įrąžų pasiskirstymas ................................................................ 16
2. TYRIMO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI ................................................................................. 19
3. TYRIMO METODIKA .......................................................................................................... 20
3.1 Gembinių santvarų skaičiavimo metodika ........................................................................... 20
3.2 Programinė įranga „Lira – Sarp“ ......................................................................................... 22
4. TYRIMO REZULTATŲ ANALIZĖ IR APTARIMAS ........................................................ 24
4.1. Gembinių santvarų strypų įrąžų priklausomybės nuo ilgio analizė ................................ 24
4.1.1. Stačiakampių gembinių santvarų analizė ................................................................ 24
4.1.2. Trikampių gembinių santvarų analizė ..................................................................... 37
4.2. Gembinių santvarų strypų įrąžų priklausomybės nuo santvaros aukščio analizė ........... 44
4.2.1. Stačiakampių gembinių santvarų analizė ................................................................ 44
4.2.2. Trikampių gembinių santvarų analizė ..................................................................... 51
4.3. Gembinių santvarų strypų įrąžų priklausomybės nuo santvaros apkrovos analizė ........ 56
4.3.1 Stačiakampių santvarų analizė ...................................................................................... 56
4.3.2. Trikampių gembinių santvarų analizė .......................................................................... 59
4.4. Gembinių santvarų formos ir tinklelio išdėstymo įtaka strypų įrąžoms ......................... 61
IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS ............................................................................................ 65
LITERATŪRA .............................................................................................................................. 66
PRIEDAI………………………………………………………………………………………....69
6
ĮVADAS
Gembinė santvara – tai vienu galu įtvirtinta strypinė sistema, į kurios mazgus įvedus
šarnyrus gaunama geometriškai pastovi konstrukcija. Realių santvarų mazgai sujungiami
standžiai, tačiau nustatyta, kad standžius mazgus pakeitus lankstais, poslinkių ir įrąžų paklaidos
nežymios, siekia tik kelius procentus, nes priešingu atveju turėtume daug kartų statiškai
neišsprendžiamą sistemą.
Temos aktualumas. Gembinės santvaros šiuolaikinėje statyboje plačiai naudojamos, kaip
stogų ar nedidelių stogelių laikančiosios konstrukcijos, ypač tinkamos stadionams. Pastatų
statyboje, gembinės konstrukcijos panaudojamos siekiant sukurti išraiškingą pastato
architektūrinį vaizdą. Šios konstrukcijos dažnai panaudojamos pakeliamų tiltų statyboje, taip pat
panaudojamos kaip bokštinių kranų, kelio stovų konstrukcijos ir pan. Dažniausiai naudojamos
trikampės ir stačiakampės gembinės santvaros su įvairiais strypų išdėstymais. Nors šios santvaros
yra gana plačiai naudojamos, tačiau žinių apie jų strypų įrąžų pasiskirtymą, kuris priklausytų nuo
santvaros ilgio, aukščio, apkrovos, bei santvaros formos ir strypų išdėstymo yra labai mažai.
Yra ištirta, kad mažiausios juostinių strypų įrąžos yra lygiagrečių juostų strypinėje
santvaroje, o didžiausios – trikampėje santvaroje. Sieninių strypų įrąžos geriausiai pasiskirsto
parabolinėje santvaroje. Čia visų įstrižų strypų įrąžos yra lygios nuliui, o statramsčių – mazge
veikiančiai jėgai. Didžiausios sieninių strypų įrąžos yra santvaroje su lygiagrečiomis juostomis.
Tačiau analizuojant literatūrą pastebėta, kad šie teiginiai yra nustatyti tiriant dviatrames
santvaras.
Mokslinis naujumas. Daugiausia atliktų tyrimų yra su dviatramėmis santvaromis, tačiau
ar jas būtų galima lyginti su gembinėmis yra mažai ištirta. Tyrimų, kurie butų atlikti tiriant
gembines santvaras yra labai mažai, todėl teoriniu aspektu tai itin svarbi tema. Nėra žinoma apie
gembinių santvarų strypų įrąžų pasiskirstymą, kuris priklausytų nuo ilgio, aukščio ir apkrovos
pokyčio, bei strypų išdėstymo santvaroje. Žinant sąryšius tarp šių paminėtų dydžių, būtų galima
rasti optimaliausius gembinių santvarų konstrukcinius sprendinius.
Tyrimo tikslas – atlikti gembinių santvarų strypų įrąžų analizę, įvertinant akrovos
pokyčius, ilgio ir aukščio pokyčius, bei strypų išdėstymą santvaroje.
Tyrimo objektas - gembinių santvarų strypų įrąžos.
7
Tyrimo uždaviniai:
1. atlikti gembinių santvarų strypų įrąžų skaičiavimus;
2. atlikti gembinių santvarų strypų įrąžų analizę priklausomai nuo apkrovos pokyčio;
3. atikti gembinių santvarų strypų įrąžų analizę priklausomai nuo ilgio ir aukščio
pokyčio;
4. atlikti gembinių santvarų strypų įrąžų analizę priklausomai nuo santvaros formos ir
strypų išdėstymo santvaroje.
Magistro baigiamąjį darbą sudaro įvadas, literatūros analizė, tyrimo tikslas ir uždaviniai,
tyrimo metodika, tyrimo rezultatų analizė ir aptarimas, išvados ir rekomendacijos, naudotos
literatūros sąrašas ir priedai. Darbo apimtis – 67 lapai, jame yra 4 lentelės, 62 paveikslai.
Bibliografinį aprašą sudaro 25 šaltiniai. Darbo pabaigoje pateiktas 1 priedas.
8
1. LITERATŪROS ANALIZĖ
1.1. Statybinės mechanikos svarba ir uždaviniai
Pastatų konstrukcijos turi atitikti joms keliamus reikalavimus, t.y. jos turi būti reikiamo
stiprumo, patikimos, bei ekonomiškos. Tam tikslui, projektuojant konstrukciją yra skaičiuojamas
jos stiprumas, standumas ir stabilumas. Tokio skaičiavimo pagrindiniai principai ir metodai
pateikiami statybinės mechanikos disciplinoje (Čyras, 1989).
Statybinėje mechanikoje suprantama visuma atskirų elementų, sujungtų tarpusavyje
ryšiais ir sudarančių tam tikrą nekintamą plokščią ar erdvinę sistemą. Jos skaičiuojamoje
schemoje elementas suprantamas kaip sijos, santvaros ar rėmo strypas (Rimkus ir kt, 2005).
Skaičiuojant konstrukcijas yra naudojamasi tokiomis pat prielaidomis kaip ir medžiagų
atsparume, tik jos yra taikomos nebe atskiram elementui, o visai konstrukcijai.
Visų statinio elementų medžiaga yra vienalytė, izotropinė ir idealiai tampri. Ryšys tarp
įtempių ir deformacijų arba tarp jėgų ir poslinkių yra tiesinis, t.y. atitinkantis Huko dėsnį
(Rimkus, 2005)
Statybinė mechanika yra glaudžiai susijusi ne tik su medžiagų atsparumu, bet ir teorine
mechanika bei matematika. Pagrindinės teorinės mechanikos išvados apie jėgų pusiausvyrą, jėgų
darbą ir kt., gana plačiai taikomos statybinėje mechanikoje. Statybinė mechanika iš esmės yra
teorinė disciplina, tai jos išvados dažniausiai pateikiamos matematine forma (Klimavičius, 1965).
Be to, statybinė mechanika sudaro pagrindą inžinerinių kontrukcijų disciplinoms, tokioms kaip
medinės, metalinės, gelžbetoninės konstrukcijos.
Statybinės mechanikos objektas yra strypinė sistema, t.y., konstrukcija sudaryta iš
sujungtų kelių ar daugiau strypų. Statybinės mechanikos uždavinys – nustatyti vidines jėgas –
įrąžas (lenkimo momentus, ašines ir skersines jėgas), veikiančias tos sistemos strypų atskiruose
pjūviuose, o taip pat atskirų sistemos elementų ir visos sitemos deformacijas (Klimavičius, 1965).
Priklausantys nuo tamprių deformacijų, statinio mazgų poslinkiai yra maži lyginant su
paties statinio matmenimis, todėl nustatant reakcijas ir įrąžas, pusiausvyros lygtys sudaromos
nedeformuotai statinio schemai. Visa tai leidžia naudotis jėgų veikimo nepriklausomumo
principu. Taip pat analizuojant įvairias statinio geometrines schemas, daroma prielaida, kad visi
jo elementai yra sudaryti iš absoliučiai standžios medžiagos (Rimkus, 2005).
9
Skaičiuojant konstrukcijas yra naudojamasi ne realiu jos vaizdu, o supaprastintu, kuris
vadinamas skaičiuojamąja schema. Strypinių sistemų skaičiuotinė schemos skirtomos į lankstines
(elementai mazguose sujungiami lankstais), lenkiamąsias (elementai mazguose sujungti standžiai
arba standžiai ir lankstiškai), mišriąsias.
Strypinės kontrukcijos gali būti statiškai išsprendžiamos ir statiškai neišsprendžiamos.
Statiškai išsprendžiamos, kai jos atramų reakcijas galima rasti iš statikos pusiausvyros lygčių,
taikant pjūvio metodą rasti vidines jėgas. Statiškai neišsprendžiamos - tai tokios sistemos, kurių
atraminių reakcijų ir vidinių jėgų negalima rasti, taikant tik pjūvio metodą ir statikos
pusiausvyros lygtis (Vaišvila, 2008).
Skaičiuojant ir analizuojant gembines santvaras yra remiamasi pagrindiniais statybinės
mechanikos mokslo principais, todėl jo svarba yra itin didelė.
1.2. Gembinės santvaros
Gembinė santvara – tai geometriškai pastovi sistema, sudaryta iš strypų, kurių galai
šarnyriškai sujungti į mazgus. Tokios santvaros vienas galas yra įtvirtintas, o kitas laisvas.
Gembinės santvaros dažnai naudojamos kaip denginį laikančiosios stogų konstrukcijos.
Tokios konstrukcijos dažnai naudojamos atvirų stadionų stogeliams (1.1. pav) .
1.1 pav. Stadiono stogelio laikanti konstrukcija (www.dreamstime.com)
10
Gembines santvarų konstrukcijas galima pritaikyti šiuolaikinių pastatų statyboje, kai kuris
nors pastato aukštas išsiskiša į išore labiau už kitus aukštus (1.2. pav. ir 1.3. pav.).
1.2 pav. Pastatas su gembiniu pastato aukštu (www.flickr.com) 1.3 pav. Pastato gembinė konstrukcija
(www.dezeen.com)
Dar vienas gembinės santvaros panaudojimo pavyzdys pateiktas 1.4. pav., kur namelio
prie upės kranto, terasa yra virš upelio, panaudojus gembinę konstrukciją.
1.4 pav. Gembinė namo terasos konstrukcija (www.trendir.com)
11
Gembinės santvarinės konstrukcijos
taikomos ir tiltų statyboje, projektuojant
pakeliamus tiltus. Vienas seniausių, tokio
tipo tiltų panaudojimas, buvo statant naują
Bostono geležinkelio stotį. Kadangi stotį
buvo planuojama statyti prie pietų įlankos
kanalo, todėl iškilo butinybė pastatyti tiltus,
kurie netrukdytų kanalo laivybai (1.5 pav.).
Dar keli pateikiami pakeliamo tilto
pavyzdžiai yra Ashtabula mieste (JAV,
Ohajo valstija) (1.6 pav), ir Čikagos
Džefersono gatvės tiltas (1.7 pav.) 1.5 pav. Bostono terminalo tiltai (The rolling lift bridge)
(http://southstation.blogspot.com)
1.6 pav. Pakeliamas tiltas Ashtabula mieste 1.7 pav. Džefersono gatvės tiltas Čikagoje
(http://stpetersashtabula.org) (www.historicbridges.org)
1.8 pav. Bokštinio krano konstrukcija (www.kranas.lt)
12
Gembinės santvaros taip pat gali būti pritaikomos, kaip kelio ženklų stovai (1.9 pav.).
Taip pat tai yra bokštinių kranų konstrukcinė dalis (1.8 pav.).
1.9 pav. Kelio ženklo stovas (www.uisutah.com)
Gembinės santvaros gali būti klasifikuojamos pagal įvairius požymius:
a) pagal paskirtį – stogų santvaros, keliamųjų kranų, bokštų, atramų ir pan;
b) pagal konstrukciją – lengvosios (su viengubais mazgų lakštais arba visai be jų) ir
sunkiosios (su dvigubais mazgų lakštais), plokštuminės ir erdvinės;
c) pagal išorinį kontūrą su lygiagrečiomis juostomis (1.12 pav.), trapecinės (1.13 pav.),
trikampės (1.10 pav., 1.11 pav.);
d) pagal tinklelio sistemą – su spyriniais (pastovios krypties spyriai ir statramsčiai) (1.10
pav.), su trikampiais (įvairiomis kryptimis pasvirę strypai) (1.12 pav., 1.13 pav.), su
statramsčiais ir trikampiais (1.11 pav.) tinkleliais (Vaitkevičius, 1984).
1.10 pav. Trikampė gembinė santvara su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais
13
1.11 pav. Trikampė gembinė santvara su statramsčiais ir trikampiu tinkleliu
1.12 pav. Gembinė santvara lygiagrečiomis juostomis ir trikampiu tinkleliu
1.13 pav. Trapecinė gembinė santvara su trikampiu tinkleliu
Svarbiausi santvaros matmenys – santvaros ilgis L, tarpmazgis l, aukštis ties atrama h
(1.14 pav.).
14
1.14 pav. Gembnės santvaros schema
Paprasčiausias plokščios santvaros tinklo elementas yra trikampis, sudarytas iš trijų
sujungtų strypų. Realių santvarų strypų galai privirinami prie uždėtų metalinių lakštų, suveržiami
varžtais ir yra standūs. Eksperimentiniai tyrimai rodo, kad standžius mazgus pakeitus lankstais,
strypų įrąžų pasiskirstymo bei mazgų poslinkių paklaidos gaunamos nedidelės. Tačiau tokią
santvarą daug paprasčiau skaičiuoti (Čyras, 1989).
Skaičiuojant santvaras, daroma prielaida, kad jų strypai mazguose tiksliai centruoti ir
sujungti lankstiškai. Tokia prielaida, esant mažam strypų skerspjūvio ir jų ilgio santykiui
(h/l≤1/10), turi nedidelę įtaką tikrųjų įrąžų reikšmėms. Apkrovos santvarai dažniausiai
perduodamos ties mazgais, tada lankstiškai sujungtuose strypuose veikia tik ašinės jėgos
(Vaitkevičius, 1984). Santvaros strypų galus, jų skaičiuojamose schemose jungiant lankstais
priskiriama ypatybė, kokios neturi joks realus lankstas, laikoma, kad juose visiškai nėra trinties,
t.y. lankstas yra idealus (Klimavičius 1965).
1.3. Santvarų skaičiavimo teorijų istorinė apžvalga
Santvarinio tipo strypinės konstrukcijos ėmė vystytis, kai atsidaro geležinkeliai ir dėl to
prireikė statyti didesnius ir tvirtesnius tiltus, galinčius išlaikyti didelį traukinio svorį. Tačiau
teorinės to meto statytojų žinios buvo labai menkos, nebuvo teisingai suprastas tikrasis strypinės
sistemos darbas. Žinomas to meto statytojas G. Langas manė, kad lygiagrečių juostų santvaroje
visi įstrižieji strypai turi vienodas įrąžas. Šios klaidingos nuomonės laikytasi iki 1850 metų, kai
rusų tiltų inžinierius D. I. Žuravskis ją paneigė ir panaudojo mazgų išpjovimo metodą įrąžoms
rasti (Klimavičus, 1965).
15
1851 metais vokiečių inžinierius Švedleris mazgų išpjovimo metodą pakeitė jo dabartine
forma. Didelis Švedlerio nuopelnas yra tas, kad jis atkreipė dėmesį į iš trikampių sudarytas,
statiškai išsprendžiamas santvaras. Ir nurodė jų gerąsias savybes. Iki tol daugiausia buvo
naudojamos statiškai neišsprendžiamos, daugiatinklės santvaros.
1863 metais A. Riteris pasiūlė momentų centro būdą strypų įrąžoms rasti. 1903 metais šį
būdą patobulino ir toliau išvystė rusų mokslininkas F. Jasinskis (Klimavičius, 1965).
Santvarų grafinio skaičiavimo srityje ypač nusipelnė žymus anglų fizikas Dž. Maksvelis,
1864 metais pasiūlęs naudoti jungtinius jėgų daugiakampius, nustatant įrąžas. Vėliau, italų
geometrikas L. Kremona šį būdą 1872 metais labai supaprastino, išvystė ir suteikė dabartinę
formą.
Strypų pakeitimo būdą, nustatant įrąžas, 1886 metais pasiūlė L. Henebergas (Klimavičius,
1965).
1.4. Gembinių santvarų skaičiavimo metodai
Norint parinkti geriausią gembinės santvaros konstrukcinį variantą, būtina žinoti visų
santvaros stypų įrąžas. Prieš pradedant skaičiuoti konstrukciją, būtina įsitikinti, ar ji nėra judri, tai
yra atlikti jos kinematinę analizę. Skaičiuojamosios schemos judrumą apibūdina jos laisvumo
laipsnis – tai skaičius geometrinių parametrų reikalingų jos padėčiai erdvėje ar plokštumoje
nustatyti. Atliekant santvarų skaičiuojamųjų schemų kinematinę analizę, dažniausiai taikoma ši
išraiška (1.1):
L = 2M – S – r0; (1.1)
čia: M – santvaros mazgų skaičius;
S – strypų skaičius;
r0 – atraminių ryšių skaičius (Rimkus ir kt., 2005)
Yra galimos trys L reikšmės:
L=0 – skaičiuojamoji schema yra statiškai išsprendžiama, kinematinių ryšių yra tiek, kiek
reikalinga geometriniam pastovumui garantuoti;
L˂0 – statiškai neišsprendžiama, kinamatinių ryšių yra daugiau nei reikia;
L˃0 – konstrukcija judri, t.y. trūksta kinematinių ryšių. (Rimkus ir kt., 2005)
Vadinasi, geometriškai nejudrios skaičiuojamosios schema turi tenkinti sąlygą L≤0.
Santvarų atraminių ryšių reakcijos randamos iš įprastų jėgų projekcijų bei momentų
pusiausvyros lygčių. (Rimkus ir kt., 2005). Nustačius gembinės santvaros laisvumo laipsnį L ir
16
žinat atraminių reakcijų dydžius, galima apskaičiuoti stypų įrąžas. Tam tikslui yra atrastas ne
vienas skaičiavimo būdas.
Mazgų išpjovimo būdas. Taikant šį būdą yra išpjaunamas mazgas ir, užrašant jėgų
projekcijų lygtis į dvi tarpusavyje statmenas ašis, apskaičiuojamos ašinės jėgos. (Vaišvila ir kt.,
2008). Nustatyti įrąžas mazgų išpjovimo būdu galima tik santvaroms, sudarytoms taisyklingai iš
pagrindinio trikampio, t.y. prijungiant vis po du strypus.
Mazgų išpjovimo būdo trūkumas yra tas, kad apskaičiavus kurio nors strypo įrąžą
klaidingai, bus gautos neteisingos ir kitų, vėliau skaičiuojamų strypų įrąžas. Kitas trūkumas yra
tas, kad šiuo būdu negalima rasti tik vieno kurio nors santvaros strypo įrąžos, neapskaičiavus
visos eilės kitų strypų įrąžų (Klimavičius, 1965).
Momentų centro būdas. Taikant šį būdą, santvara dalijama į dvi dalis, paskui vienai iš jų
užrašoma momentų pusiausvyros lygtis, iš kurios apskaičiuojama ieškomo strypo ašinė jėga.
Lygtis užrašoma tokia, kad į ją neįeitų kitų strypų, esančių pjūvyje, ašinės jėgos (Vaišvila ir kt.,
2008).
Momentų centro būdas įrąžoms rasti gali būti sėkmingai taikomas, kai per santvarą galima
išvesti pjūvį, einantį per tris, nesikertančius viename taške, strypus. Kai pjūvis eina per daugiau
negu tris strypus, šį būdą galima taikyti tik tada, kai visi strypai, išskyrus tą, kurio įrąžą norime
nustatyti, susikerta viename taške. Jei jie viename taške nesusikerta, tai momentų centro būdą
galima taikyti, tik tada, kai nesusikertančių tame centre strypų įrąžos yra jau žinomos iš anksčiau.
Momentų centro būdas netinka rasti įrąžoms tų strypų, kurių momentų centras yra begalybėje.
(Klimavičius, 1965).
Projekcijų būdas. Santvarų, turinčių lygiagrečias juostas, sieninių strypų įrąžų negalima
nustatyti momentų centro būdu, nes tų strypų momentų centras yra begalybėje. Šios įrąžos labai
paprastai nustatomos projekcijų būdu (Klimavičius, 1965). Taikant šį būdą, santvara dalijama
pusiau, paskui kuriai nors vienai daliai užrašant jėgų projekcijų pusiausvyros lygtis.
Lygiagrečių juostų santvarose didžiausios sieninių strypų įrąžos visuomet esti prie
santvaros atramos, nes čia veikia didžiausia skersinė jėga (Klimavičius, 1965).
1.5. Gembinės santvaros strypų įrąžų pasiskirstymas
Gerai suprojektuotoje santvaroje visų strypų įrąžos yra beveik vienodos. Keičiant
santvaros aukštį ir formą, galima gana plačiose ribose keisti strypų įrąžas, o tuo pačiu ir jos
strypų reikalingus skerspjūvius (Klimavičius, 1965).
17
Mažiausios juostinių strypų įrąžos susidaro lygiagrečių juostų strypinėje santvaroje,
didžiausios - trikampėje santvaroje. Sieninių strypų įrąžos geriausiai pasiskirsto parabolinėje
santvaroje. Čia visų įstrižų strypų įrąžos yra lygios nuliui, o statramsčių – mazge veikiančiai
jėgai. Didžiausios sieninių strypų įrąžos esti santvaroje su lygiagrečiomis juostomis.
Įrąžų pasiskirtymo atžvilgiu racionalios yra santvara su lygiagrečiomis juostomis ir
parabolinė santvara. Taip pat tuo atžvilgiu bus ir visos santvaros, kurių atitinkamos juostos
strypai bus tarp parabolės ir su antrąja juosta lygiagrečios tiesios (pusiau parabolinės santvaros).
Trikampėse santvarose įrąžos pasiskirsčiusios neracionaliai, juostinių strypų įrąžos jose 50% ir
daugiau didesnės, negu to paties aukščio parabolinėje ir santvaroje su lygiagrečiomis juostomis
(Klimavičius, 1965).
P. Mackevičiaus (2008) straipsnyje analizuojamas statramsčio poveikis santvaros darbui.
Staipsnyje teigiama, kad ekonomiškiausia, kai trapecinės santvaros su lygiagrečiomis juostomis
statramsčiai paremia viršutinę santvaros juostą. Tokiu atveju konstrukcija yra net 27 proc.
lengvesnė už santvara be statramsčių. Taip yra todėl, kad statramstis sumažina santvaros juostos
skaičiuotinį ilgį, o dalį apkrovos, statramstis perduoda kitiems santvaros elementams.
T. Ulitinas ir S. Kalanta (2010) savo straipsnyje analizuoja santvaros aukščio
optimizavimą. Tyrimo metu nustatyta, kad mažinant santvaros aukštį, plieno sąnaudos didėja,
tačiau optimali jos struktūra nekinta.
I. Rimkus, Š. Kisevičius ir S. Kalanta (2013) straipsnyje apie tamprių tilto santvarų
optimizavimą, nustatė, kad kad projektavimo praktikoje dažnai naudojama tilto santvaros
skaičiuojamoji schema nėra optimali. Taip pat, kad mažinant santvaros aukštį (nuo optimalaus),
plieno sąnaudos didėja. Mažėjant santvaros aukščiui, plieno poreikis juostoms didėja, o spyriams
mažėja.
Nagrinėjant santvarų tūrio minimizavimą, G. Blaževičiaus ir A. Atkočiūno (2011)
straipsnyje “Prisitaikančių santvarų tūrio minimizavimas inkreminiu metodu” siūlo naują
inkrementinį prisitaikančių konstrukcijų deformacijų ir įlinkių analizės metodą, galinčiu fiksuoti
poslinkių kitimo nemonotoniškumą. Sukurtasis inkrementinis tūrio minimizacijos uždavinio
sprendimo algoritmas tikslina konstrukcijos standumo sąlygų įvertinimą. Šie tyrimai atlikti darant
mažų poslinkių prielaida. Vienas pirmųjų tyrimus apie optimalų projektavimą atliko Polizzotto
(1984).
Santvarų optimizacijos uždaviniai yra gana dažnai nagrinėjami tyrėjų. Projektuojant
konstrukcijas, kuriose galimos plastinės deformacijos, gaunama papildoma medžiagų ekonomija,
18
lyginant su analogiškomis tampriomis konstrukcijomis (Hayalioglu, 2000; Grigusevičius, 2005).
Santvarų, kurių strypai sujungti lankstais, optimizavimo uždaviniai jau buvo formuluojami ir
sprendžiami daugelyje darbų (Maciulevičius, 1964; Majid, 1974; Rao, 1996). Juose
projektuojami strypų skerspjūviai dar neapibrėžtos formos. Moksliniame darbe (Maciulevičius,
1964) optimizuojami santvaros strypų skerspjūviai ir strypų išdėstymas, laikantis prielaidos, jog
visų gniuždomųjų strypų liaunis arba skerspjūvio spindulys yra vienodas. Kitame straipsnyje
(Goremikins, Serdjuks 2010) jau nagrinėjami santvarų, kurių viršutinės juostos elementai ne tik
gniuždomieji, bet ir lenkiamieji, optimizavimo uždaviniai. Projektavimo parametrai yra strypų
skerspjūvio plotai ir santvaros aukštis.
Dauguma tyrimų apie santvarų strypų įrąžų pasiskirtymą ar santvarų optimizavimą
(svorio minimizavimą) yra atlikti analizuojant dviatrames santvaras, todėl nėra aiškių duomenų ar
jas galima lyginti su gembinėmis santvaromis, kurios yra žymiai mažiau ištyrinėtos, ir apie jų
strypų įrąžų pasiskirtymą skirtingų formų santvarose yra mažai duomenų.
19
2. TYRIMO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI
Tyrimo tikslas – atlikti gembinių santvarų strypų įrąžų analizę, įvertinant akrovos
pokyčius, ilgio ir aukščio pokyčius, bei strypų išdėstymą santvaroje.
Tyrimo objektas – gembinių santvarų strypų įrąžos.
Tyrimo uždaviniai:
1. atlikti gembinių santvarų strypų įrąžų skaičiavimus;
2. atlikti gembinių santvarų strypų įrąžų analizę priklausomai nuo apkrovos
pokyčio;
3. atikti gembinių santvarų strypų įrąžų analizę priklausomai nuo ilgio ir aukščio
pokyčio;
4. atlikti gembinių santvarų strypų įrąžų analizę priklausomai nuo santvaros
formos ir strypų išdėstymo santvaroje.
20
3. TYRIMO METODIKA
3.1 Gembinių santvarų skaičiavimo metodika
Tyrimo objektas – gembinių santvarų strypų įrąžos. Siekiant atlikti gembinių santvarų
strypų įrąžų analizę, būtina žinoti visų santvaros strypų įrąžas. Įrąžas galima sužinoti taikant
pjūvio metodą. Taikant šį metodą galima naudotis keliais būdais: mazgų išpjovimo, momentų
centro, projekcijų. Išsamiau šie būdai aptarti 1.4 skyriuje. Norint sužinoti visų tiriamų gembinių
santvarų strypų įrąžas, reikėtų atlikti didelę eilę skaičiavimų, todėl tam tikslui dažnai
pasitelkiamos kompiuterinės programos. Šiame darbe numatyta gembinių santvarų strypų įrąžas
apskaičiuoti kompiuterine programa „Lira - Sarp“.
Analizei pasirinktos trikampės ir stačiakampės gembinės santvaros su skirtingais strypų
išdėstymais. Kai trikampė gembinė santvara yra su pastovios kypties spyriais ir statramsčiais (3.1
pav), jos ilgis L bus 4; 6; 8; 10; 12 m, aukštis h – 1,5; 2 ir 2,5 m, išskirstytoji apkrova q – 1,5;
2,0; 2,5; 3,0 kN/m2. Analogiškai, kai gembinės trikampės santvaros yra su trikampiu tinkleliu
(3.2 pav) ir trikampiu tinkleliu su statramsčiais (3.3 pav). Kai gembinė santvara yra stačiakampė
su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais (3.4 pav.) jos ilgis L bus 4; 6; 8; 10; 12 m, aukštis h
– 1,5; 2 ir 2,5 m, išskirstytoji apkrova q – 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 kN/m2. Taip pat imami analogiški
duomenys, kai stačiakampė gembinė santvara yra su trikampiu tinkleliu (3.5 pav) ir trikampiu
tinkleliu su statramsčiais (3.6 pav.). Tarpmazgis a visais atvejais lygus 1 m.
3.1 pav. Trikampė gembinė santvara su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais
21
3.2 pav. Trikampė gembinė santvara su trikampiu tinkleliu
3.3 pav. Trikampė gembinė santvara su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais
3.4 pav. Stačiakampė gembinė santvara su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais
22
3.5 pav. Stačiakampė gembinė santvara su trikampiu tinkleliu
3.6 pav. Stačiakampė gembinė santvara su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais
3.2 Programinė įranga „Lira – Sarp“
„Lira – Sarp“, tai daugiafunkcinis programinės įrangos paketas, skirtas projektuoti
statinius, įvertinant statines bei dinamines apkrovas ir į tai atsižvelgus, parinkti optimaliausias
plienines ir gelžbetonines konstrukcijas. Norint suskaičiuoti visas pasirinktų nagrinėti gembinių
santvarų strypų įrąžas, reikėtų atlikti daugybę skaičiavimų. Šiam tikslui palengvinti numatyta
naudotis „Lira – Sarp“ programa.
Pradžioje sudaroma santvaros skaičiuotinė schema, kurią galima pasirinkti iš programoje
esančių schemų. Jei nerandama tinkama schema, ją galima pavaizduoti „AutoCad“ aplinkoje,
23
išsaugoti dxf formatu ir įkelti į „Lira – Sarp“ aplinką. Turint skaičiuotinę santvaros schemą,
sunumeruojami santvaros mazgai ir strypai, tada nurodomos atraminės reakcijos, užduodamos
pasirinktos apkrovos ir atliekamas santvaros skaičiavimas. Baigus skaičiavimus, gaunamos strypų
įražų reikšmės.
24
4. TYRIMO REZULTATŲ ANALIZĖ IR APTARIMAS
Atlikti visų nagrinėjamų gembinių santvarų strypų įrąžų skaičiavimai, pasinaudojus
programine įranga Lira-Sarp. Tyrimui atlikti naudojamos maksimalios gembininių santvarų
apatinės ir viršutinės juostų, sieninių įstrižų, bei statramsčių strypų įrąžos, kurios pateiktos 4.1,
4.2, 4.3 ir 4.4 lentelėse. Tyrimui naudojamos maksimalios įrąžos nes pagal jas, projektuojant
santvaras, parenkami strypų skerspjūviai. Pagal gautas maksimalias įrąžas sudaryti santvaros
strypų įrąžų priklausomybės grafikai nuo ilgio, aukščio bei apkrovos. Visais atvejais maksimalios
įrąžos yra šalia atramos esančiose strypuose.
4.1. Gembinių santvarų strypų įrąžų priklausomybės nuo ilgio analizė
4.1.1. Stačiakampių gembinių santvarų analizė
Tiriant stačiakampę gembinę santvarą su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais,
pastebima, kad didėjant santvaros ilgiui, atitinkamai didėja ir strypų įrąžos. Ilgiui didėjant, įrąžos
apatinėje ir viršutinėje juostose kinta pagal kreivę, o įstrižuose strypuose ir statramsčiuose –
pagal tiesinę priklausomybę (4.1 pav.). Grafikuose pastebimi kreivių ir tiesių sankirtos taškai.
Viršutinės juostos kreivė kertasi su įstrižų strypų tiese, kai gembinės santvaros ilgis yra apie 5 m.
Ties 5 m atkarpa, apatinės juostos kreivė prasilenkia su statramsčių tiese, tačiau labai nežymiai.
Gembinės santvaros ilgiui, esant didesniam nei 8 m, kreivės su tiesėmis tarpusavyje prasilenkia
vis didesniu atstumu. Esant 10 m ilgiui, viršutinės juostos maksimali įrąža 57,7 % didesnė už
įstrižo sieninio strypo maksimalią įrąžą, apatinės juostos – 71,5% už statramsčių. Skirtumai
didesni, kai santvaros ilgis dar didesnis.
Intensyviausiai kinta apatinių ir viršutinių juostų strypų įrąžos, ilgiui pakitus nuo 4 iki 12
m, atinkamai padidėja 9 ir 13,44 karto. Kiek mažiau įstrižųjų ir statramstinių strypų – 3,29 karto.
Padidinus gembinės santvaros aukštį nuo 1,5 iki 2,0 m, įrąžos strypuose sumažėja,
juostiniuose strypuose įražos – 25%, o įstrižuose – 7 %. Aukščio pasikeitimas neįtakojo
statramsčių įrąžų. Sankirtos taškas tarp kreivės ir tiesės pasislinko į dešinę (žr. 4.2 pav.). Šiuo
atveju sankirtos taškas yra, kuomet gembinės santvaros ilgis apie 6 m.
Padidėjus gembinės santvaros aukščiui, įrąžos sumažėjo, tačiau įrąžų pokyčiai, kitant
santvaros ilgiui išliko tokie pat, ilgiui pakitus nuo 4 iki 12 m, įrąžos apatinėje ir viršutinėje
juostose atinkamai padidėja 9 ir 13,44 karto. Kiek mažiau įstrižųjų ir statramstinių strypų – 3,29
karto.
25
4.1 lentelė. Gembinių santvarų apatinių juostų strypų maksimalios įrąžos
Apatinės juostos strypų maksimalios įrąžos, kN
Santvaros tipas
Apkrova
kN/m² 1.5 2.0 2.5 3.0
Aukštis, m 1.5 2 2.5 1.5 2 2.5 1.5 2 2.5 1.5 2 2.5
Stačiakampė
gembinė santvara
su pastovios
krypties spyriais
ir statramsčiais
Ilgis
, m
4
-8.00 -6.00 -4.80 -10.67 -8.00 -6.40 -13.33 -10.00 -8.00 -16.00 -12.00 -9.60
6
-18.00 -13.50 -10.80 -24.00 -18.00 -14.40 -30.00 -22.50 -18.00 -36.00 -27.00 -21.60
8
-32.00 -24.00 -19.20 -42.67 -32.00 -25.60 -53.33 -40.00 -32.00 -64.00 -48.00 -38.40 10
-50.00 -37.50 -30.00 -66.67 -50.00 -40.00 -83.33 -62.50 -50.00 -100.00 -75.00 -60.00 12
-72.00 -54.00 -43.20 -96.00 -72.00 -57.60 -120.00 -90.00 -72.00 -144.00 -108.00 -86.40
Stačiakampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu
Ilgis
, m
4
-8.00 -6.00 -4.80 -10.67 -8.00 -6.40 -13.33 -10.00 -8.00 -16.00 -12.00 -9.60
6
-18.00 -13.50 -10.80 -24.00 -18.00 -14.40 -30.00 -22.50 -18.00 -36.00 -27.00 -21.60
8
-32.00 -24.00 -19.20 -42.67 -32.00 -25.60 -53.33 -40.00 -32.00 -64.00 -48.00 -38.40
10
-50.00 -37.50 -30.00 -66.67 -50.00 -40.00 -83.33 -62.50 -50.00 -100.00 -75.00 -60.00
12
-72.00 -54.00 -43.20 -96.00 -72.00 -57.60 -120.00 -90.00 -72.00 -144.00 -108.00 -86.40
Stačiakampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu ir
statramsčiais
Ilgis
, m
4
-4.50 -3.38 -2.70 -6.00 -4.50 -3.60 -7.50 -5.63 -4.50 -9.00 -6.75 -5.40
6
-12.50 -9.38 -7.50 -16.67 -12.50 -10.00 -20.83 -15.63 -12.50 -25.00 -18.75 -15.00
8
-24.50 -18.38 -14.70 -32.67 -24.50 -19.60 -40.83 -30.63 -24.50 -49.00 -36.75 -29.40
10
-40.50 -30.38 -24.30 -54.00 -40.50 -32.40 -67.50 -50.63 -40.50 -81.00 -60.75 -48.60
12
-60.50 -45.38 -36.30 -80.67 -60.50 -48.40 -100.83 -75.63 -60.50 -121.00 -90.75 -72.60
Trikampė
gembinė santvara
su pastovios
krypties spyrais
ir statramsčiais
Ilgis
, m
4
-8.00 -6.00 -4.80 -10.67 -8.00 -6.40 -13.33 -10.00 -8.00 -16.00 -12.00 -9.60
6
-18.00 -13.50 -10.80 -24.00 -18.00 -14.40 -30.00 -22.50 -18.00 -36.00 -27.00 -21.60
8
-32.00 -24.00 -19.20 -42.67 -32.00 -25.60 -53.33 -40.00 -32.00 -64.00 -48.00 -38.40
10
-50.00 -37.50 -30.00 -66.67 -50.00 -40.00 -83.33 -62.50 -50.00 -100.00 -75.00 -60.00
12
-72.00 -54.00 -43.20 -96.00 -72.00 -57.60 -120.00 -90.00 -72.00 -144.00 -108.00 -86.40
26
Trikampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu
Ilgis
, m
4
-8.00 -6.00 -4.80 -10.67 -8.00 -6.40 -13.33 -10.00 -8.00 -16.00 -12.00 -9.60
6
-18.00 -13.50 -10.80 -24.00 -18.00 -14.40 -30.00 -22.50 -18.00 -36.00 -27.00 -21.60
8
-32.00 -24.00 -19.20 -42.67 -32.00 -26.00 -53.33 -40.00 -32.00 -64.00 -48.00 -38.40
10
-50.00 -37.50 -30.00 -66.67 -50.00 -40.00 -83.33 -62.50 -50.00 -100.00 -75.00 -60.00
12
-72.00 -54.00 -43.20 -96.00 -72.00 -57.60 -120.00 -90.00 -72.00 -144.00 -108.00 -86.40
Trikampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu ir
statramsčiais
Ilgis
, m
4
-6.00 -4.50 -3.60 -8.00 -6.00 -4.80 -10.00 -7.50 -6.00 -12.00 -9.00 -7.20
6
-15.00 -11.25 -9.00 -20.00 -15.00 -12.00 -25.00 -18.75 -15.00 -30.00 -22.50 -18.00
8
-28.00 -21.00 -16.80 -37.33 -28.00 -22.40 -46.67 -35.00 -28.00 -56.00 -42.00 -33.60 10
-45.00 -33.75 -27.00 -60.00 -45.00 -36.00 -75.00 -56.25 -45.00 -90.00 -67.50 -54.00 12
-66.00 -49.50 -39.60 -88.00 -66.00 -52.80 -110.00 -82.50 -66.00 -132.00 -99.00 -79.20
4.2 lentelė. Gembinių santvarų viršutinių juostų strypų maksimalios įrąžos
Viršutinės juostos strypų maksimalios įrąžos, kN
Santvaros tipas Apkrova kN/m² 1.5 2.0 2.5 3.0
Aukštis, m 1.5 2 2.5 1.5 2 2.5 1.5 2 2.5 1.5 2 2.5
Stačiakampė
gembinė santvara
su pastovios
krypties spyriais ir
statramsčiais
Ilgis
, m
4
4.50 3.38 2.70 6.00 4.50 3.60 7.50 5.63 4.50 9.00 6.75 5.40
6
12.50 9.38 7.50 16.67 12.50 10.00 20.83 15.63 12.50 25.00 18.75 15.00
8
24.50 18.38 14.70 32.67 24.50 19.60 40.83 30.63 24.50 49.00 36.75 29.40
10
40.50 30.38 24.30 54.00 40.50 32.40 67.50 50.63 40.50 81.00 60.75 48.60
12
60.50 45.38 36.30 80.67 60.50 48.40 100.83 75.63 60.50 121.00 90.75 72.60
Stačiakampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu
Ilgis
, m
4
6.13 4.60 3.68 8.17 6.13 4.90 10.21 7.66 6.13 12.25 9.19 7.35
6
15.13 11.34 9.08 20.17 15.13 12.10 25.21 18.91 15.13 30.25 22.69 18.15
8
28.13 21.09 16.88 37.50 28.13 22.50 46.88 35.16 28.13 56.25 42.19 33.75
10
45.13 33.84 27.08 60.17 45.13 36.10 75.21 56.41 45.13 90.25 67.69 54.15
12
66.13 49.59 39.63 88.17 66.13 52.90 110.21 82.66 66.13 132.25 99.19 79.35
27
Stačiakampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu ir
statramsčiais
Ilgis
, m
4
8.00 6.00 4.80 10.70 8.00 6.40 13.30 10.00 8.00 16.00 12.00 9.60
6
18.00 13.50 10.80 24.00 18.00 14.40 30.00 22.50 18.00 36.00 27.00 21.40
8
32.00 24.00 19.20 42.67 32.00 25.60 53.33 40.00 32.00 64.00 48.00 38.40
10
50.00 37.50 30.00 66.67 50.00 40.00 83.33 62.50 50.00 100.00 75.00 60.00
12
72.00 54.00 43.20 96.00 72.00 57.60 120.00 90.00 72.00 144.00 108.00 86.40
Trikampė gembinė
santvara su
pastovios krypties
spyrais ir
statramsčiais
Ilgis
, m
4
6.41 5.03 4.25 8.54 6.71 5.66 10.68 8.39 7.08 12.82 10.06 8.49
6
15.46 11.86 9.75 20.62 15.81 13.00 25.77 19.76 16.25 30.92 23.72 19.50
8
28.49 21.65 17.60 37.98 28.86 23.47 47.48 36.08 29.34 56.98 43.29 35.20
10
45.50 34.42 27.83 60.67 45.89 37.11 75.84 57.36 46.39 91.01 68.84 55.66 12
66.51 50.18 40.45 88.69 66.91 53.93 110.86 83.64 67.42 133.03 100.37 80.90
Trikampė gembinė
santvara su
trikampiu tinkleliu Ilgis
, m
4
7.48 5.87 4.95 9.97 7.83 6.60 12.46 9.78 8.26 14.95 11.74 9.91
6
17.01 13.04 10.73 22.68 17.39 14.30 28.35 21.74 17.88 34.02 26.09 21.45
8
30.52 23.19 18.86 40.70 30.92 25.55 50.87 38.65 31.43 61.05 46.39 37.72
10
48.03 36.33 29.38 64.04 48.44 39.17 80.05 60.55 48.96 96.06 72.66 58.75
12
69.38 52.46 42.29 92.72 69.95 56.39 115.90 87.44 70.48 139.07 104.93 84.58
Trikampė gembinė
santvara su
trikampiu tinkleliu
ir statramsčiais
Ilgis
, m
4
8.54 6.71 5.66 11.39 8.94 7.55 14.24 11.18 9.43 17.09 13.42 11.32
6
18.55 14.23 11.70 24.74 18.97 15.60 30.92 23.72 19.50 37.11 28.46 23.40
8
32.56 24.74 20.12 43.41 32.99 26.82 54.26 41.23 33.53 65.12 49.48 40.23
10
50.56 38.24 30.93 67.41 50.99 41.23 84.27 63.74 51.54 101.12 76.49 61.85
12
72.56 54.75 44.13 96.75 72.99 58.34 120.93 91.24 73.55 145.12 109.49 88.26
28
4.3 lentelė. Gembinių santvarų įstrižų sieninių strypų maksimalios įrąžos
Įstrižų sieninių strypų maksimalios įrąžos, kN
Santvaros tipas
Apkrova
kN/m² 1.5 2.0 2.5 3.0
Aukštis, m 1.5 2 2.5 1.5 2 2.5 1.5 2 2.5 1.5 2 2.5
Stačiakampė
gembinė santvara
su pastovios
krypties spyriais
ir statramsčiais
Ilgis
, m
4
6.31 5.87 5.65 8.41 7.83 7.54 10.52 9.78 9.42 12.62 11.74 11.31
6
9.92 9.22 8.89 13.22 12.30 11.85 16.25 15.37 14.81 19.83 18.45 17.77
8
13.52 12.58 12.12 18.03 16.77 16.16 22.54 20.96 20.19 27.04 25.16 24.23 10
17.13 15.93 15.35 22.84 21.24 20.46 28.54 26.55 25.58 34.25 31.86 30.70 12
20.73 19.29 18.58 27.64 25.18 24.77 34.55 32.14 30.97 41.46 38.57 37.16
Stačiakampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu
Ilgis
, m
4
5.93 5.80 5.74 7.91 7.73 7.65 9.88 9.66 9.56 11.86 11.60 11.47
6
9.09 8.89 8.80 12.12 11.85 11.73 15.15 14.82 14.66 18.18 17.78 17.59
8
12.25 11.98 11.86 16.34 15.98 15.81 20.42 19.97 19.76 24.51 23.97 23.71
10
15.42 15.08 14.92 20.56 20.10 19.89 25.69 25.13 24.86 30.83 30.15 29.83
12
18.58 18.17 17.97 24.77 24.22 23.97 30.96 30.30 29.96 37.16 36.34 35.95
Stačiakampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu ir
statramsčiais
Ilgis
, m
4
-6.31 -5.87 -5.65 -8.41 -7.83 -7.54 -10.50 -9.78 -9.42 -12.60 -11.74 -11.31
6
-9.92 -9.22 -8.89 -13.20 -12.30 -11.85 -16.53 -15.38 -14.81 -19.83 -18.45 -17.77
8
-13.52 -12.58 -12.12 -18.03 -16.77 -16.16 -22.54 -20.96 -20.19 -27.02 -25.16 -24.23
10
-17.13 -15.93 -15.35 -22.84 -21.24 -20.46 -28.54 -26.55 -25.58 -34.25 -31.86 -30.70
12
-20.73 -19.29 -18.58 -27.64 -25.72 -24.77 -34.53 -32.14 -30.97 -41.46 -38.57 -37.16
Trikampė
gembinė santvara
su pastovios
krypties spyrais ir
statramsčiais
Ilgis
, m
4
3.61 3.35 3.23 4.81 4.47 4.31 6.01 5.59 5.39 7.21 6.71 6.46
6
5.41 5.03 4.85 7.21 6.71 6.46 9.01 8.39 8.08 10.82 10.06 9.69
8
7.21 6.71 6.46 9.62 8.94 8.62 12.02 11.18 10.77 14.42 13.42 12.92
10
9.01 8.39 8.08 12.02 11.18 10.77 15.02 13.98 13.46 18.03 16.77 16.16
12
10.82 10.06 9.69 14.42 13.42 12.93 18.03 16.77 16.16 21.63 20.12 19.39
29
Trikampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu
Ilgis
, m
4
3.16 3.09 3.06 4.22 4.12 4.08 5.27 5.15 5.10 6.33 6.19 6.12
6
4.74 4.64 4.59 6.33 6.19 6.12 7.91 7.73 7.65 9.49 9.28 9.18
8
6.33 6.19 6.12 8.43 8.25 8.16 10.54 10.31 10.20 12.65 12.37 12.24
10
7.91 7.73 7.65 10.54 10.31 10.20 13.18 12.89 12.75 15.81 15.46 15.30
12
9.49 9.28 9.18 12.65 12.37 12.24 15.81 15.46 15.30 18.97 18.54 18.38
Trikampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu ir
statramsčiais
Ilgis
, m
4
-3.01 -2.70 -2.55 -4.01 -3.61 -3.40 -5.02 -4.51 -4.50 -6.02 -5.41 -5.10
6
-4.80 -4.37 -4.16 -6.40 -5.83 -5.55 -8.00 -7.29 -6.93 -9.61 -8.75 -8.32
8
-6.60 -6.05 -5.77 -8.80 -8.06 -7.70 -11.00 -10.08 -9.62 -13.20 -12.09 -11.55 10
-8.40 -7.72 -7.39 -11.20 -10.30 -9.85 -14.00 -12.78 -12.31 -16.80 -15.44 -14.77 12
-10.20 -9.40 -9.00 -13.60 -12.53 -12.00 -17.00 -15.66 -15.00 -20.40 -18.80 -18.00
4.4 lentelė. Gembinių santvarų statramsčių maksimalios įrąžos
Statramsčių maksimalios įrąžos, kN
Santvaros tipas
Apkrova
kN/m² 1.5 2.0 2.5 3.0
Aukštis, m 1.5 2 2.5 1.5 2 2.5 1.5 2 2.5 1.5 2 2.5
Stačiakampė
gembinė santvara
su pastovios
krypties spyriais
ir statramsčiais
Ilgis
, m
4
-5.25 -5.25 -5.25 -7.00 -7.00 -7.00 -8.75 -8.75 -8.75 -10.50 -10.50 -10.50
6
-8.25 -8.25 -8.25 -11.00 -11.00 -11.00 -13.75 -13.75 -13.75 -16.50 -16.50 -16.50
8
-11.25 -11.25 -11.25 -15.00 -15.00 -15.00 -18.75 -18.75 -18.75 -22.50 -22.50 -22.50
10
-14.25 -14.25 -14.25 -19.00 -19.00 -19.00 -23.75 -23.75 -23.75 -28.50 -28.50 -28.50
12
-17.25 -17.25 -17.25 -23.00 -23.00 -23.00 -28.75 -28.75 -28.75 -34.50 -34.50 -34.50
Stačiakampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu
Ilgis
, m
4
-5.63 -5.63 -5.63 -7.50 -7.50 -7.50 -9.38 -9.38 -9.38 -11.25 -11.25 -11.25
6
-8.63 -8.63 -8.63 -11.50 -11.50 -11.50 -14.38 -14.38 -14.38 -17.25 -17.25 -17.25
8
-11.63 -11.63 -11.63 -15.50 -15.50 -15.50 -19.38 -19.38 -19.38 -23.25 -23.25 -23.25
10
-14.63 -14.63 -14.63 -19.50 -19.50 -19.50 -24.38 -24.38 -24.38 -29.25 -29.25 -29.25
12
-17.63 -17.63 -17.63 -23.50 -23.50 -23.50 -29.38 -29.38 -29.38 -35.25 -35.25 -35.25
30
Stačiakampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu ir
statramsčiais
Ilgis
, m
4
1.50 1.50 1.50 2.00 2.00 2.00 2.50 2.50 2.50 3.00 3.00 3.00
6
1.50 1.50 1.50 2.00 2.00 2.00 2.50 2.50 2.50 3.00 3.00 3.00
8
1.50 1.50 1.50 2.00 2.00 2.00 2.50 2.50 2.50 3.00 3.00 3.00
10
1.50 1.50 1.50 2.00 2.00 2.00 2.50 2.50 2.50 3.00 3.00 3.00
12
1.50 1.50 1.50 2.00 2.00 2.00 2.50 2.50 2.50 3.00 3.00 3.00
Trikampė
gembinė santvara
su pastovios
krypties spyrais ir
statramsčiais
Ilgis
, m
4
-5.25 -5.25 -5.25 -7.00 -7.00 -7.00 -8.75 -8.75 -8.75 -10.50 -10.50 -10.50
6
-8.25 -8.25 -8.25 -11.00 -11.00 -11.00 -13.75 -13.75 -13.75 -16.50 -16.50 -16.50
8
-11.25 -11.25 -11.25 -15.00 -15.00 -15.00 -18.75 -18.75 -18.75 -22.50 -22.50 -22.50 10
-14.25 -14.25 -14.25 -19.00 -19.00 -19.00 -23.75 -23.75 -23.75 -28.50 -28.50 -28.50 12
-17.25 -17.25 -17.25 -23.00 -23.00 -23.00 -28.75 -28.75 -28.75 -34.50 -34.50 -34.50
Trikampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu
Ilgis
, m
4
-5.63 -5.63 -5.63 -7.50 -7.50 -7.50 -9.38 -9.38 -9.38 -11.25 -11.25 -11.25
6
-8.63 -8.63 -8.63 -11.50 -11.50 -11.50 -14.38 -14.38 -14.38 -17.25 -17.25 -17.25
8
-11.63 -11.63 -11.63 -15.50 -15.50 -15.50 -19.38 -19.38 -19.38 -23.25 -23.25 -23.25
10
-14.63 -14.63 -14.63 -19.50 -19.50 -19.50 -24.38 -24.38 -24.38 -29.25 -29.25 -29.25
12
-17.63 -17.63 -17.63 -23.50 -23.50 -23.50 -29.38 -29.38 -29.38 -35.25 -35.25 -35.25
Trikampė
gembinė santvara
su trikampiu
tinkleliu ir
statramsčiais
Ilgis
, m
4
-3.00 -3.00 -3.00 -4.00 -4.00 -4.00 -5.00 -5.00 -5.00 -6.00 -6.00 -6.00
6
-4.50 -4.50 -4.50 -6.00 -6.00 -6.00 -7.50 -7.50 -7.50 -9.00 -9.00 -9.00
8
-6.00 -6.00 -6.00 -8.00 -8.00 -8.00 -10.00 -10.00 -10.00 -12.00 -12.00 -12.00
10
-7.50 -7.50 -7.50 -10.00 -10.00 -10.00 -12.50 -12.50 -12.50 -15.00 -15.00 -15.00
12
-9.00 -9.00 -9.00 -12.00 -12.00 -12.00 -15.00 -15.00 -15.00 -18.00 -18.00 -18.00
31
4.1 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais
maksimalių įrąžų priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 1,5 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
4.2 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais maksimalių
įrąžų priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,0 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
32
Aukštį padidinus iki 2,5 m, juostinių strypų įrąžos dar labiau sumažėja, kas įtakoja tiesių
ir kreivių artėjimą. Viršutinės juostos kreivė su įstrižų strypų kreive kertasi, kai santvaros ilgis
yra maždaug 7 m. Beto atsiranda taškas, kuriame kertasi ir apatinės juostos kreivė su statramsčių
tiese – ties 4,5 m (žr. 4.3 pav.).
4.3 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais maksimalių
įrąžų priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,5 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
Nagrinėjant stačiakampę gembinę santvarą su trikampiu tinkleliu, taip pat pastebima,
kad juostinių strypų įrąžos kinta pagal kreivę, o įstrižų sieninių strypų ir statramsčių įrąžos, pagal
tiesinę priklausomybę (4.4 pav.).
Šio tipo gembinėje santvaroje, aukščiui esant 1,5 m, nėra sankirtos taškų tarp kreivių ir
tiesių (4.4 pav.). Didžiausi įrąžų pokyčiai, ilgiui didėjant, yra juostiniuose strypuose.
Didinant santvaros aukštį, sankirtos taškai tarp kreivių ir tiesių atsiranda. Santvaros
aukščiui esant 2,0 m, virštutinės juostos kreivė kertasi su įstrižų strypų tiese, kai santvaros ilgis
yra maždaug 5 m (žr. 4.5 pav.), o aukščiui esant 2,5 m, kai ilgis yra 6 m (žr 4.6 pav.). Kai
gembinės santvaros ilgis didesnis nei 10 m, kreivės su tiesėmis prasilenkia dideliu atstumu,
juostinių ir sieninių strypų įrąžų dydžiai labai skiriasi, o tai neracionalu parenkant skerspjūvius.
33
4.4 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu maksimalių įrąžų priklausomybė
nuo ilgio, kai santvaros aukštis 1,5 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
4.5 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu maksimalių įrąžų priklausomybė
nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,0 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m
34
4.6 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu maksimalių įrąžų priklausomybė
nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,5 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
Stačiakampėje gembinėje santvaroje su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais, viršutinės ir
apatinės juostų įrąžos kinta pagal kreivę, o įstriži strypai pagal tiesę (4.7 pav.). Iš grafiko (4,7
pav.) matome, kad statramstinių strypų įrąžos visiškai nepriklauso nuo santvaros ilgio, o įrąža yra
lygi mazge veikiančios jėgos dydžiui.
Matome, kad šiuo atveju sankirtos taškas yra kertantis apatinės juostos kreivei su įstrižų
strypų tiese, esant apytiksliai 5 m ilgiui. Kai ilgis didesnis nei 8 m, kreivė su tiese prasilenkia
didesniu atstumu. Šiuo atveju viršutinės juostos ir statramsčių įrąžos itin skiriasi, kaip matyti 4.7
pav., tiesė su kreive prasilenkia dideliu atstumu. Taip yra todėl, kad šio tipo gembinėse
santvarose statramsčių įrąžos nepriklauso nuo ilgio, ir yra pastovaus dydžio, t.y. įrąža lygi mazge
veikiančiai jėgai.
35
4.7 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 1,5 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
Didinant gembinių santvarų aukštį, daugiausia mažėja juostinių strypų įrąžos, todėl
kreivės su tiesėmis artėja, kas įtakoja sankirtos taško pasislinkimą į dešinę pusę. Kai aukštis yra
2,0 m, kreivė su tiese kertasi ilgiui esant 6 m (žr. 4.8 pav.), o kai aukštis 2,5 m – beveik ties 7 m
(žr. 4.9 pav.).
Pakeitus santvaros apkrova, t.y., ją sumažinus įrąžos visuose strypuose taip pat
atitinkamai sumažėja. Tačiau apkrovos pakeitimas neįtakojo kreivės ir tiesės sankirtos taško prie
to paties aukščio. Šiuo atveju kai santvaros aukštis yra 2,5 m, apkrovai esant 3,0 ar 2,0 kN/m2,
sankirtos taškas yra, kai santvara yra maždaug 7 m ilgio (žr. 4.10 pav.). Tai pastebėta ir kituose
nagrinėtuose santvarų atvejuose, kurie pateikti 1 priede.
36
4.8 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,0 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
4.9 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,5 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
37
4.10 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,5 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
Išnagrinėjus stačiakampių gembinių santvarų priklausomybę nuo ilgio, galima teigti, kad
santvaras, kurių aukštis iki 2,0 m geriausia projektuoti ne ilgesnes nei 6 m, o aukštį padidinus iki
2,5 m – ne ilgesnes nei 8 m.
4.1.2. Trikampių gembinių santvarų analizė
Tiriant trikampę gembinę santvarą su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais nustatyta,
kad juostinių strypų įrąžos kinta pagal kreivę, o įstrižų sieninių strypų ir statramsčių pagal tiesinę
priklausomybę. Šio tipo santvaroje, kai santvaros aukštis 1,5 m, sankirtos taškų tarp kreivių ir
tiesių nepastebima (4.11 pav).
Intensyviausi įrąžų pokyčiai vyksta juostiniuose strypuose. Ilgiui pakitus nuo 4 iki 12 m,
apatinės ir viršutinės juostos įrąžos atitinkamai padidėja 9,0 ir 10,38 karto, statramsčių – 3,29
karto, o įstrižų strypų tik 3,0 karto.
38
4.11 pav. Trikampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 1,5 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
Aukštį padidimus iki 2,0 m, įrąžos juostiniuose ir įstrižuose sieniniuose strypuose mažėja,
o statramsčiuose nekinta. Sankirtos taškų esant šiam aukščiui taip pat nepastebima. Santvaroje su
pastovios krypties spyriais ir statramsčiais kreivės su tiesėmis priartėja, kai ilgis 4 m, tačiau
nesikerta (žr. 4.12 pav.).
Kai santvaros aukštis 2,5 m, apatinės juostos kreivė kertasi su statramsčių tiese, kai
santvaros ilgis šiek tiek didesnis nei 4 m. Kuomet ilgis yra 8 m, kreivės su tiesėmis prasilenkia
vis didesniu atstumu, kas rodo, kad įrąžų dydžiai pradeda žymiai skirtis (žr. 4.13 pav.).
Kintant santvaros aukščiui, kinta ir įrąžų pokyčiai viršutinėje gembinės santvaros juostoje.
Ilgiui padidėjus nuo 4 iki 12 m, kai aukštis 1,5, įrąžos padidėja 10,38 karto, o kai aukštis 2,0 ir
2,5 – atitinkamai 9,97 ir 9,53 karto. Kituose strypuose aukštis neturi įtakos įrąžų pokyčiams, kai
didėja ilgis.
39
4.12 pav. Trikampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,0 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
4.13 pav. Trikampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,5 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
40
Trikampėje gembinėje santvaroje su trikampiu tinkleliu, kaip ir anksčiau nagrinėtuose
gembinėse santvarose, juostinių strypų įrąžos kinta pagal kreivę, o sieninių pagal tiesinę
priklausomybę, didėjant santvaros ilgiui. Kai santvaros aukštis yra 1,5 m, kreivės su tiesėmis
prasilenkia ir nesikerta (4.14 pav.). Trikampėse gembinėse santvarose su trikampiu tinkleliu,
didžiausi įrąžų pokyčiai yra juostiniuose strypuose, ir maždaug 3 kartus mažesni įstrižuose
strypuose ir statramsčiuose.
4.14 pav. Trikampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu maksimalių įrąžų priklausomybė nuo ilgio,
kai santvaros aukštis 1,5 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
Padidinus gembinės santvaros aukštį iki 2,0 m, sankirtos taškų taip pat dar nepastebima.
Kai ilgis 4 m, juostinių strypų įrąžų kreivės su sieninių strypų įrąžų tiesėmis labia priartėja, tačiau
neiskerta (4.15 pav.). Kuomet santvaros ilgis 2,5 m (4.16 pav.), apatinės juostos įrąžų kreivė
kertasi su statramsčių įrąžų tiese, kai santvaros ilgis kiek didesnis nei 4 m. Kai ilgis 8 m ir
daugiau, tiesės su krevėmis vis labiau prasilenkia. Aukščiui didėjan,t labiausiai mažėja juostinių
strypų įrąžos, kas ir sąlygoja kreivių ir tiesių artėjimą.
Šioje nagrinėjamoje santvaroje, kaip ir anktesnėje, didinant aukštį, mažėja viršutinės
juostos irąžų pokytis, kai ilgis didėja. Esant 1,5, 2,0 ir 2,5 m aukščiui atitinkami pokyčiai – 9,30,
8,94 ir 8,54 karto. Kituose strypuose aukštis įtakos neturi.
41
4.15 pav. Trikampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu maksimalių įrąžų priklausomybė
nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,0 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
4.16 pav. Trikampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu maksimalių įrąžų priklausomybė
nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,5 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
42
Trikampėje gembinėje santvaroje su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais, priešingai negu
prieš tai nagrinėtoje tokio pat tinklelio išdėstymo stačiakampėje gembinėje santvaroje,
statramsčių įrąžos priklauso nuo ilgio, o tiesė, pagal kurią kinta įrąžos yra labai artima įstrižų
sieninių strypų įrąžų tiesei. Beto statramsčių ir įstrižų strypų įrąžos yra neigiamos, t.y., strypai yra
gniuždomi. Juostinių strypų įrąžos, kaip ir kitose nagrinėtuose gembinėse santvarose, kintant
ilgiui, kinta pagal kreivę (4.17 pav.). Iš grafiko matome, kad šiuo atveju, kai aukštis 1,5 m,
kreivės su tiesėmis nesikerta.
Didinant šios nagrinėjamos santvaros aukštį iki 2,0 ir 2,5 m, sankirtos taškų tarp kreivių ir
tiesių nepastebima. Kai aukštis 2,5 m, kreivės labai priartėja prie tiesių, kai santvaros ilgis 4 m,
tačiau nesikerta (4.18 ir 4.19 pav.).
4.17 pav. Trikampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 1,5 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
43
4.18 pav. Trikampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,0 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
4.19 pav. Trikampės gembinės santvaros su trikampiu ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo ilgio, kai santvaros aukštis 2,5 m, veikianti apkrova 3,0 kN/m2
44
Santvaroje su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais, kaip ir kitose trikampėse gembinėse
santvarose, didinant aukštį, mažėja viršutinės juostos įrąžų pokytis, kai ilgis didėja nuo 4 iki 12
m. Esant 1,5, 2,0 ir 2,5 m aukščiui, atitinkami pokyčiai – 8,49, 8,16 ir 7,80 karto. Taip pat
pastebima, kad įstrižuose strypuose, aukščiui didėjant įrąžų pokytis didėja, kai didėja ilgis. Kai
aukštis 1,5, 2,0, 2,5 m, atitinkami įrąžų pokyčiai yra 3,39, 3,48, 3,53 karto. Likusiuose strypuose
aukštis įtakos neturi. Pakeitus santvaros apkrova, t.y., ją sumažinus ar padidinus, įrąžos visuose
strypuose taip pat atitinkamai sumažėja ar padidėja, tačiau apkrovos pakeitimas neįtakoja kreivės
ir tiesės sankirtos taško, prie to paties aukščio. Trikampių gembinių santvarų ilgio
priklausomybės analizė, esant kitokioms apkrovoms pareikta 1 priede.
Išnagrinėjus trikampių gembinių santvarų priklausomybę nuo ilgio, galima teigti, kad
santvaras, kurių aukštis iki 2,0 m geriausia projektuoti ne ilgesnes nei 4 m, o aukštį padidinus iki
2,5 m – ne ilgesnes nei 6 m. Sankirtos taškai tarp juostinių strypų įrąžų kreivių ir sieninių strypų
įrąžų tiesių, trikampėse gembinėse santvarose dažniausiai kertasi, kai aukštis yra 2,5 m, o ilgis
kiek daugiau nei 4 m. Esant aukščiui 6 m, tiesės su kreivėmis prasilenkia, tačiau atstumas tarp jų
nėra itin didelis, tai reiškia, kad įrąžos savo dydžiu per daug nesiskiria.
4.2. Gembinių santvarų strypų įrąžų priklausomybės nuo santvaros aukščio
analizė
4.2.2. Stačiakampių gembinių santvarų analizė
Pirmiausia, iš stačiakampių gembinių santvarų, nagrinėjama su pastovios krypties spyriais
ir statramsčiais. Kaip matyti grafike (4.20 pav), didėjant gembinės santvaros aukščiui, juostinių
strypų įrąžos akivaizdžiai mažėja, tačiau įstrižų sieninių strypų kinta labai nežymiai, o
statramstinių strypų įrąžos nepriklauso nuo aukščio ir nekinta. Strypų įrąžos kinta pagal kreivę,
išskyrus statramsčių įrąžas, kurios nepriklauso nuo aukščio. Didėjant gembinės santvaros
aukščiui, kreivės artėja viena kitos, ir įrąžų dydžių skirtumai tarp juostinių ir sieninių strypų
mažėja (žr. 4.20 pav.). Santvaros ilgiui esant 4 m ilgio, matome, kad viršutinės juostos įrąžos, yra
mažesnės už įstrižų sieninių strypų įrąžas. Kai santvaros aukštis yra maždaug 2,3 m, tuomet
kertasi apatinės juostos kreivė su statramsčių tiesę. Didinant aukštį nuo1,5 iki 2,5 m,
intensyviausiai kinta juostinių strypų įrąžos, jos sumažėja 1,67 karto, kai įstrižų strypų – tik 1,12
karto.
Didinant santvaros ilgį, strypų įrąžos didėja. Kai santvaros aukštis 2 m, o ilgis 6 m,
viršutinės juostos ir įstrižų strypų kreivės kertasi. Susikirtimo taške esančios įrąžos yra vienodo
45
dydžio. Toliau, aukščiui didėjant iki 2,5 m, viršutinės juostos įrąžos tampa mažesnėmis už įstrižų
strypų. Taip yra todėl, kad aukščiui didėjant juostinių strypų įrąžos intensyviau mažėja už
sieninių strypų įrąžas. Tarp statramsčių tiesės ir apatinės juostos kreivės, sankitos taškų nebėra
(žr. 4.21 pav.).
Santvaros ilgiui esant dar didesniam (8 m), viršutinės juostos įrąžos tampa didesnėmis už
įstrižų sieninių strypų, ir nebesikerta, nors kai santvaros aukštis 2,5 m kreivės yra priartėjusios.
Apatinės juostos įrąžų kreivė, dar labiau nutolusi nuo statramsčių tiesės (4.22 pav.). Ilgiui
didėjant iki 10 ar 12 m, atstumai tarp kreivių yra dar didesni. Didėjnant ilgiui, statramsčių įrąžos
padidėja, tačiau iš grafikų matome, kad kintant aukščiui, išlieka pastovaus dydžio.
Padidėjus gembinės santvaros ilgiui, įrąžos padidėjo, tačiau įrąžų pokyčiai, kitant
santvaros aukščiui išliko tokie pat.
4.20 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais maksimalių
įrąžų priklausomybė nuo aukščio, kai santvaros ilgis 4 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
46
4.21 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais maksimalių
įrąžų priklausomybė nuo aukščio, kai santvaros ilgis 6 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
4.22 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais maksimalių
įrąžų priklausomybė nuo aukščio, kai santvaros ilgis 8 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
47
Stačiakampėje gembinėje santvaroje su trikampiu tinkleliu, juostinių ir įstrižų strypų
įrąžos, keičiantis aukščiui kinta pagal kreivę, o statramščių – nepriklauso nuo aukščio (4.23 pav.).
Grafike, kuris pateiktas 4.23 pav., matome, kad santvaros ilgiui esant 4 m, viršutinės
juostos ir įstrižų sieninių strypų įrąžų kreivės kertasi, kai santvaros aukštis yra kiek didesnis nei
1,5 m. Nuos susikirtimo taško, įstrižų strypų įrąžų kreivė yra aukščiau viršutinės juostos kreivės.
Taip pat kertasi apatinės juostos kreivė su statramčių tiese, kai aukštis yra apie 2,2 m.
Ilgiui padidėjus iki 6 m, sankirtos taškų nebepastebima. Kai auštis yra nuo 2 iki 2,5 m,
įrąžų dydžiai dar yra artimi, tačiau kuo ilgesnė santvara tuo skirtumai yra didesni (žr. 4.24 pav.).
4.23 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu maksimalių įrąžų priklausomybė
nuo aukščio, kai santvaros ilgis 4 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
48
4.24 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu maksimalių įrąžų priklausomybė
nuo aukščio, kai santvaros ilgis 6 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
Santvarose su trikampiu tinkleliu, kintant aukščiui, intensyviausiai mažėja juostinių strypų
įrąžos. Aukštį padidus nuo 1,5 iki 2,5 m, įrąžos sumažėja 1,67 karto, tiek kiek ir stačiakampėse
gembinėse santvarose su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais. Be to, padidėjus gembinės
santvaros ilgiui, įrąžos padidėjo, tačiau įrąžų pokyčiai, kitant santvaros aukščiui išlieka tokie pat.
Stačiakampei gembinei santvarai su trikampiu strypų išdėstymu tinklelyje, įterpus
statramstį, situacija pakinta. Iš strypų įrąžų priklausomybių, pateiktų 4.25 pav. esančiame grafike,
matome, kad kai santvaros ilgis 4 m, sankirtos taškų dar nėra. Įstrižų sieninių strypų įrąžos, esant
4 m santvaros ilgiui yra didesnės už apatinės juostos įrąžas. Be to, priešingai negu santvarose
vien su trikampiu tinkleliu, įstrižų strypų įrąžos yra neigiamo ženklo (strypai gniuždomi),
statramsčių – teigiamo (strypai tempiami).
49
4.25 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais strypų įrąžų
priklausomybė nuo aukščio, kai santvaros ilgis 4 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
Kaip ir ankščiau nagrinėtose stačiakampėse santvarose, kintant santvaros aukščiui, strypų
įrąžų priklausomybės juostiniuose ir įstrižuose sieniniuose strypuose kinta pagal kreivę, o
statramčių įrąžos yra pastovaus dydžio, ir nepriklauso nuo aukščio. Be to santvaroje su trikampiu
tinkleliu ir statramsčiais, statramsčių įrąžos dydis yra lygus mazge veikiančiai jėgai ir nepriklauso
nei nuo aukščio, nei nuo ilgio.
Didėjant santvarų ilgiui, didėja ir strypų įrąžos. Kuomet santvaros ilgis yra 6 m, apatinės
juostos ir įstrižų strypų įrąžų kreivės susikerta, kai santvaros aukštis yra 2 m (4.26 pav.). Kai ilgis
padidėja iki 8 m, kreivių kirtimosi taškų nebėra, juostinių strypų įražų kreivė pradeda tolti nuo
sieninių strypų įrąžų kreivės. Kuomet santvaros aukštis yra 2,5 m, apatinės juostos ir įstrižų
sieninių strypų įrąžos yra dar artimos savo dydžiu (žr. 4.27 pav.). Didėjant aukščiui įrąžos
intensyviausiai mažėja juostiniuose strypuose – 1,67 karto, įstrižuose strypuose tik 1,12 karto.
50
4.26 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais maksimalių
įrąžų priklausomybė nuo aukščio, kai santvaros ilgis 6 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
4.27 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais maksimalių
įrąžų priklausomybė nuo aukščio, kai santvaros ilgis 8 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
51
Stačiakampių gembinių santvarų strypų įrąžų priklausomybės nuo aukščio analizė,
patvirtina ir papildo, atliktą ilgio analizę. Nustatyta, kad santvaras iki 2 m aukščio geriausia
projektuoti iki 6 m ilgio, o esančias 2,5 aukščio – iki 8 m, nes esant tokiam ilgio ir aukščio
balansui, juostinių ir sieninių strypų įrąžos yra panašios savo dydžiu, kas lemia panašių strypų
skerspjūvių parinkimą, o tai turi įtakos gembinės santvaros ekonomiškumui.
Atlikus aukščio analizę, pastebėta, kad stačiakampę gembinę santvarą su trikampiu
tinkleliu, tikslingiau būtų projektuoti mažesnio ilgio, nei prieš tai nurodyta. Santvaras iki 2 m
aukščio – neilgesnes kaip 4 m, o 2,5 m aukščio iki 6 m, nes pastebėta, kad nuo 6 m ilgio,
santvaros juostinių ir sieninių strypų įrąžos pradeda vis intensyviau skirtis savo dydžiu, priešingai
negu kitose nagrinėtose stačiakampėse santvarose, su kitokiu tinklelio išdėstymu.
4.2.3. Trikampių gembinių santvarų analizė
Trikampėje gembinėje santvaroje su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais, kintant
aukščiui, strypų įrąžos juostiniuose ir įstrižuose sieniniuose strypuose kinta pagal kreivę.
Statramsčiui aukščio pokytis neturi įtakos (4.28 pav.). Kuomet santvaros ilgis yra 4 m, apatinės
juostos įrąžų kreivė kertasi su statramsčių tiese, kai santvaros aukštis yra maždaug 2,30-2,40 m.
Viršutinės juostos įrąžų kreivė yra pakilusi virš įstrižų sieninių strypų įrąžų kreivės ir nesikerta.
Didėjant aukščiui, gembinės santvaros strypų įrąžos mažėja. Intensyviausias įrąžų
mažėjimas, aukščiui kintant nuo 1,5 iki 2,5 m, yra juostiniuose santvaros strypuose. Apatinės
juostos įrąžos sumažėja 1,67 karto, viršutinės 1,51 karto, kai įstrižų sieninių strypų – tik 1,12
karto.
Padidėjus gembinės santvaros ilgiui iki 6 m, kirtimosi taškų tarp kreivių nebėra, nes ilgio
padidėjimas turi didesnę įtaką juostinių strypų įrąžoms, todėl kuo didesnis ilgis, tuo juostinių ir
sieninių įrąžų kreivės vis labiau tolsta viena nuo kitos (žr. 4.29 pav.).
Ilgio pasikeitimas, įrąžų pokyčiams, kai kinta aukštis, įtakos turėjo tik viršutinės juostos
strypų įrąžoms. Aukščiui padidėjus nuo 1,5 m iki 2,5 m, viršutinės juostos įrąžos sumažėjo 1,59
karto. Tai yra didesnis sumažėjimas lyginant su 4 m ilgio santvara.
Trikampėje gembinėje santvaroje su trikampiu tinkleliu, situacija panaši, kaip ir prieš tai
nagrinėtoje santvaroje. Viršutinės juostos įrąžų kreivė yra pakilusi virš statramsčių įrąžų kreivės
ir nesikerta, o apatinės juostos kreivė susikerta su statramsčių tiese, kai santvaros aukštis yra
maždaug 2,2 m (4.30 pav.).
52
4.28 pav. Trikampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais maksimalių
įrąžų priklausomybė nuo aukščio, kai santvaros ilgis 4 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
4.29 pav. Trikampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais maksimalių
įrąžų priklausomybė nuo aukščio, kai santvaros ilgis 6 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
53
4.30 pav. Trikampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu maksimalių įrąžų priklausomybė
nuo aukščio, kai santvaros ilgis 4 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
Įrąžų pokyčiai santvaroje su trikampiu tinkleliu, yra tokie pat kaip ir santvaros su
pastovios krypties spyriais ir statramsčiais, tik įstrižų strypų įrąžų sumažėjimas, didėjant aukščiui
nuo 1,5 iki 2,5 m, yra dar mažesnis, tik 1,04 karto.
Ilgio padidėjimas iki 6 m, padidina ir strypų įrąžas. Šis įrąžų didėjimas intensyviausias yra
juostiniuose strypuose, todėl kreivės pateiktos 4.31 pav. esančiame grafike, nebesikerta ir pradeda
tolti viena nuo kitos.
Pasikeitus ilgiui, pasikeitė ir viršutinės juostos įrąžų pokytis. Priešingai nei 4 m ilgio
santvaroje, kur įrąžos sumažėjo 1,51 karto, 6 m ilgio santvaroje įrąžos mažėja 1,59 karto,
aukščiui pakitus nuo 1,5 m iki 2,5 m.
Trikampei gembinei santvarai su trikampiu strypų išdėstymu tinkelyje, į jį įterpus
statramstį, įstrižų sieninių strypų įrąžos įgyja neigiamą ženklą, t.y., strypai tampa gniuždomi, o ne
tempiami. Įstrižų strypų ir statramsčių įrąžos yra labai panačios savo dydžiu, ir jų įrąžų kreivės
beveik sutampa. Kirtimosi taškų tarp juostinių ir sieninių strypų įrąžų kreivių nėra (4.32 pav.).
54
Kaip ir ankščiau nagrinėtose trikampėse santvarose, taip ir šioje, aukščio pokytis
didžiausia įtaką turi juostinių strypų įrąžos, jos mažėja daugiausia didėjant aukščiui, bei yra toks
toka pat kaip ir ankščiau nagrinėtose trikampėse santvarose, viršutinės ir apatinės juostų
atitinkamai 1,51 ir 1,67 karto. Įstrižų sieninių strypų įrąžų sumažėjimas yra kiek didesnis nei kitų
trikampių santvarų, t.y. 1,18 karto.
Kai santvara yra 6 m ilgio, juostinių strypų įrąžų kreivės, vis labiau tolsta nuo sieninių
įstrižų, todėl įrąžos savo dydžiu vis labiau skiriasi esant didesniam ilgiui (4.33 pav.)
Didėjant ilgiui, santvaroje su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais, pakinta įrąžų pokyčiai
viršutinėje juostoje ir įstrižuose strypuose, atitinkamai 1,59 ir 1,15 karto. Viršutinės juostos įrąžų
pokytis padidėja, o įstrižų sieninių strypų sumažėja.
4.31 pav. Trikampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu maksimalių įrąžų priklausomybė
nuo aukščio, kai santvaros ilgis 6 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
55
4.32 pav. Trikampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo aukščio, kai santvaros ilgis 4 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
4.33 pav. Trikampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo aukščio, kai santvaros ilgis 6 m, veikianti apkrova 2,0 kN/m2
56
Trikampių gembinių santvarų strypų įrąžų priklausomybės nuo aukščio analizė, patvirtina
ir papildo, atliktą ilgio analizę. Nustatyta, kad santvaras iki 2 m aukščio geriausia projektuoti
neilgesnes kaip 4 m ilgio, o esančias 2,5 aukščio – iki 6 m, nes esant tokiam ilgio ir aukščio
balansui, juostinių ir sieninių strypų įrąžos yra panašios savo dydžiu.
Atlikus aukščio analizę, pastebėta, kad trikampę gembinę santvarą su trikampiu tinkleliu
ir statramsčiais, tikslingiau būtų projektuoti mažesnio ilgio, nei prieš tai nurodyta, t.y. iki 4 m
ilgio, nes pastebėta, kad jau nuo 4 m ilgio, santvaros juostinių ir sieninių strypų įrąžos pradeda vis
intensyviau skirtis savo dydžiu, priešingai negu kitose nagrinėtose trikampėse santvarose, su
kitokiu tinklelio išdėstymu.
4.3. Gembinių santvarų strypų įrąžų priklausomybės nuo santvaros apkrovos
analizė
4.3.1 Stačiakampių santvarų analizė
Grafike, kuris pateiktas 4.32 pav., pavaizduota įrąžų priklausomybė nuo veikiančios
aprovos, kuomet gembinė stačiakampė santvara yra su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais.
Šiuo atveju priklausomybė yra tiesinė. Nagrinėjama santvara, yra 6 m ilgio ir 2,0 m aukščio. Jau
ankščiau, tiriant gembines santvaras, buvo nustatyta, kad esant atitinkam ilgiui, prie atitinkamo
santvaros aukščio, juostinių ir sieninių strypų įrąžos yra panašaus dydžio. Kaip matome grafike
(4.32 pav.), tai ir atsispindi, viršutinės juostos ir įstrižų sieninių strypų įrąžų kreivės beveik
sutampa.
Padidėjus aukščiui ir ilgiui, matome, kad viršutinės juostos tiesė jau yra pakilusi virš
įstrižų sieninių strypų tiesės (4.33 pav.).
Nepriklausomomai nei nuo santvaros ilgio, nei nuo aukščio, visuose santvaros strypuose,
įrąža padidėja tiek kartų, kiek padidėja veikianti apkrova t.y., apkrovai padidėjus du kartus, įrąžos
strypuose, taip pat padidėja du kartus.
Kita nagrinėjama stačiakampė gembinė santvara yra su trikampiu tinkleliu. Kaip matome
iš grafiko (4.34 pav.), įrąžų priklausomybė nuo veikančios apkrovos yra tiesinė. Grafikas taip pat
charakterizuoja tai, kad esant tam tikram santvaros ilgiui ir aukščiui, santvaros įrąžos tampa
panašaus dydžio. Šiuo atveju nagrinėjama santvara yra 4 m ilgio ir 2,0 m aukščio. Šioje
stačiakampėje gembinėje santvaroje, taip pat visuose santvaros strypuose, įrąža, padidėja tiek
kartų, kiek padidėja veikianti apkrova.
57
4.32 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais
maksimalių įrąžų priklausomybė nuo apkrovos, kai santvaros ilgis 6 m, aukštis 2,0 m
4.33 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais
maksimalių įrąžų priklausomybė nuo apkrovos, kai santvaros ilgis 8 m, aukštis 2,5 m
58
4.34 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo apkrovos, kai santvaros ilgis 4 m, aukštis 2,0 m
4.35 pav. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais maksimalių
įrąžų priklausomybė nuo apkrovos, kai santvaros ilgis 8 m, aukštis 2,5 m
59
Santvarai su trikampiu tinkleliu, įterpus statramstį, įrąžų priklausomybė nuo apkrovos taip
pat yra tiesinė. Jau ankščiau nustatyta, kad šiose stačiakampėse gembinėse santvarose,
statramsčio įrąža, yra lygi mazge veikiančios jėgos dydžiui. Grafike (4.35 pav.), tai ir atsispindi.
Tiesės, pagal kurią kinta statramsčių įrąžos, posvyrio kampas yra labai nežymus, ir įrąžos dydžiai
atitinkamuose tiesės taškuose yra lygus, tame taške veikiančiai jėgai. Dėl šios priežasties,
viršutinės juostos įrąžų tiesė yra labai pakilusi virš statramsčių įrąžų tiesės. Kaip matome,
apatinės juostos ir įstrižų sieninių strypų įrąžų kreivės nutolusios nedideliu atstumu viena
nuokitos, kai santvaros ilgis 8 m, o aukštis 2,5 m.
Nustatyta, kad visuose nagrinėtuose stačiakampėse gembinėse santvaruose,
nepriklausomai nuo strypų išdėstymo santvaroje, nuo santvaros ilgio ir aukščio, įrąžos strypuose
padidėja tiek kartų, kiek padidėja veikianti apkrova.
4.3.2. Trikampių gembinių santvarų analizė
Trikampėje gembinėje santvaroje su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais, strypų
įrąžų prikalsuomybė nuo apkrovos pokyčio, kinta pagal tiesinę priklausomybę (4.36 pav.). Šioje
santvaroje, strypų įrąžos padidėja tiek kartų kiek, kiek padidėja apkrova.
4.36 pav. Trikampės gembinės santvaros su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais maksimalių
įrąžų priklausomybė nuo apkrovos, kai santvaros ilgis 4 m, aukštis 2,0 m
60
Santvaroje su trikampiu tinkleliu, situacija labai panaši, į prieš tai nagrinėtos santvaros,
įrąžų priklausomybės yra tiesinės (4.37 pav.). Kaip matome iš grafiko, kai šios santvaros ilgis yra
4 m, o aukštis 2,5 m., sieninių ir juostinių strypų įrąžos yra panašios savo dydžiu.
4.37 pav. Trikampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu maksimalių įrąžų priklausomybė
nuo apkrovos, kai santvaros ilgis 4 m, aukštis 2,5 m
Į trikampę gembinę santvarą su trikampiu tinkleliu įterpus statramstį, pakinta įstrižo
sieninio strypo, maksimalios įrąžos ženklas, jis tampa neigiamu, t.y.,strypas tampa gniuždomu
(4.38 pav.). Kaip matome, kai šios santvaros ilgis 4 m, o aukštis 2,0 m, sieninių ir juostinių
strypų įrąžų dydžiai skiriasi nedaug.
Šios santvaros įrąžų priklausomybė nuo apkrovos yra tiesinė, kaip ir kitose nagrinėtose
santvarose, be to įrąžos pakinta kiek kartų, kiek pakinta veikianti apkrova.
61
4.38 pav. Trikampės gembinės santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais maksimalių įrąžų
priklausomybė nuo apkrovos, kai santvaros ilgis 4 m, aukštis 2,0 m
Nustatyta, kad visuose nagrinėtose trikampėse gembinėse santvarose, nepriklausomai nuo
strypų išdėstymo santvaroje, nuo santvaros ilgio ir aukščio, įrąžos strypuose padidėja tiek kartų,
kiek padidėja veikianti apkrova.
4.4. Gembinių santvarų formos ir tinklelio išdėstymo įtaka strypų įrąžoms
Atlikus gembinių santvarų strypų įrąžų analizę kintant santvaros ilgiui, aukščiui bei
apkrovai nustatytas santvarų optimalus ilgis, esant atitinkamam aukščiui, kuris leistų kuo
efektyviau išnaudoti strypų skerspjūvius. Tačiau nebuvo atsižvelga, kokio tipo santvarose strypų
įrąžos yra didžiausios ir mažiausios. Šiame skyriuje tai ir bus nagrinėjama. Šiai analizei
pasirinktos gembinės santvaros, kurių ilgis 6 m, aukštis 2 m, veikianti apkrova apatinėje
santvaros juostoje 3,0 kN/m2.
Viršutinės juostos strypų įrąžos, yra mažesnės stačiakampėse gembinėse santvarose,
lyginant su trikampėmis, atitinkamuose tinklelių išdėstymuose (4.39 pav.). Santvarose su
pastovios krypties spyriais ir statramsčiais, strypų įrąžos stačiakampėse santvarose mažesnės
62
21,9%, nei trikampėse. Atitinkamai su trikampiu tinkleliu ir trikampiu tinkleliu su statramsčiais –
13% ir 16,67 % įrąžos mažesnės stačiakampėse santvarose.
Lyginant stačiakampes santvaras su skirtingais tinklelių išdėstymais, mažiausios
viršutinės juostos įrąžos yra santvaroje su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais, didžiausios
– su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais. Tokia pati situacija yra ir trikampėse gembinėse
santvarose.
4.39 pav. Strypų įrąžos viršutinėjė gembinės santvaros juostoje
Apatinės juostos strypų įrąžos, stačiakampėse ir trikampėse gembinėse santvarose skiriasi
tik tada kai santvara yra su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais. Tokio tinklelio išdėstymo
santvaroje, įrąžos yra mažesnės stačiakampėje santvaroje 16,67%, negu trikampėje. Kitokio
tinklelio išdėstymo gembinėse santvarose, įrąžos yra vienodos tiek stačiakampėje tiek trikampėje
(4.40 pav.).
Įstrižų sieninių strypų įrąžos stačiakampėse gembinėse santvarose yra didesnės nuo 37 iki
43% lyginant su trikampėmis gembinėmis. Pagal strypų išdėstymą tinklelyje, didžiausios įstrižų
sieninių strypų įrąžos yra santvarose su pastovios krypties spyriais ir statramsčiais, tiek
trikampėse ir stačiakampėse santvarose. Gembinių santvarų, kurių strypai tinklelyje išdėstyti
trikampiu ir trikampio tarpuose yra statramstis, maksimali sieninio įstrižo strypo įrąža yra
63
neigiama, t.y., toks strypas yra gniuždomas, priešingai negu kitokio tinklelio išdėstymo
nagrinėtuose santvarose, kur šis strypas yra tempiamas (4.41pav.).
4.40 pav. Strypų įrąžos apatinėje gembinės santvaros juostoje
4.41 pav. Įrąžos įstrižuose sieniniuose gembinės santvaros strypuose
64
Statramsčių įrąžos yra panašaus dydžio, tiek stačiakampėse, tiek trikampėse. Skiriaisi tik
santvaros su trikampiu tinkleliu ir statramsčiais. Tokio tinklelio išdėstymo santvarose,
statramsčio įrąža yra mažesnė stačiakampėje santvaroje (žr. 4.42 pav.).
4.42 pav. Statramsčių įrąžos gembinėse santvarose
Atlikus santvaros strypų įrąžų analizę skirtingos formos ir strypų išdėstymo tinklelyje
santvarose, nustatyta, kad juostinių strypų ir statramsčių įrąžos yra mažesnės stačiakampėse
santvarose. Įstrižų sieninių strypų mažesnės yra trikampėje. Toks įrąžų pasiskirtymas,
priklausomai nuo santvaros formos, yra ir dviatramėse santvarose. Atsižvelgiant į tai, kad
juostiniuose strypuose įrąžos dažnai buna didesnės už sieninių, be to ilgio ir aukščio kitimas turi
didesnė įtaką juostinių strypų įrąžoms negu sieninių, ir žinant, kad stačiakampių santvarų
optimalus ilgis, kuomet juostinių ir sieninių strypų įrąžų dydžiai yra panašūs, yra didesnis negu
trikampių, galima teigti, kad ekonomiškesnės yra stačiakampės gembinės santvaros.
65
IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS
Išvados:
1. Gembinėse santvarose maksimalios strypų įrąžos yra arčiausiai atramos.
2. Didėjant santvaros ilgiui, intensyviausiai didėja juostinių strypų įrąžos.
3. Optimalus stačiakampės gembinės santvaros ilgis, kai juostinių ir sieninių strypų įrąžos
yra panašaus dydžio, yra iki 6 m ilgio, o jei santvaros aukštis didesnis nei 2,5 – iki 8 m
ilgio. Trikampių gembinių santvarų optimalus ilgis mažesnis, maždaug iki 4 m ilgio, esant
aukštesnėms nei 2,5 m – iki 6 m.
4. Didėjant aukščiui, gembinės santvaros juostinių strypų įrąžos mažėja. Įstrižus strypus
aukščio pokytis įtakoja nežymiai, o statramsčiams iš vis neturi įtakos, taip kaip ir
dviatramėse santvarose.
5. Stačiakampės gembinės santvaros su trikampiais spyriais ir statramsčiais, statramstinių
strypų, atremtų į apatinę juostą, įrąžų dydis nepriklauso nuo ilgio ir yra lygus jėgai
veikiančiai mazge.
6. Gembinės santvaros įrąžos padidėja tiek kartų, kiek padidėja apkrova, nepriklausomai nuo
strypų išdėstymo santvaroje.
7. Stačiakampėse gembinėse santvarose, juostinių strypų įrąžos yra mažesnės lyginat su
trikampės formos santvara, kaip ir dviatramėse santvarose.
Rekomendacijos:
1. Atsižvelgiant į 3 išvadą, rekomenduojama stačiakampes gembines santvaras projektuoti
iki 6 m ilgio, o jei santvaros aukštis didesnis nei 2,5 – iki 8 m ilgio. Trikampes gembines
santvaras mažesnias, maždaug iki 4 m ilgio, esant aukštesnėms nei 2,5 m – iki 6 m.
2. Remiantis 7 išvada, rekomenduojama gembines santvaras projektuoti stačiakampės
formos, nes jos yra ekonomiškesnės.
66
LITERATŪRA
1. RIMKUS, L., SKARŽAUSKAS, V. Plokščiųjų strypinių konstrukcijų mechanika.Vilnius:
Technika, 2005.
2. KLIMAVIČIUS, V. Statybinė mechanika. Vilnius: Mintis, 1965.
3. ČYRAS, A. Statybinė mechanika. Vilnius: Mokslas, 1989.
4. VAIŠVILA, K.A., PATAŠIUS, A., ŠADZEVIČIUS, R. Statybinė mechanika. Kaunas:
Ardiva, 2008.
5. VAITKEVIČIUS, V. Metalinės konstrukcijos. Vilnius: Mokslas,1984.
6. Konstrukcijų projektavimo programa Lira - Sarp [interaktyvus], [žiūrėta 2014-06-09].
Prieiga per internetą <http://www.liraland.com/files/#lira>
7. MACKEVIČIUS, P. Santvaros statramsčio poveikis bendram santvaros darbui. Iš
Statyba: mokslo darbai. VGTU 2008, p. 177 - 178
8. ULTINAS, T., KALANTA, S. Santvarų aukščio optimizavimas. Iš Statyba ir transportas:
mokslo darbai, VGTU 2010, T.2(6), p. 56 – 60
9. RIMKUS, I., KISEVIČIUS, Š., KALANTA, S. Tamprių tilto santvarų optimizavimas. Iš
Statyba: mokslo darbai, VGTU 2013, p. 506-512
10. BLAŽEVIČIUS, G., ATKOČIŪNAS, J. Prsistaikančių santvarų tūrio minimizavimas
inkrementiniu metodu. Iš Statyba: mokslo darbai. VGTU 2011.
11. POLIZZOTTO, C. Shakedown analysis and design in presence of limited ductility
behaviors. Engineering Structures 6, 1984: 80–86.
12. GRIGUSEVIČIUS, A.; KALANTA, S. Optimization of elasticplastic beam structures
with hardening using finite element method. Foundation of Civil and Environmental
Engineering 6, 2005: 31–52.
13. HAYALIOGLU, M. S. Optimum design of geometrically nonlinear elastic-plastic steel
frames via genetic algorithm. Computers and Structures 77, 2000, 527-38.
14. MACIULEVIČIUS, D. Tiesinio programavimo algoritmai strypinių statiškai
sprendžiamų minimalaus svorio konstrukcijų sintezei, Statybinė mechanika ir
konstrukcijos, 1964. 33–49 p.
15. MAJID, K. I. Optimum of design structures. New York: Wiley, 1974.
16. RAO, S. S. Engineering optimization. Theory and practice. Third edition. New York:
John Wiley & Sons, 1996. 920 p. ISBN 0-471-55034-5.
67
17. GOREMIKINS, V.; SERDJUKS, D. Rational structure of trussed beam, in Modern
building materials, structures and techniques. Vilnius: Technika, 2010, 513–518.
18. Kauno kranai [interaktyvus], [žiūrėta 2015-03-28]. Prieiga per internetą
<<http://www.kranas.lt/>
19. GMS Grande Palladium by Malik Architecture [interaktyvus], [žiūrėta 2015-03-28]. Prieiga
per internetą <http://www.dezeen.com/2011/08/02/gms-grande-palladium-by-malik-
architecture/>.
20. Sign Structures [interaktyvus], [žiūrėta 2015-03-28]. Prieiga per internetą
<http://www.uisutah.com/uis2011/uis-product-line/sign-structures/>.
21. Jefferson Street Bridge [interaktyvus], [žiūrėta 2015-04-10]. Prieiga per internetą
<http://www.historicbridges.org/bridges/browser/?bridgebrowser=illinois/jefferson/#phot
osvideos>
22. The South Station Project Bridge [interaktyvus], [žiūrėta 2015-04-10]. Prieiga per
internetą < http://southstation.blogspot.com/2011/11/rolling-lift-bridge.html>.
23. Ashtabula: The Community We Call Home [interaktyvus], [žiūrėta 2015-04-10]. Prieiga
per internetą < http://stpetersashtabula.org/communitypics/communitypics.html>.
24. Truss Cantolever [Interaktyvus], [žiūrėta 2015-04-10]. Prieiga per internetą
<https://www.flickr.com/photos/reem_meir/3043460728/>.
25. River Place Home Uses Trusses to Cantilever Both Ends [Interaktyvus], [žiūrėta 2015-
04-10]. Prieiga per internetą <http://www.trendir.com/house-design/river-place-home-
uses-trusses-to-cantilever-both-ends.html>.
68
DARBO APROBACIJA
Tyrimų rezultatai paskelbti moksliniuose leidiniuose:
VANAGAITĖ R. Gembinių santvarų strypų įrąžų analizė. //ASU Vandens ūkio ir
ţemėtvarkos fakultetas. Studentų mokslo darbų rinkinys „Jaunasis mokslininkas - 2015“
Kompaktinė plokštelė. 2015.