Интерес к вантовым покрытиям, проявляемый со стороны инженеров-исследователей, проектировщиков и строителей, с годами не ослабевает. Этому способствуют не только экономические достоинства таких покрытий, но и наличие развитых методов расчета и приемов конструирования, положительный опыт строительства многих оригинальных сооружений в СССР и за рубежом.

За шесть лет, прошедших после выхода первого издания данной книги, предложено много рациональных схем вантовых покрытий, значительно углублены исследования их статических и динамических свойств, развиты существовавшие методы расчета, решены новые задачи. Большие успехи достигнуты в исследовании кинематических свойств вантовых систем, в использовании ЭВМ, предприняты положительные попытки решения задач оптимального проектирования.

В данной книге рассматриваются вантовые покрытия, образованные в пролете системой гибких нитей и жестким опорным контуром. Для этой широко распространенной группы висячих покрытий авторы изложили основные вопросы, связанные с их проектированием в современных условиях. Содержание книги соответствует следующим основным направлениям исследования и проектирования вантовых покрытий.

Рациональному выбору конструктивной схемы во многом помогает опыт проектирования и строительства вантовых покрытий. Некоторые примеры их помещены в гл. VIII и отражают главным образом опыт СССР. С другими примерами читатель может ознакомиться в работах[25, 33,55,73] и др.

1. Методы решения уравнений. Это направление примыкает к предыдущему и связано с решением нелинейных уравнений напряженно-деформированного состояния вантовых систем. Хотя методы решения основываются на общематематических предпосылках, прямое применение последних не всегда возможно. Поэтому применяют различные модификации методов, основанные на использовании особых свойств вантовых систем. Освещенные в гл. III численные и аналитические методы доведены до численных приложений. В целях облегчения понимания сути примеры рассматриваются в упрощенной постановке и носят иллюстративный характер. Учитывая, что в практике проектирования расчет вантовых систем производится на ЭВМ, в гл. VI помещены блок-схемы алгоритмов, описание программ для ЭВМ и рекомендации по их применению. Здесь же кратко освещены вопросы использования ЭВМ не только для выполнения расчетов, но и для проектирования в более широком смысле.

2. Оптимальное проектирование вантовых покрытий. На наш взгляд, это наиболее интересное направление, ибо оно объединяет почти все вопросы расчета и конструирования, решаемые современными математическими методами. В гл. IV отражены общие положения оптимального проектирования и ряд частных задач.

3. Динамика вантовых систем. Необходимость учета динамических характеристик для вантовых покрытий очевидна, однако практическое решение задач этого направления затрудняется в связи с нелинейными свойствами их. Предлагаемые методы динамического расчета (гл. V) даны в нелинейной постановке и основываются на теоремах аналитической механики. Применяются асимптотические методы и методы, связанные с преобразованием функций Лагранжа к специальному виду.

4. Конструирование вантовых покрытий. Конструктивные решения узлов и отдельных элементов в полной мере должны обеспечивать условия работы, предопределенные статической схемой покрытия. Здесь пока не существует однозначных правил и все рекомендации сводятся к разработке набора приемов конструирования, иллюстрированных принципиальными решениями. В таком духе и освещается материал гл. VII. Приведенный анализ конструкций узлов и элементов позволит обоснованно выбрать материал, тип анкеров и т. п. Многие из решений применяются в реальных объектах.