Совершенствование методов расчета и конструктивных решений треугольных трехслойных панелей купольных покрытий

• Автор: Данилова, Мария Владимировна
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 185 с.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА КУПОЛОВ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Исследования сетчатых куполов из дерева и пластмасс

1.1.1. Элементы сетчатых куполов треугольные плиты и трехслойные панели

1.1.2. Оценка методов формообразования и методов геометрических параметров куполов

1.2. Конструктивные решения куполов из трехслойных панелей

1.3. Анализ результатов исследования купольных покрытий. Цель и задачи исследований

ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННО ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТРЕХСЛОЙНОЙ ТРЕУГОЛЬНОЙ ПАНЕЛИ СЕТЧАТОЙ ОБОЛОЧКИ ЧИСЛЕННЫМ МЕТОДОМ

2.1. Программа исследований

2.2. Расчетная схема и методика проведения численного эксперимента

2.2Л. Характер напряженно деформированного состояния трехслойной треугольной панели сетчатой оболочки при действии продольных сил
2.2.2. Напряженно деформированное состояние панелей при действии равномерно распределенной поперечной нагрузки
2.2.3. Напряженнодеформированное состояние панелей при действии монтажной нагрузки
2.2.4. Напряженно деформированное состояние панелей при совместном действии продольных и поперечной нагрузки
2.3. Оценка напряженнодеформированного состояния панелей при варьировании исследуемых факторов. Выводы по второй главе.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ СЕТЧАТОЙ ОБОЛОЧКИ НА ОСНОВЕ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Программа исследований
3.2. Методика проведения испытаний
3.2.1. Силовая установка для испытания панелей
3.2.2. Конструкция опытных образцов. Измерительная аппаратура. Схемы нагружений панелей
3.3. Результаты испытаний панелей по схеме ступенчатое нагружение разгрузка
3.4. Результаты испытаний панели с целью определения разрушающей нагрузки.
3.5. Анализ полученных результатов. Оценка характера сопротивления панелей сетчатых оболочек при изменении исследованных факторов
ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СЕТЧАТЫХ КУПОЛОВ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС
4.1. Оптимизация геометрической схемы купольного покрытия образованного на основе икосаэдра
4.2. Сравнительный анализ геометрических схем купольных покрытий при НЮ
4.3. Оптимизация основных несущих элементов каркасных куполов
4.3.1. Конструктивная схема каркасных куполов
4.3.2. Определение целевой функции и ограничений
4.3.3. Оптимальные значения варьируемых параметров для каркасных куполов
4.4. Оптимизация куполов из трехслойных панелей
4.4.1. Конструктивная схема куполов из трехслойных
панелей
4.4.2 Определение целевой функции и ограничений
4.4.3. Оптимальные значения варьируемых параметров для куполов из трехслойных треугольных панелей
4.5. Выводы по четвертой главе
ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СЕТЧАТЫХ КУПОЛОВ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Предложения по расчету и конструированию сетчатых куполов из дерева и пластмасс
5.1.1. Предложения по статическому и конструктивному расчету трехслойных панелей купольного покрытия
5.1.2. Предложения по конструированию сетчатых купольных покрытий
5.2. Внедрение результатов исследований
5.2.1. Каркаснотентовое купольное покрытие летнего павильона
5.2.2. Быстровозводимые укрытия в виде куполов оболочек из трехслойных панелей
5.3. Выводы по пятой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Интенсивные исследования трсхслойных панелей, применяемых в строительной практике, начинается в х годах прошлого века. Экспериментальные и теоретические исследования строительных трехслойных панелей проводят А. Б. Губенко , , Ф. В. Расс . С.С. Кармилов , О. Б. Тюзнева , И. Г. Романсиков , Л. В. Суворова 2, С. Б. Ермолов . В то же время известно, что панели работающие в составе пространственного покрытия подвержены совместному действию продольных и поперечных сил, а форма таких панелей либо треугольная, либо многоугольная. В связи с этими обстоятельствами большой интерес представляют исследования трехслойных конструкций, проведенные в Ростовском Государственном строительном университете ранее РИСИ Ю. В. Осетинским , , , Журавлевым , , А. К. Гавриловым , , Ю. А. Веселевым , Б. В. Мирявым , , Э. Б. Лукашевичем, Токаревым , 4, Д. Б. Демченко . Большой интерес представляет книга В. И. Мартемьянова и Ю. В. Осетинского Трехслойные строительные конструкции . В этой книге дано описание конструкций трехслойных стеновых панелей и плит кровли, освещены вопросы экономики трехслойных конструкций. Логическим продолжением работы В. Мартемьянова и Ю. В. Осетинского является книга Ю. А. Веселева и Журавлева Пространственные несущие трехслойные конструкции покрытий зданий и сооружений . Эта книга состоит из двух глав. В первой обобщены справочные материалы, необходимые для проектирования конструкций. Самостоятельное значение при этом имеет параграф, посвященный определению приведенного модуля сдвига конструкционных заполнителей различного типа, для которых приводится вывод соответствующих формул. Во второй главе изложены новые материалы, касающиеся расчета и проектирования трехслойных конструкций покрытий зданий типа складок, гладких и многогранных сводов, многогранных куполов. Изложены аналитические и численные с применением вычислительных средств методики расчета таких конструкций, а также новые конструктивные решения узлов и деталей, в большинстве своем оформленные авторскими свидетельствами на изобретения. Результаты обширного исследования трехслойных треугольных плит приводятся в работах Ю. В. Осетинского и А. К. Гаврилова , , . На основании допущений технической теории расчета разработаны численные методы расчета треугольных трехслойных плит, подкрепленных ребрами жесткости. Такие плиты являются основными конструктивными элементами сетчатых куполов. Построена матрица жесткости произвольного треугольного трехслойного конечного элемента и матрица жесткости подкрепляющего плиту ребра обрамления. Учтены изгибные и крутильные деформации ребер. Получено матричное уравнение деформаций трехслойной пластины с подкреплением и без него. Для расчета методом конечных разностей построены конечноразностные аналоги дифференциальных уравнений изгиба в треугольной системе координат. Разработана методика определения частот собственных колебаний треугольных трехслойных пластин, подкрепленных ребрами жесткости. Задача определения частот колебаний сводится к определению собственных чисел матриц с помощью стандартной программы на ЭВМ. Получена система дифференциальных уравнений равновесия трехслойных пластин с легким заполнителем с учетом ползучести материала среднего слоя. Для расчета треугольных трехслойных пластин, подкрепленных ребрами жесткости, с учетом ползучести заполнителя предложен метод конечного элемента. Расчет пластины сводится к решению с помощью ЭВМ системы обыкновенных линейных дифференциальных уравнений первого порядка относительно перемещений узловых точек. Разработана простая приближенная методика расчета трехслойных плит как в упругой стадии, так и с учетом ползучести заполнителя. Расчет реализуется численными методами методом конечного элемента и методом конечных разностей. Данная методика позволяет сравнительно легко оценить деформативность и уровень касательных напряжений в заполнителе строительных трехслойных конструкций. Для расчета треугольных трехслойных плит, работающих в качестве ограждения в стержневых конструкциях покрытий, разработана программа для ЭВМ. В основу программы положен алгоритм расчета методом конечного элемента.