Двухъярусная тросовая купольная система на эллиптическом плане

• Автор: Чесноков, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 226 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОПИСАНИЕ

ИССЛЕДУЕМОЙ СИСТЕМЫ

1.1 Развитие вантовых систем

1.2 Разновидности тросовых куполов

1.3 Описание исследуемой системы и определение

терминов

1.4 Развитие методов расчта вантовых систем

1.5 Выводы по первой главе

2 СОЗДАНИЕ ТРОСОВОЙ КУПОЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

НА ЭЛЛИПТИЧЕСКОМ ПЛАНЕ
2.1 Общие положения.
2.2 Формообразование тросовых купольных систем на эллиптическом плане
2.2.1 Разбивка тросовой купольной системы
в плане
2.2.2 Определение координат тросовой купольной
системы на эллиптическом плане.
2.3 Методы возведения тросовых куполов
2.4 Создание начальных напряжений в элементах тросового
купола методом монтажных пригрузов
2.5 Конструкции покрытия
2.6 Выводы по второй главе
3 ГЕОМЕТРИЧЕСКИ НЕЛИНЕЙНЫЙ АНАЛИЗ ТРОСОВЫХ КУПОЛЬНЫХ СИСТЕМ.
3.1 Общие положения и расчтные предпосылки
3.2 Использование метода конечных элементов в качестве
основы для расчта тросовых куполов.
3.3 Учт истории нагружения и последовательности
возведения системы
3.4 Определение исходной геометрической формы
тросовой купольной системы
3.5 Расчт тросового купола.
3.5.1 Факторы, воздействующие на плоскую
модель тросового купола
3.5.2 Определение значений факторов, воздействующих
на плоскую модель системы
3.5.3 Переход от плоской модели тросового купола к пространственной системе
3.6 Выводы по третьей главе
4 РАЗРАБОТКА РАСЧТНОЙ ПРОГРАММЫ
4.1 Общие положения
4.2 Структура расчтной программы
4.3 Описание программных блоков.
4.3.1 Блок предварительной обработки данных конечноэлементного расчта.
4.3.2 Расчтный блок
4.3.3 Блок моделирования монтажных стадий.
4.3.4 Блок, осуществляющий проведение численного моделирования тросовой системы
4.4 Выводы по четвртой главе
5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЛАБОРАТОРНОЙ МОДЕЛИ.
5.1 Постановка задач исследований
5.2 Описание лабораторной модели
5.2.1 Геометрические параметры исследуемой модели
5.2.2 Конструктивные особенности
исследуемой модели.
5.2.3 Опорные конструкции
лабораторной модели
5.2.4 Характеристика материалов, применнных
для изготовления лабораторной модели.
5.3 Приборы и оборудование для испытания модели.
5.4 Расчт и испытание экспериментальной модели.
5.5 Интерпретация результатов эксперимента. Сравнение теоретических и экспериментальных данных.
5.6 Выводы по пятой главе.
6 ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖННОДЕФОРМИРОВАНОГО
СОСТОЯНИЯ ТРОСОВОГО КУПОЛА В ПРОЦЕССЕ
ВОЗВЕДЕНИЯ И НА СТАДИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ.
6.1 Исследуемая система.
6.2 Анализ деформированного состояния исследуемой системы
6.3 Исследование влияния соотношения внешних нагрузок на деформированное состояние исследуемой системы
6.4 Выводы по шестой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Рассмотрим подробнее разновидности висячих и вантовых систем, разработанных к настоящему времени. Наиболее простые решения вантовых покрытий представляют собой однопоясные системы с параллельно или радиально расположенными нитями, по которым уложены ограждающие конструкции. Чаще всего в практике строительства применялись однопоясные покрытия с железобетонными или керамзитобетонными плитами. Плиты укладывались на стальные тросы. Швы между ними замоноличивапись на монтаже, создавая висячую оболочку. Простота такой конструктивной формы позволяет иметь небольшое число типоразмеров элементов покрытия, что способствует их индустриальному изготовлению и простому монтажу. Другим решением однопоясных систем являются покрытия с изгибно-жесткими нитями. Нити выполняются в виде изогнутых сварных или прокатных двутавровых профилей или в виде изогнутых или прямолинейных ферм. В качестве примера можно привести покрытие олимпийского плавательного бассейна на проспекте Мира в Москве. Такие покрытия не требуют специальных мероприятий для стабилизации, ее выполняют элементы, способные воспринимать растягивающие и изгибающие усилия. Снижение деформативности и повышение стабильности висячей системы может быть достигнуто путем использования перекрёстных покрытий. Такие конструкции состоят из систем тросов в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Тросы, имеющие провес вниз, обычно называются несущими, а перпендикулярные им и имеющие провес вверх - стабилизирующими или натягивающими. В качестве примера подобных систем можно привести покрытия в форме гиперболических параболоидов (гипаров). Для поверхности в форме ги-пара все тросы одного направления имеют одинаковое сечение, так как усилия в них от действия равномерной нагрузки равны []. Более сложным, чем для рассмотренных ранее покрытий, является устройство опорной конструкции в виде железобетонного пространственного кольца. Подобная форма кольца диктуется необходимостью вписать его в поверхность гипара, что вызывает дополнительные трудности при изготовлении. Тросовые сетки, в отличие от обычных однопоясных конструкций, работают как пространственные системы, что позволяет им успешно воспринимать нагрузки от собственного веса, снега и знакопеременных ветровых воздействий. К тому же, подобные системы оказываются очень чувствительными к неточности их изготовления. Необходимость стабилизации тросовых конструкций привела к появлению двухпоясных систем, состоящих из двух гибких нитей, расположенных друг над другом, связанных между собой распорками или растяжками и совместно работающими на восприятие внешних нагрузок. Совместная работа нитей обеспечивается предварительным напряжением, что позволяет уменьшить упругие деформации и кинематические перемещения по сравнению с однопоясными системами и создает условия для применения легких кровель. Различают три основных типа подобных систем. Расположение несущей нити выше стабилизирующей позволяет объединить пояса конструкции гибкими элементами. Однако при таком решении покрытия увеличивается строительная высота помещения и возникает необходимость организации двух опорных контуров отдельно для несущих и стабилизирующих нитей. Эта проблема снимается, если несущую нить поместить ниже стабилизирующей, однако повышенная материалоёмкость сжатых стоек может значительно увеличить стоимость сооружения. Конструкции, объединяющие особенности перечисленных выше систем, на практике оказываются наиболее эффективными. В нашей стране большим событием стало строительство зала «Юбилейный» в Ленинграде [, , ] (рисунок 1. Покрытие диаметром м представляет собой систему радиально расположенных двухпоясных тросовых «ферм-рыбок», несущих центральный барабан и закреплённых за опорное железобетонное кольцо. По фермам уложен настил из лёгких коробчатых металлических плит. В году на Всемирной выставке в Брюсселе по проекту Стоуна был перекрыт павильон США диаметром 4 м двухпоясной системой, напоминающей гигантское велосипедное колесо, горизонтально поставленное на колонны []. Рисунок 1. Рисунок 1.