Жёсткие узловые соединения на вклеенных стальных шайбах в балочных структурах из клеёных деревянных элементов

• Автор: Ишмаева, Дарья Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОС А, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.,
1.1 Общие сведения о структурных конструкциях из клеёной древесины.
1.2 Отечественный и зарубежный опыт строительства балочных
структур из клеёной древесины
1.3 Анализ конструктивных решений узлов балочных структур
1.4 Анализ методов расчёта перекрёстных систем
1.5 Выводы по первой главе. Постановка задач исследования
2 АНАЛИЗ РАБОТЫ БАЛОЧНЫХ СТРУКТУР ИЗ КЛЕЁНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1 Метод расчёта балочной структуры
2.2 Расчёт балочных структур в программном комплексе SCAD
2.3 Вывод формул для практических инженерных расчётов структур
2.4 Влияние различных факторов на работу балочных структур
2.4.1 Структуры с жёстким и шарнирным сопряжением балок в узлах
2.4.2 Структуры с различными схемами действия внешних нагрузок
2.4.3 Влияние расстановки опорных стоек на работу структуры
2.4.4 Влияние величины пролёта структуры и геометрических
параметров поперечных сечений балок
2.5. Выводы по второй главе
3 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ЖЁСТКИХ УЗЛОВ БАЛОЧНЫХ СТРУКТУР С ПРИМЕНЕНИЕМ СОЕДИНЕНИЙ НА ВКЛЕЕННЫХ СТАЛЬНЫХ ШАЙБАХ
3.1 Анализ соединений элементов деревянных конструкций
3.2 Новый прогрессивный вид соединения элементов деревянных конструкций - соединение на вклеенных стальных шайбах
3.3 Разработка жёстких узлов балочных структур с применением
вклеенных стальных шайб
3.3.1 Жёсткий узел балочной структуры на вклеенных стальных шайбах
и соединительных сварных элементах

3.3.2 Жёсткий узел балочной структуры на вклеенных шайбах и
стал ьн ых накладках
3.4 Выводы по третьей главе
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ЖЁСТКИХ
УЗЛОВ СОПРЯЖЕНИЯ БАЛОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1 Цель и задачи экспериментальных исследований
4.2 Методика экспериментальных исследований
4.3 Предварительные конструктивные расчёты балочной структуры, принятой для экспериментального исследования
4.4 Испытание жёсткого узла сопряжения клеёных балок
4.4.1 Выбор формы и размеров образцов клеёных балок
4.4.2 Схема приложения нагрузки на клеёную балку
4.4.3 Определение расчётной нагрузки на клеёную балку
4.4.4 Разработка жёсткого узла сопряжения клеёной балки с применением вклеенных стальных шайб
4.4.5 Технология изготовления испытываемого узла клеёной балки
4.4.6 Подготовка и контроль образцов перед испытанием клеёной балки..
4.4.7 Испытания клеёной деревянной балки
4.4.8 Результаты испытаний клеёных деревянных балок
4.5 Испытание жёсткого узла сопряжения элементов балочной
структуры
4.5.1 Выбор формы и размеров элементов узла сопряжения балочной структуры
4.5.2 Схемы приложения нагрузки на узел балочной структуры
4.5.3 Определение расчётной нагрузки на узел балочной структуры
4.5.4 Разработка жёсткого узла балочной структуры с применением вклеенных стальных шайб
4.5.5 Технология изготовления испытываемого жёсткого узла структуры
4.5.6 Подготовка и контроль элементов узла перед испытанием
4.5.7 Испытания жёсткого узла балочной структуры
4.5.8 Результаты испытаний узла балочной структуры
4.6 Выводы по четвёртой главе

5 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УЗЛОВ БАЛОЧНЫХ СТРУКТУР
5.1 Цель теоретических исследований узлов балочных структур
5.2 Создание конечно-элементных моделей
5.2.1 Выбор конечных элементов для моделирования
5.2.2 Построение геометрических моделей
5.2.3 Разбивка моделей на сетку конечных элементов
5.2.4 Приложение нагрузок и определение граничных условий
5.3 Просмотр и анализ результатов
5.4 Выводы по пятой главе
6 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ БАЛОЧНЫХ СТРУКТУР ИЗ КЛЕЁНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЖЁСТКИХ УЗЛОВ НА ВКЛЕЕННЫХ СТАЛЬНЫХ ШАЙБАХ
6.1 Рекомендации по проектированию балочных структур из клеёных деревянных элементов с жёсткими узлами на вклеенных стальных
шайбах
6.2 Технико-экономическая эффективность применения в балочных структурах из клеёных деревянных элементов жёстких узлов на вклеенных стальных шайбах
ч 6.3 Выводы по шестой главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ. Акты внедрения и использования результатов диссертационной работы

интегро-дифференциальных уравнений И.Г. Бубнова и определение постоянных

интегрирования с удовлетворением граничным условиям (“метод главных изгибов”) [16]. Завершённый вид этот метод приобрёл после работ A.A. Курдюмова, который применил к интегрированию уравнений И.Г. Бубнова метод разложения в ряды. Однако дальнейшее применение и развитие этот метод получил в задачах динамики судовых перекрытий.
П.М. Сосис предложил использовать для расчёта перекрёстных балок метод фокусов. Автор применяет для расчёта системы перекрёстных балок способ перераспределения начальных значений неизвестных с заменой расчёта ПБС двукратной операцией расчёта неразрезных балок на упругих опорах.
Значительный вклад в развитие методов расчёта внёс С.П. Тимошенко, применивший метод Ритца и теорию анизотропных пластин [100]. В первом случае энергетическое уравнение изогнутой поверхности системы задаётся в виде ряда двойных тригонометрических функций и является удобным для решения задач со свободным опиранием по контуру. Другая работа С.П. Тимошенко основана на замене балочной решётки эквивалентной анизотропной пластинкой с упругими параметрами, “размазанными” на поверхность, ограниченную тем же контуром. Этот метод является приближённым и даёт хорошие результаты лишь при частном расположении балок как одного, так и другого направления.
В отличие от вариационных методов расчёта перекрёстных систем численные методы нашли широкое применение лишь в последние десятилетия. Метод расчёта с использованием частных уравнений в конечных разностях был разработан Ф. Блейхом и Е. Меланом [15]. При основных допущениях строительной механики этот метод является точным (без учёта кручения). Однако решения его громоздки, а вычисления - трудоёмки.
Еще более мощным становится аппарат конечно-разностного исчисления в сочетании с вариационными принципами механики, а также методами сил и перемещений. В монографии В.А. Игнатьева [42] наиболее полно дано теоретическое обоснование эффективного метода расчёта конструкций, получившего название метода обобщённых сил и обобщённых перемещений.