Работа комбинированной арочной системы с учетом геометрической нелинейности и последовательности монтажа

• Автор: Киселев, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 183 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ФОРМ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА АРОЧНЫХ СИСТЕМ

1.1. Основные принципы формообразования арочных

и комбинированных арочных систем

1.2. Существующий опыт проектирования и строительства

1.3. Состояние вопроса в области теории расчета

Глава 2. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ

КОМБИНИРОВАННЫХ АРОЧНЫХ СИСТЕМ

2.1. Исходные предпосылки
2.2. Разработка и анализ вариантов конструктивных схем
2.3. Численные исследования особенностей работы комбинированной арочно-вантовой системы
2.3.1. Учет геометрической нелинейности системы
2.3.2. Моделирование последовательности этапов монтажа
2.3.3. Работа несущих конструкций на стадии предварительного напряжения
2.3.4. Анализ вариантов узловых сопряжений элементов
2.3.5. Работа системы на температурные воздействия
2.4. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния арочно-вантовой системы на стадиях монтажа и эксплуатации
2.5. Краткие выводы

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КРУПНОМАСШТАБНОЙ МОДЕЛИ КОМБИНИРОВАННОЙ АРОЧНОЙ СИСТЕМЫ
3.1. Конструкция модели покрытия
3.2. Методика проведения эксперимента
3.3. Результаты экспериментального исследования моделей
3.3.1. Первый этап,испытаний
3.3.2. Второй этап испытаний
3.4. Краткие выводы
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОПРОСОВ УСТОЙЧИВОСТИ КОМБИНИРОВАННЫХ АРОЧНЫХ СИСТЕМ
4.1. Обоснование методики численного исследования устойчивости конструктивных элементов
4.2. Численные исследования устойчивости комбинированных арочных систем
4.3. Численные исследования устойчивости арочной системы с У-образными стойками
4.3.1. Устойчивость арочной системы из её плоскости
4.3.2. Устойчивость У-образных стоек
4.3.3. Оптимизация геометрических параметров
конструктивной схемы с учетом устойчивости
системы
4.4. Краткие выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Одним из направлений повышения эффективности в области строительства является разработка и совершенствование новых прогрессивных конструктивных форм, позволяющих снизить расход материалов, трудоёмкость изготовления и монтажа, стоимость. К ним относятся, наиболее динамично развивающиеся в последнее время у нас в стране и за рубежом, разнообразные комбинированные системы, в том числе арочно-вантовые. Комбинированные системы включают структурно объединенные растянутые элементы (ванты) и элементы, работающие на сжатие и изгиб. Применение таких конструкций открывает широкие возможности для создания покрытий, отличающихся лёгкостью, высокими технико-экономическими показателями, архитектурной выразительностью.
Анализ существующего опыта проектирования и строительства показал, что по сравнению с традиционными балочными и рамными конструкциями, арочные системы имеют ряд преимуществ. В то же время, основным их недостатком является дополнительный расход материалов для обеспечения устойчивости и восприятия односторонних нагрузок. В комбинированных арочных системах удается существенно уменьшить расчетную длину сжатоизогнутой арки за счет введения небольшого количества дополнительных элементов, улучшить её работу на неравномерные нагрузки, рационально использовать растянутые предварительно напряжённые элементы из высокопрочного металла, значительно уменьшить стрелу подъема конструкции.
Арочные комбинированные системы отличаются большой свободой выбора исходных параметров: статической схемой; пролётом; стрелой подъёма арки и провиса затяжки; соотношением высоты и пролёта конструкции; расположением и количеством дополнительных стержневых элементов (стоек, подвесок и т.п.); применяемыми материалами; методами изготовления и монтажа. Элементарные схемы разнообразными способами могут объединяться в сложные пространственные структуры. Областью применения
Таблица 1.1. (окончание)
Объект /, м fu(fll) Ь, м Статическая схема Тип сечения Расход стали на арку, кг/м2 Дополнительные элементы Источник, рис.
б/ш 2-ш 3-ш скво- зное спло- шное
Россия, г.Чслябинск, 2004 г. Здание “Крытой конькобежной дорожки с искусственным льдом” 83.4 8(1/10) 12 43 преднапряжен-ный нижний пояс с V распорками [ 20,34 ] Рис. 1.27.
Россия, г. Казань, 2005 г. Крытый футбольнолегкоатлетический манеж 90.7 10(1/9) 9.7; 13 - преднапряжен-ный нижний пояс с У распорками [20,34] Рис. 1.28.
Россия, г.Балашиха, 2007 г. Главная арена спорткомплекса “Ледовый Дворец” 78 10(1/7.8) 7.2 94 преднапряженная затяжка, распорки
Россия, г.Уфа, 2007 г. Ледовый Дворец “У фа-арена” 68 - - - преднапряжен-ный нижний пояс с V распорками