Система автоматизации проектирования бескаркасных цилиндрических сводов из металлического профиля трапециевидного сечения

• Автор: Рудак, Алексей Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 210 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Бескаркасные цилиндрические своды из металлического профиля

трапециевидного сечения и область их применения.

1.2. Типы профилей бескаркасных цилиндрических сводов.

1.3. Оборудование для производства цилиндрических сводов

1.4. Выбор сочетания нагрузок, действующих на своды.

1.5. Существующие теории по расчету и проектированию бескаркасных цилиндрических сводов

1.6. Существующие теории по расчету профилированных листов

1.7. Цель и задачи исследования.

2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Общая методика теоретических исследований
2.2. Методика экспериментальных исследований
2.3. Анализ и обоснование критериев эффективности проектирования бескаркасных цилиндрических сводов.
2.4. Структура выполнения работы
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАПРЯЖЕННОДЕФОРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ БЕСКАРКАСНОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СВОДА.
3.1. Математическая модель бескаркасного цилиндрического свода.
3.2. Учет физической и геометрической нелинейностей.
3.3. Оценка остаточных продольных напряжений в цилиндрических сводах трапециевидного сечения
3.4. Математическое моделирование колебаний тонкостенных сводчатых конструкций.
3.5. Выводы по главе
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БЕСКАРКАСНОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СВОДА
4.1. Анализ влияния основных параметров конструкции бескаркасного цилиндрического свода на критерий эффективности.
4.1.1. Определение зависимостей критерия эффективности от основных параметров конструкции бескаркасного цилиндрического свода.
4.1.1.1. Влияние толщины металла бескаркасного цилиндрического свода.
4.1.1.2. Влияние марки стали свода на критерий эффективности.
4.1.1.3. Влияние кривизны цилиндрического свода на критерий эффективности
4.1.2. Изменение напряженнодеформированного состояния по длине свода.
4.1.3. Аппроксимация зависимостей
4.2. Анализ влияния основных параметров на эффективное использование бескаркасного цилиндрического свода
4.2.1. Математические методы оптимизации
4.2.2. Выбор оптимальных значений геометрических параметров бескаркасного цилиндрического свода.
4.3. Выводы по главе.
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
5.1. Подтверждение адекватности математической модели
напряженнодеформированного состояния конструкции
бескаркасного цилиндрического свода
5.1.1. Испытание образцов стали используемого для
производства бескаркасных цилиндрических.
5.1.2. Испытание соединений на саморезах
5.1.3. Экспериментальная оценка болтового соединения
опорных участков бескаркасного цилиндрического свода
5.1 .4. Испытание плоской заготовки свода.
5.1.5. Испытание плоского двухслойного образца свода.
5.1.6 Экспериментальная оценка прочности свода
5.2. Исследования аэроупругих колебаний тонкостенных сводчатых конструкций из профилированных стальных листов.
5.3. Вывод по главе
6. СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
КОНСТРУКЦИИ АРКАС1ЮГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СВОДА.
6.1. Инженерная методика расчета основных параметров бескаркасного цилиндрического свода
6.2. Программный продукт для автоматизации проектирования конструкции бескаркасного цилиндрического свода
6.3. Внедрение результатов исследований
6.4. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Бескаркасные цилиндрические своды из металлического профиля трапециевидного сечения рассчитаны на вертикальные нагрузки от собственного веса изделия и снега, а также на ветровые нагрузки, температурные воздействия и, в отдельных случаях, на ожидаемую разность смещения опор. Для учета ответственности изделий и сооружений, характеризуемой экономическими, социальными и экологическими последствиями их отказов, устанавливаются три уровня I повышенный, II нормальный, III пониженный. Нормальный уровень ответственности принимается для изделий и сооружений массового строительства. Пониженный уровень ответственности принимается для сооружения сезонного или вспомогательного назначения парники, теплицы, летние павильоны, небольшие склады и подобные сооружения. При бескаркасных цилиндрических сводах из металлического профиля трапециевидного сечения учитывается коэффициент надежности по ответственности у, принимаемый для I уровня ответственности более 0,, но не более 1,2 для II уровня 0, для III уровня менее 0,, но не менее 0,8. На коэффициент надежности по ответственности умножается нагрузочный эффект внутренние силы и перемещения изделия, вызываемые нагрузками и воздействиями . Отнесение изделия к конкретному уровню ответственности и выбор значений коэффициента у производится генеральным проектировщиком по согласованию с заказчиком. В соответствии со СНиП 2 основными характеристиками нагрузок являются их нормативные значения. Нагрузка определенного вида характеризуется, как правило, одним нормативным значением. При необходимости учета влияния длительности нагрузок устанавливаются два нормативных значения полное и пониженное. Для нагрузок с двумя нормативными значениями соответствующие расчетные значения следует определять с одинаковым коэффициентом надежности по нагрузке для рассматриваемого предельного состояния. Согласно СНиП расчетные значения нагрузок при наличии статистических данных допускается определять непосредственно по заданной вероятности их превышения. При расчете изделий для условий монтажа и сооружений расчетные значения снеговых, ветровых, гололедных нагрузок и температурных климатических воздействий снижаются на . В зависимости от продолжительности действия нагрузок различают постоянные и временные длительные, кратковременные, особые нагрузки. К постоянным нагрузкам относится вес несущих и ограждающих изделия. Сохраняющиеся в изделии усилия от предварительного напряжения учитываются в расчетах как усилия от постоянных нагрузок. Нагрузки, возникающие при изготовлении, хранении и перевозке конструкций, а также при монтаже изделий, учитываются в расчетах как кратковременные. Расчет изделий по предельным состояниям первой и второй групп выполняется с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий . Эти сочетания устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок для рассматриваемой стадии работы конструкции. Временные нагрузки с двумя нормативными значениями включаются в сочетания как длительные при учете пониженного нормативного значения, как кратковременные при учете полного нормативного значения. Ь 0,8, при этом особая нагрузка принимается без снижения. При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку длительную или кратковременную, коэффициенты 1, 2 не вводятся. Нормативное значение веса изделия заводского изготовления определяются на основании стандартов, рабочих чертежей или паспортных данных заводовизготовителей, других строительных конструкций по проектным размерам и удельному весу материалов с учетом их влажности в условиях возведения и эксплуатации. При проверке изделий в случаях, когда уменьшение веса может ухудшить условия работы конструкций, принимается у 0,9. Для металлических конструкций, в которых усилия от собственного веса превышают общих усилий, принимается у1 1,1. Нагрузки от оборудования, складируемых материалов и изделий устанавливаются в техническом задании, в котором должны быть приведены возможные места расположения и габариты опор оборудования, размеры участков складирования и хранения материалов и изделий .