Совершенствование плитно-структурных металлодеревянных конструкций

• Автор: Москалев, Михаил Борисович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР РАБОТ ПО КОНСТРУКЦИЯМ И МЕТОДАМ

РАСЧЕТА ПЛИТНОСТРУКТУРНЫХ ПОКРБ1ТИЙ.

1.1 Классификация структурных и плитноструктурных ПСК покрытий

1.2 Обзор существующих металлодеревянных ПСК.

1.3 Методы расчета ПСК, основанные на дискретной расчетной схеме

1.4 Методы расчета ПСК, основанные на континуальной расчетной

1.5 Экспериментальные методы исследования напряженно

деформированного состояния ПСК

1.6 Актуальность регулирования напряжений в несущих строительных

конструкциях
Г ЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ВАРИАНТОВ И
МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПЛИТНОСТРУКТУРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С
РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАПРЯЖЕНИЙ.
2.1 Расчет ПСК с помощью континуальной расчетной схемы.
2.2 Расчет ПСК по дискретной расчетной схеме.
2.3 Основные принципы образования новых конструктивных вариантов
ПСК с предварительным напряжением.
2.4 Конструкции соединительных узлов для включения новых
дополнительных связей.
2.5 Учет влияния температуры.
2.6 Влияние влажности
2.7 Учет податливости узловых соединений.
2.8 Учет реологических свойств древесины.
Выводы.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛИТНОСТРУКТУРНОЙ КОНСТРУКЦИИ НА МОДЕЛИ
3.1 . Цели и задачи экспериментального исследования. Выбор испытываемой модели
3.2 Описание опытной конструкции.
3.3 Конструкция оснастки и системы нагружения экспериментальной
конструкции
3.4 Проведение испытаний опытной ПСК
3.5 Анализ результатов испытаний опытной ПСК
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ДАННЫХ РАСЧЕТА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ ИХ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ПРИМЕНЕНИЮ
4.1 Алгоритм расчета ПСК
4.2 Практическое применение ПСК с регулированием напряжений.
4.3 Техникоэкономическая оценка эффективности ПСК
4.4 Рекомендации по практическому применению ПСК с
регулируемыми усилиями в затяжках.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Стадионы мира с открывающимися крышами
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Копия решения о выдаче патента на полезную модель .
ВВЕДЕНИЕ
Одними из наиболее широко распространенных строительных конструкций, являются структурные конструкции, которые при ограниченном расходе материала позволяют перекрывать значительные пролеты.
В настоящее время при проектировании и строительстве нормируют и ограничивают напряжения в конструкциях. При этом напряженнодеформированное состояние НДС в процессе эксплуатации практически не контролируют. И лишь совсем недавно стало развиваться направление, непосредственно связанное с регулированием НДС конструкций в процессе эксплуатации. Переход к управлению деформированием конструкций открывает новые возможности для инженерного конструирования.
В х гг. XX в были разработаны управляемые конструкции, представляющие собой деформируемые системы с переменными управляемыми параметрами. Управляемые конструкции, по сравнению с традиционными, позволяют достичь качественно новых характеристик
снижения материалоемкости за счет рационального изменения напряженного и деформированного состояния при переменных во времени внешних воздействиях и параметрах конструкции
более полного использования ресурсов конструкции, повышения их эффективности особенно в тех случаях, когда традиционные способы конструирования становятся малоэффективными или технически нереализуемыми
предотвращения аварийных ситуаций
управления конструкцией в трудно доступных для человека местах
На данный момент существует значительное количество литературы о конструкциях с регулируемым распределением усилий 3 7, за границей издается специальный журнал по данной тематике, однако практически
нет работ, посвященных автоматическому управлению мсталлодеревянными структурными конструкциями. Настоящая диссертационная работа направлена на восполнение данного пробела в научных исследованиях.
Актуальность


Основные результаты докладывались на й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета СПбГАСУ, год, на й Международной научнотехнической конференции молодых ученых Актуальные проблемы современного строительства СанктПетербург, год, на международном симпозиуме Современные металлические и деревянные конструкции нормирование, проектирование и строительство Брест, год, на й Международной научнотехнической конференции молодых ученых Актуальные проблемы современного строительства СанктПетербург, год, на й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета СПбГАСУ, год, на й научной конференции профессоров, преподавателей, научных, работников, инженеров и аспирантов университета СПбГАСУ, год, на III и IV съездахконгрессах Ассоциации деревянного домостроения СПбГАСУ, г. Объем и структура. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 9 наименований и 2 приложений. Общий объем 7 страниц, рисунка, таблиц. Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 6 печатных работах, в том числе 2 в журналах, входящих в перечень ВАК. ГЛАВА 1. С х годов, когда были найдены рациональные решения схем, узлов и появились методырасчета на ЭВМсложных многократно статически неопределимых конструкций, решетчатые пространственные покрытия получили бурное развитие в мировой строительной практике и среди прогрессивных конструкций выдвинулись на одно из первых мест. Простая и быстрая сборка элементов на строительной площадке. Недостатком пространственных решетчатых конструкций является повышенная трудоемкость изготовления отдельных элементов и узлов по сравнению с традиционными конструкциями. В целом все решетчатые пространственные конструкции можно разделить на две основные группы перекрестностержневые конструкции и сетчатые оболочки. Перекрестностержневые конструкции применяют в качестве плоских покрытий и междуэтажных перекрытий большепролетных зданий различного назначения. Кроме преимуществ, отмеченных выше, перекрестностержневые конструкции обеспечивают малую строительную высоту покрытия или перекрытия, что позволяет снизить общую высоту здания значительную жесткость покрытия, позволяющую крепить к нему подвесной транспорт а также повышенную надежность покрытия от внезапного разрушения благодаря многократной статической неопределимости системы. В XXI в. Для сравнения, замена параллельных металлических ферм на перекрестностержневую конструкцию позволяет уменьшить строительную высоту примерно вдвое при том же расходе материала, хотя и несколько увеличит трудоемкость при возведении. Различные типы перекрестностержневых конструкций образуются пересечением плоских ферм в двух, грех и даже четырех направлениях. Поскольку в целом конструкция покрытия оказывается плоской, в виде пространственно стержневой плиты, то она получила название плитностержневая пространственная конструкция 9. Рис. Стержневые плиты с поясными сетками из квадратных ячеек а типа вертикальных перекрстных ферм двух направлений Б, В с расположением раскосов вне плоскости ферм. ПСК состоят из вертикальных и наклонных пересекающихся ферм, которые, в свою очередь, разбивают плоскости верхних и нижних поясов на квадратные, треугольные и шестиугольные ячейки рис. При вертикальном расположении ферм ПСК разбиваются на призмы с квадратным, треугольным и шестиугольным основанием, а при наклонном расположении ферм соответственно на пирамиды с квадратным пентаэдры, треугольным тетраэдры и шестиугольным гептаэдры основанием. В этом случае геометрическая неизменяемость сооружения в целом и устойчивость сжатых стержней сохраняется. Высокая слепень статической неопределимости обеспечивает также высокую эксплуатационную надежность. ПСК можно перекрывать пролеты до 0 м и более 8. Различные типы ячеек стержневых плит позволяют создавать покрытия практически любой формы в плане. Самым важным условием при назначении формы плиты является обеспечение пространственной работы, т. Только в этом случае покрытие будет легким и экономичным. Плиты с квадратными и шестиугольными ячейками состоят из геометрически изменяемых стержневых призм и, соответственно, не могут работать на кручение. Плиты с квадратной ячейкой наиболее рационально применять при квадратной форме в плане, чтобы конструкция работала одинаково в обоих направлениях. При переходе к прямоугольной форме плиты пространственная работа утрачивается и конструкция работает как ряд параллельных ферм, что сказывается на легкости и экономичности. Такие конструкции целесообразно применять в покрытии зданий пролетом ,0,0 м, с соотношением сторон . Плиты с треугольными поясными ячейками рис. Они удобны для покрытий сложной формы в плане. Их недостатком является большая трудоемкость при монтаже и изготовлении. Рис.