Pierwsze powłoki walcowe

Pierwsze powłoki walcowe w Niemczech. Nowoczesny rozwój konstrukcji powłokowych miał miejsce najpierw w Niemczech, a udział niemieckich inżynierów przy stworzeniu teorii powłok był nader istotny. Rozwój powłok walcowych rozpoczął się w roku 1925, wówczas gdy firma Dyckerhoff i Widmann) zbudowała sześciometrowej długości powłokę doświadczalną. Przekrój poprzeczny tej powłoki był półelipsą o długiej osi równej 4 m (program uprawnienia budowlane na komputer).

Pierwsze praktyczne zastosowanie znalazły walcowe konstrukcje dachowe na wystawie w Dusseldorfie w roku 1926. Również i w tym przypadku przekrój poprzeczny był eliptyczny. Przyczyną, dla której w pierwszych powłokach stosowano przekrój eliptyczny, było to, że należały one do typu powłok długich. Wielkość momentów zginających wyznaczona była na podstawie doświadczeń na modelach, wykonywanych z blachy bądź też żelbetu (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Następnie, w związku z zastosowaniem metody analitycznej Finsterwaldera zaczęto stosować kołowe przekroje poprzeczne. W całym szeregu konstrukcji bądź w ogóle nie stosowano, bądź też stosowano jedynie nieznaczne belki krawędziowe l¹⁰*]. Dopiero w hali targowej zbudowanej we Frankfurcie nad Menem zastosowano belki krawędziowe, wystające na jedną trzecią całkowitej wysokości konstrukcji dachowej (uprawnienia budowlane). Ze względu na znaczne wymiary budynku, w którym powłoki miały 37 m długości, wykonano proste obciążenia próbne na modelach w skali 1 : 3. Odkształcenia powłoki mierzono, ale wartości pomiarowych nie pocównano z wynikami obliczeń teoretycznych.

W następnie budowanych konstrukcjach zwiększano stopniowo wysokość belek krawędziowych w porównaniu ze strzałką właściwej powłoki. Jednocześnie zmniejszono znacznie maksymalne nachylenie powłoki. W hali targowej w Budapeszcie, której powłoki mają 41 m długości, wysokość belek krawędziowych wynosi 56% całkowitej wysokości konstrukcji t¹⁰⁵l. Chcąc zbadać nośność wyjątkowo ciężkich belek krawędziowych przeprowadzono specjalne badania na modelach. Poza tym wykonano próbne obciążenie wykonanej konstrukcji (program egzamin ustny).

Teoria błonowa

Wydaje się, że w Niemczech nie stosowano powłok typu krótkiego przed kompletnym wyprowadzeniem metody analitycznej. Równania równowagi dla błonowego (membranowego) stanu naprężeń zostały ustalone już w roku 1831 przez Lamę i Clapeyrona, ale pierwszymi, którzy je praktycznie zastosowali byli Bauersfeld i Dischinger (opinie o programie).

Jeśli dwie powłoki są powinowate, jak np. dwie powłoki walcowe o przekrojach kołowym i eliptycznym, a między ich obciążeniami istnieje pewien stały stosunek, wówczas między ich naprężeniami w stanie błonowym istnieje prosta zależność. Zjawisko to odkrył Dischinger, który rozwinął dalej tę teorię. Za pomocą teorii powinowactwa można rozpatrywać jedynie przypadek obciążenia ciężarem własnym, a przy tym grubość jednej z powłok musi zmieniać się zgodnie z odpowiednim wzorem. Ponadto zasady tej teorii nie obejmują naprężeń zginających (segregator aktów prawnych). Wobec tego, że w większości powłok walcowych zaburzenia nie mogą być pomijane i naprężenia stanu błonowego są łatwe do wyprowadzenia, teoria powinowactwa nie ma większego znaczenia dla powłok walcowych.

Obciążenie jednostronne. Od dawna zdawano sobie sprawę z faktu, że konstrukcje powłokowe mogą przenosić obciążenie jednostronne bez powstawania w nich znacznych momentów. Ilościowo jednak zjawisko to nie zostało ujęte. Kolb zwrócił uwagę, że wierzchołkowa część powłok krótkich może przekazywać niesymetryczne obciążenie na przepony i nawet przeprowadził szereg uproszczonych doświadczeń, aby wykazać istnienie tego zjawiska(promocja 3 w 1).

Podobne poglądy być może znalazły wyraz w projekcie hangaru w Berre, gdzie między przepony odległe od siebie o 17 m wprowadzono dwa żebra poprzeczne ze ściągami. Poza tym przykładem nieznane są inne konstrukcje, które byłyby zbudowane na zasadach sklepień usztywnionych) i jak dotychczas nie opublikowano jeszcze żadnych prostych metod obliczeń tego rodzaju konstrukcji.