Прочность, устойчивость и деформативность сетчатых куполов из дерева и пластмасс. Экспериментально-теоретические исследования. Методы расчета, конструирование

Прочность, устойчивость и деформативность сетчатых куполов из дерева и пластмасс. Экспериментально-теоретические исследования. Методы расчета, конструирование

Автор: Миряев, Борис Васильевич

Автор: Миряев, Борис Васильевич

Шифр специальности: 05.23.01

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2006

Место защиты: Пенза

Количество страниц: 317 с. 23 ил.

Артикул: 4306261

Стоимость: 250 руб.

Прочность, устойчивость и деформативность сетчатых куполов из дерева и пластмасс. Экспериментально-теоретические исследования. Методы расчета, конструирование  Прочность, устойчивость и деформативность сетчатых куполов из дерева и пластмасс. Экспериментально-теоретические исследования. Методы расчета, конструирование 

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ, МЕТОДОВ
РАСЧЕТА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СЕТЧАТЫХ КУПОЛОВ ИЗ ЛЕГКИХ, ЭФФЕКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Характеристика сетчатых куполов.
1.1.1. Каркасные купола
1.1.2. Купола из трехслойных панелей.
1.2. Способы геометрического построения, методы расчета и экспериментальнотеоретические исследования
сетчатых куполов
1.2.1. Формообразование геометрической поверхности сетчатых куполов
1.2.2. Обзор методов расчета конструкций с учетом нелинейных зависимостей.
1.2.3. Исследования сжатоизгибаемых элементов.
1.2.4. Исследования треугольных плит и трехслойных
панелей.
1.2.5. Исследования устойчивости сетчатых куполов
1.2.6. Экспериментальнотеоретические исследования
сетчатых куполов
1.2.7. Оптимизация купольных покрытий
1.3. Выводы по первой главе. Постановка задач
исследования
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО
ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НЕСУЩИХ
ЭЛЕМЕНТОВ КУПОЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ
2.1. Численный эксперимент по исследование сжатоизгибаемых элементов сплошного сечения
2.1.1. Метод конечных элементов при расчете сжатоизгибаемых элементов.
2.1.2. Влияние конструктивных решений на напряженнодеформированное состояние элементов купола
2.1.3. Алгоритм расчета сжатоизгибаемого элемента с учетом нелинейных зависимостей
2.1.4. Исследование сходимости метода конечных элементов при расчете сжатоизгибаемых деревянных элементов сетчатых куполов
2.1.5. Методика проведения численного эксперимента
2.1.6. Результаты численного эксперимента по изучению напряженнодеформированного состояния сжатоизгибаемых элементов.
2.1.7. Предельное состояние сжатоизгибаемых элементов
2.2. Физический эксперимент по исследованию
сжатоизгибаемых элементов сплошного сечения
2.2.1. Экспериментальная установка для испытания сжатоизгибаемых элементов.
2.2.2. Методика проведения испытаний
2.2.3. Результаты физического эксперимента
2.3. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННО ДЕФОРМИРОВАННОГО
СОСТОЯНИЯ ТРЕХСЛОЙНЫХ ТРЕУГОЛЬНЫХ
ПАНЕЛЕЙ КУПОЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ
3.1. Численный эксперимент по исследованию напряженнодеформированного состояния панелей
3.1.1. Определение варьируемых параметров
3.1.2. Методика проведения численного эксперимента
3.1.3. Напряженнодеформированное состояние панелей
при действии продольных сил.
3.1.4. Напряженно деформированное состояние панелей при действии равномерно распределенной поперечной нагрузки
3.1.5. Напряженнодеформированное состояние панелей
при действии монтажной нагрузки.
3.1.6. Напряженно деформированное состояние панелей при совместном действии продольных сил и поперечной нагрузки
3.1.7. Сопоставление результатов численного эксперимента с результатами аналогичных исследований.
3.2. Физический эксперимент по исследованию трехслойных
панелей купола
3.2.1. Экспериментальная установка для испытания
панелей.
3.2.2. Методика проведения испытаний.
3.2.3. Результаты испытаний панелей по схеме
ступенчатое нагружение разгрузка
3.2.4. Результаты испытаний панели с целью определения разрушающей нагрузки
3.3. Анализ полученных результатов. Оценка характера напряженнодеформированного состояния панелей.
3.4. Выводы по третьей главе.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕСТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
СЕТЧАТЫХ КУПОЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ
4.1. Устойчивость элементов трехслойных панелей купола
4.1.1. Устойчивость обшивки панели.
4.1.2. Устойчивость ребра панели.
4.2. Численный эксперимент по исследованию местной устойчивости сетчатых деревянных куполов
4.2.1. Конструкция несущего элемента купола и факторы
влияющие на его работу.
4.2.2. Алгоритм определения критической нагрузки на фрагмент сетчатого купола с учетом факторов влияющих на нелинейность работы конструкции.
4.2.3. Исследование сходимости метода конечных элементов при расчете на устойчивость фрагмента сетчатого
купола.
4.2.4. Методика проведения численного эксперимента.
4.2.5. Исследование влияния физической нелинейности древесины на величину критической нагрузки
4.2.6. Исследование влияния жесткости сопряжения элементов в узлах на величину критической
нагрузки.
4.2.7. Исследование влияния продольнопоперечного изгиба от внеузловой нагрузки на величину критической нагрузки
4.2.8. Исследование влияния обмятая торцов древесины на величину критической нагрузки
4.3. Физический эксперимент по исследованию местной
устойчивости сетчатых купольных покрытий
4.3.1. Экспериментальная установка для испытания фрагментов сетчатого купола.
4.3.2. Конструкция пологих пирамид и методика
проведения испытаний.
4.3.3. Анализ результатов физического эксперимента.
4.4. Метод определения критической нагрузки с учетом нелинейных
зависимостей.
4.5. Выводы по четвертой главе.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КУПОЛЬНЫХ
ПОКРЫТИЙ.
5.1. Численное исследование купольных покрытий.
5.1.1. Исследование напряженнодеформированного
состояния купола с помощью итерационного метода
5.1.2. Исследование напряженнодеформированного
состояния купола с помощью шагового метода.
5.2. Физические эксперименты по исследованию крупномасштабных моделей купольных покрытий.
5.2.1. Исследование модели пологого сетчатого купола.
5.2.1.2. Методика проведения испытания.
5.2.1.3. Результаты физического эксперимента.
5.2.2. Исследование крупномасштабной модели подъемистого купола.
5.2.2.1. Конструкции куполаоболочки. Выбор расчетной
схемы и статический расчет
5.2.2.2. Конструкция модели. Приборы, применяемые для испытания
5.2.2.3. Кратковременные испытания модели. Сравнение экспериментальных и теоретических данных.
5.2.3. Экспериментальное исследование напряжениодеформированного состояния конструкции купола из трсхслойных панелей.
5.2.3.1. Конструкция модели. Проектирование, изготовление
и сборка
5.2.3.2. Приборы и специальные приспособления, используемые для испытаний.
5.2.3.3. Экспериментальное исследование модели. Сравнение экспериментальных и теоретических данных.
5.3. Выводы по пятой главе
ГЛАВА 6. ОПТИМИЗАЦИЯ СЕТЧАТЫХ КУПЛОВ ИЗ ДЕРЕВА И
ПЛАСТМАСС
6.1. Оптимизация геометрической схемы купольного покрытия образованного на основе
икосаэдра
6.2. Выбор оптимальной схемы формообразования
сетчатых куполов.
6.3. Оптимизация сетчатых куполов с несущими деревянными элементами сплошного сечения
6.3.1. Описание выбранной конструктивной схемы.
6.3.2. Выбор целевой функции и ограничений.
6.3.3. Оптимальные значения варьируемых параметров.
6.4. Оптимизация куполов из трехслойных панелей
6.4.1. Описание конструкции куполов
6.4.2. Выбор целевой функции и ограничений.
6.4.3. Оптимальные значения варьируемых параметров.
6.5. Выводы по шестой главе
ГЛАВА 7. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СЕТЧАТЫХ
КУПОЛОВ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
7.1. Предложения по расчету и конструированию сетчатых куполовиз дерева и пластмасс
7.1.1. Предложения по выбору оптимальной схемы формообразования и геометрическому расчету
сетчатых куполов
7.1.2. Предложения по расчету несущих элементов . сплошного сечения.
7.1.3. Предложения по статическому и конструктивному расчету трехслойных панелей купольного покрытия
7.1.4. Предложения по расчету на устойчивость отдельных элементов и всего купола в целом
7.1.5. Предложения по конструированию сетчатых
каркасных куполов
7.1.6. Предложения по конструированию куполов из трехслойных треугольных панелей.
7.2. Внедрение результатов исследований.
7.2.1. Каркаснотентовое купольное покрытие летнего павильона.
7.2.2. Быстровозводимые укрытия в виде куполов оболочек
из трехслойных панелей.
7.2.3. Купольное покрытие из трехслойных панелей для
здания многоцелевого назначения
7.2.4. Купольное покрытие планетария.
7.2.5. Купольные покрытия общественных зданий с деревянным каркасом.1.
7.3. Выводы по седьмой главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Б. Вержбовского, рассматриваются купольные покрытия с треугольными и шестиугольными панелями, излагаются алгоритмы геометрического расчета ,9. В работе предлагается способ образования многогранной поверхности, состоящей из шестии пятиугольников, заключающийся в том, что плоские многоугольные грани касаются сферы только в точке пересечения линий треугольной геодезической сетки, принадлежащей сфере и нанесенной на нее любым способом. Оригинальную трактовку развития многогранных поверхностей на основе икосаэдра и додекаэдра приводит в своей работе П. Хайберс 4. Предлагаемые им многогранные поверхности состоят не из традиционных треугольников, близких к равносторонним, а из пятиугольников, образованных на основе сомкнутых шестиугольников и треугольников. Весьма важное значение при проектировании сетчатых куполов имеет количество типоразмеров элементов. Сравнение многогранных поверхностей, образованных на основе додекаэдра и икосаэдра по геодезической схеме показывает, что икосаэдральные многогранники имеют на больше типоразмеров элементов, чем додекаэдральные 1. В расчетах конструкций с учетом нелинейных зависимостей принято выделять три вида нелинейности геометрическую, физическую и конструктивную 7. Геометрическая нелинейность учитывает влияние изменения формы и размеров конструкции на ее напряженнодеформированное состояние. Физическая нелинейность учитывает нелинейные зависимости между напряжениями и деформациями. Конструктивная нелинейность обусловлена изменением расчетной схемы конструкции в процессе ее деформирования. Так как учет всех этих факторов очень усложняет расчет, то приходится прибегать к частным случаям общей задачи, где учитывается лишь один или два вида нелинейных зависимостей. Эго послужило основанием для известной классификации задач, составленной В. С введением конструктивной нелинейности эта классификация может быть значительно расширена. Основы геометрической нелинейности изложены в работах В. В.Новожилова 2, Д. И. Кутилина 4, П. А. Лукаша 5,7, Е. П.Попова 4 и других авторов. В вышеперечисленных трудах описаны математические формулировки для различных моделей пластичности и даны общие нелинейные зависимости между перемещениями и деформациями применительно к различным конструкциям, подверженным действию как статических, так и динамических нагрузок. Все эти труды существенно меняют представления о допускаемой максимально возможной нагрузке. Физическая нелинейность также стала объектом исследования теории пластичности. Между напряжениями и деформациями были установлены нелинейные зависимости, которые легли в основу теории пластичности Ильюшина 4. Физически нелинейные задачи рассмотрены также в работах ,,5,7. В работе С. П.Тимошенко 4 впервые были исследованы конструктивнонелинейные системы. С.II. Тимошенко предложил решение нескольких задач, относящихся к нелинейным балкам. Решение одновременно дважды и трижды нелинейных задач очень трудоемко и сложно. Решение таких задач стало возможным лишь в последние десятилетия. Это связано с тем, что все большее применение получают быстродействующие компьютеры, которые позволяют решать системы уравнений большого порядка. Напряженнодеформированное состояние нелинейных стержней пластин и оболочек рассмотрено в работах Т. А. Лукаша 6, В. В. Шугаева 7,9, Г. А. Гениева , Г. И. Пшеничнова 3,9, Р. Сциларда 1, Б. А. Орлова 3, Александрова, Г. А. Нольде 3, Б. М. Айзена, Б. Булаг , Г. Н.Колесникого 1, Е. А.Кротова 0, Макконела 0, Т. Т Мусабаева 5, С. В. Спиридонова 9, С. Д. Лейтеса 6, И. Г. Гречухо , С. Б. Косицина 7, Д. С. Григорьева , Ю. Р. Ленина 7, П. В. Божковой , Я. Бейтэза, Г. Датта , . Большой вклад в развитие нелинейной теории предельного равновесия оболочек внес В. В. Шугаев 7,9. Им разработаны методы расчета тонкостенных оболочек по деформированной схеме на основе кинематического метода предельного равновесия в нелинейной постановке. Следует также отметить разработанную автором методику исследования оболочек на моделях с целью определения экспериментально обоснованных схем разрушения конструкций.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.217, запросов: 241