Несущая способность и деформативность трёхслойных панелей с обшивками из металлических и композиционных материалов и легкими заполнителями

• Автор: Петров, Станислав Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 261 с. : ил. + Прил. (с. 1-103 : ил.)

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 История возникновения и опыт применения трёхслойных панелей в строительстве

1.2 Краткий исторический обзор основных направлений развития расчётных моделей в теоретических исследованиях работы составных конструкций с лёгким заполнителем

1.3 Цель и задачи исследования

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЁТА «СЭНДВИЧ»-ПАНЕЛЕЙ С УЧЁТОМ СДВИГА СРЕДНЕГО СЛОЯ И УПРУГОЙ ПОДАТЛИВОСТИ ОПОР

2.1 Формирование расчётной модели «сэндвич»-панели

2.1.1 Определение перемещений конструкции в единичном и грузовом состояниях от действия поперечных статических нагрузок

2.1.1.1 Определение перемещений конструкции в грузовом состоянии

2.1.1.2 Определение перемещений конструкции в единичных состояниях
2.1.2 Определение перемещений конструкции в грузовом состоянии от действия перепада температур в обшивках панели
2.2 Определение податливости сечений трёхслойной панели на опорах
2.2.1 Определение податливости сечений панели над опорами
от прогибов опорных конструкций
2.2.1.1 Определение податливости надопорных сечений панели вследствие прогибов прогонов
2.2.1.2 Определение податливости надопорных сечений панели при перемещениях точек закрепления прогонов к несущим конструкциям

2.2.2 Определение податливости сечений панели над опорами при локальном обжатии среднего слоя под действием опорных
реакций
2.2.2.1 Определение величины локального обжатия сечения панели по толщине над средними опорами в докритической
стадии работы нижней обшивки
22.2.2 Определение величины локального обжатия сечения панели по толщине над средними опорами в закритической
стадии работы нижней обшивки
2.2.2.3 Определение величины локального обжатия сечения панели по толщине над крайними опорами
2.3 Определение приведённого модуля сдвига среднего слоя «сэн-двич»-панелей
2.4 Определение перемещений сечений конструкции и усилий в её элементах при многопролётной схеме работы
2.5 Общая методика проектирования трёхслойных панелей
2.5.1 Проверка жесткости сечения панели
2.5.2 Проверка прочности элементов панели
2.5.3 Проверка устойчивости обшивок панели
2.6 Выводы по главе
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ИЗГИБАЕМЫХ «СЭНДВИЧ»-П АНЕЛ ЕЙ
3.1 Планирование эксперимента
3.2 Измерительные приборы и аппаратура
3.3 Установка для проведения статических испытаний стеновых «сэндвич»-панелей
3.4 Установки для проведения испытаний кровельных «сэндвич»-панелей
3.5 Характеристики сечений панелей, отобранных для испытаний

3.6 Результаты испытаний стеновых «сэндвич»-панелей, работающих по однопролётной схеме
3.7 Результаты испытаний стеновых «сэндвич»-панелей, работающих по двухпролётной схеме
3.8 Результаты испытаний кровельных «сэндвич»-панелей, работающих по двухпролётной схеме
3.8.1 Результаты испытаний двухпролётных кровельных «сэн-двич»-панелей толщиной 100 мм
3.8.2 Результаты испытаний двухпролётных кровельных «сэн-двич»-панелей толщиной 150 мм
3.8.3 Анализ результатов испытаний двухпролётных кровельных «сэндвич»-панелей
3.9 Общие выводы по результатам экспериментальных исследований изгибаемых «сэндвич»-панелей
4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ ЭВМ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТЯНИЯ «СЭН-
ДВИЧ»-ПАНЕЛЕЙ
4.1 Общее описание алгоритма работы программы КиСП
4.1.1 Ввод исходных данных
4.1.2 Формирование массивов нагрузок грузовых состояний
4.1.2.1 Массив силовых нагрузок
4.1.2.2 Массив изменения температур обшивок панели
4.1.3 Формирование массивов нагрузок единичных состояний
4.1.4 Расчёт реакций опор
4.1.5 Вычисление ординат упругой линии конструкции в расчётных сечениях
4.1.6 Расчёт продольных сдвигающих усилий и изгибающих моментов в расчётных сечениях конструкции
4.1.7 Расчёт поперечных сил в расчётных сечениях конструкции

заполнителем. При этом заполнитель считается трёхмерным ортотропным телом, в котором учитываются все компоненты тензора напряжений и деформаций и без принятия каких-либо гипотез. Перемещения и прогиб заполнителя по координате вдоль нормали пластины разлагаются в бесконечный ряд и с помощью вариационного уравнения трёхмерной теории упругости получена система шести двумерных уравнений относительно шести контактных перемещений и напряжений.
В работе Р'.КеиПсг [191] рассмотрен трёхслойный стержень с заполнителем, модуль упругости которого в пределах толщины изменяется по экспоненциальному закону, что характерно для пенопластовых заполнителей, получаемых вспениванием в полости трёхслойных конструкций.
Сложности в решении задач трёхслойных конструкций, основанных на методе расчёта толстых плит, подтолкнули исследователей к развитию упрощённых теорий и методов расчёта, обеспечивающих необходимый уровень точности получаемых результатов. В рамках разрабатываемых теорий принимались гипотезы в отношении среднего слоя, связанные как с механическими свойствами его материала, так и с характером деформирования. В работе Э.И.Григолюка и П.П.Чулкова [54], на примере теории однородного тонкого стержня, дано обоснование того, что первый подход к построению гипотез на основе принятой модели материала (его механических свойств) является наиболее общим.
Наиболее распространённым допущением о механических свойствах материала лёгкого среднего слоя стало пренебрежение в нём нормальными и касательными напряжениями в плоскостях параллельных внешним слоям. Это допущение при описании модели материала заполнителя может быть представлено в следующем виде!:
Ех=Ег=С„= 0; * 0. (1.3)
1 Здесь и далее в работе приняты следующие направления осей: ось X совпадает с направлением наиболее длинной конечных размеров стороны конструкции (или по направлению продольной оси балки), ось Ї направлена вверх из плоскости конструкции перпендикулярно к оси X; направление оси А перпендикулярно ПЛОСКОСТИ X}'.