Силовое сопротивление пространственных деревянных конструкций при кратковременных и длительных нагрузках

• Автор: Пятикрестовский, Константин Пантелеевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 320 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ДЛИТЕЛЬНЫЕ НАГРУЗКИ

2.1. Метод интегральных оценок. Особенности применения.

2.1.1. Общие положения.

2.2. Обоснование зависимостей между напряжениями и деформациями. Аппроксимация экспериментальных кривых
2.3. Длительное деформирование древесины. Длительная прочность. Длительный и интегральный модуль деформации.
2.4. Применение критериев прочности анизотропных материалов при расчете настилов и обшивок, находящихся в сложном напряженном состоянии

2.5. Расчет соединений между элементами оболочек методом

предельного равновесия на основе сдвиговой формы разрушения.

Выводы по главе

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ШАТРОВОГО ПОКРЫТИЯ.
3.1. Описание конструкции модели.
3.2. Схемы нагружения модели покрытия
3.3. Напряженнодеформированное состояние обшивок покрытия
3.4. Анализ деформированного состояния покрытия в режиме длительного ступенчатого нагружения.
3.5. Анализ напряженного состояния системы рбер в режиме ступенчатого длительного нагружения.
3.6. Напряжннодеформированное состояние обшивок покрытия
3.7. Анализ процесса перераспределения усилий в оболочке
3.8. Численные исследования напряженнодеформированного состояния шатровой оболочки из клееной древесины и фанеры
3.8.1. Описание принятой расчетной модели конструкции
и нагрузок на оболочку
3.8.2. Методика расчета.
3.8.3. Результаты расчетных исследований в режиме эксперимента
и их анализ.
3.8.4. Анализ напряженного состояния обшивок
3.8.5. Влияние различных факторов на напряженнодеформированное состояние оболочки
3.8.6. Рекомендации по расчету купольного покрытия. Применение предложенной методики
3.8.7. Методика расчетного исследования новых конструкций Выводы по главе
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛИ ПРОЛТНОГО СТРОЕНИЯ ГАЛЕРЕИ.
4.1. Методика и результаты предварительных расчетов транспортерной галереи .
4.1.1. Краткое описание конструкции.
4.1.2. Описание приложения нагрузок к конструкциям пролетных строений.
4.1.3. Методика и результаты расчета
4.2. Экспериментальные исследования модели пролтного строения галереи.
4.2.1. Задачи исследований
4.2.2 Краткое описание модели.
4.3. Методика испытаний.
4.3.1.Схемы загружения модели и конструкция испытательной установки.
4.3.2. Техника измерений и регистрирующая аппаратура
4.3.3. Режим испытаний
4.3.4. Обработка опытных данных.
4.4. Анализ статической работы конструкции по результатам кратковременных испытаний.
4.4.1. Напряжннодеформированное состояние оболочки при сосредоточенных нагрузках от технологического оборудования
4.4.2. Напряженнодеформированное состояние оболочки при равномернораспределнном внешнем давлении на верхний полусвод
4.4.3. Перемещения и усилия в оболочке при комбинированном нагружении
4.4.4. Исследование совместной работы обшивки с рбрами,
определение приведнной ширины обшивки
4.5. Предельное состояние сборной ребристой цилиндрической оболочки
4.5.1. Разрушение оболочки с податливым контуром
4.5.2. Предельное состояние оболочки с жестким контуром.
4.5.3. Исследование работы обшивки приконтурной зоны оболочки
на сдвиг
4.5.4. Оценка длительной несущей способности конструкции по результатам кратковременных испытаний.
4.5.5. Исследование податливости стыков оболочки.
4.5.6. Нелинейный расчет модели транспортерной галереи.
Выводы по главе
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАТУРНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
5. 1. Экспериментальнотеоретический анализ длительного силового сопротивления цилиндрических оболочек покрытия с использованием результатов натурных испытаний.
5.2. Теоретический анализ напряженнодеформированного состояния цилиндрических оболочек покрытия из древесины при длительных ступенчатовозрастающих нагрузках
5.3. Натурные экспериментальные исследования сборной оболочки двоякой кривизны из клееной древесины
5.4. Короткие цилиндрические оболочки пролетом м
5.5. Исследования прочности и деформативности контейнерных мобильных зданий из древесины
5.6. Разработка и исследование конструкций хранилища для семенного зерна
5.6.1. Описание экспериментального образца бункера.
5.6.2. Основные положения методики испытаний.
5.6.3. Анализ результатов испытаний распределение нормальных давлений на стенки бункера.
5.6.4. Деформированное состояние бункера при кратковременном загружении.
5.6.5. Напряженное состояние бункера при кратковременном загружении.
5.6.6. Анализ статической работы бункера при длительном загружении.
5.6.7. Расчет модели бункера на длительное действие нагрузки в
соответствии с экспериментом
Выводы по главе 5.
Глава 6. ИССЛЕДОВАНИЯ ПАНЕЛЕЙ С ДОЩАТЫМИ ОБШИВКАМИ.
6.1. Цель и задачи исследований.
6.2. Конструкция опытных образцов.
6.3. Методика проведения испытаний. Схема загружения панелей и конструкция испытательной установки. Измерительные приборы
6.4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ
6.4.1. Напряженнодеформированное состояние панели без усиления и с усилением металлическими полосами при кратковременных испытаниях
6.4.2. Результаты испытаний панели без усиления и панели
с усилением при длительных сдвиговых воздействиях.
6.4.3. Оценка длительного силового сопротивления испытанных
деревянных панелей для пространственных конструкций.
Выводы по главе 6.
Глава 7. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ.
7.1. Принципы проектирования характерных соединений и узлов
элементов в пространственных конструкциях.
Общие выводы
СИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Дальнейшее развитие технологии изготовления новых пространственных конструкций с применением древесины и других композитных материалов должно дать возможность надежного закрепления листовых и рулонных материалов собственно оболочки к системе ребер при помощи эффективных клеев, которые бы позволяли производить совместно с металлическими связямишурупами, дюбелями и т. В.М. Бондаренко и Вл. И.Колчуновым в работе . При этом самый верхний уровень соответствует пространственной расчетной схеме всей конструкции, самый нижний позволяет оперировать параметрами сложного, в том числе объемного напряженнодеформированного состояния отдельных зон рассматриваемой конструкции, выходные интегральные параметры которого замыкаются на расчетную схему верхнего уровня. В основу как иерархической концепции выделения элементов деревянной пространственной конструкции и их расчетных моделей сопротивления, так и последующей разработки этих моделей с привлечением исходных гипотез, расчетных схем, определяющих уравнений механических моделей и т. Именно на нем замыкаются прямые и обратные связи между выделенными компонентами структурной системы. Под элементом пространственной деревянной конструкции понимается выделенная зона деревянной конструкции, сопротивление которой исследовалось отдельно, например, стержневая конструкция каркаса, зона швов сдвига, зона плоских обшивок или панелей, заполняющих ячейки каркаса и т. Расчетной моделью силового сопротивления РМС элемента ПК определяется некоторый идеализированный объект, отражающий существо явлений, происходящих при сопротивлении деревянного элемента силовым и деформационным воздействиям. РМС включает в себя исходные предпосылки, расчетную схему многоуровневую с определяющими уравнениями, описывающими связь деформации напряжения для сплошного и несплошного материала, механические модели сопротивления позволяющие упростить описание сопротивления наиболее сложных областей РМС, математические модели включающие системы уравнений и методы их решения. ГЛАВА 2. Метод интегральных оценок. При расчете нелинейно и неравновесно деформируемых статически неопределимых деревянных конструктивных систем может быть использован метод интегральных оценок нелинейных и неравновесных свойств деформирования древесины. С помощью метода интегральных оценок осуществляется требуемая линеаризация задачи, временная фиксация неравновесных признаков деформирования. При этом линеаризация сохраняет связь характеристик жесткости с уровнем нагружения временная фиксация учитывает влияние режима и длительности загружения. Принимаются и считаются справедливыми следующие теоретические предпосылки, изложенные достаточно подробно в работе акад. РААСН, проф. В.М. Бондаренко. Эго обусловлено тем, что в моменты, непосредственно предшествующие разрушению, несущая способность существует жесткость имеет хотя и минимачьную, но конечную величину. Современная строительная механика статически неопределимых конструкций опирается на принцип возможных перемещений и на гипотезу об аддитивности однозначной взаимосвязи причин и следствий деформирования. Принцип возможных перемещений, утверждающий равенство работ внешних и внутренних сил при всяком возможном бесконечно малом перемещении точек системы и представляющий собой механическую интерпретацию физического закона о сохранении энергии, справедлив как для идеально упругих, так и для нелинейно, неравновесно и анизотропнодеформируемых систем. В этом случае, в отличие от упругих систем, необходимо учитывать необратимый расход энергии, а также эффект запаздывания во времени прямого деформирования, восстановление деформаций после снятия или уменьшения нагрузки. АрЛЛ 1А,лЛ 0. АгЛ работа, расходуемая на необратимые потери. Гипотеза об аддитивности формулируется в строительной механике в виде принципа независимости действия сил и имеет фундаментальное значение в методах расчета статически неопределимых систем. Принцип независимости действия сил не применим для нелинейных систем, и только в определенных условиях применим для неравновесных систем.