Геометричне моделювання деформованого стану опалубної структури змінної геометрії - Автореферат

Основний акцент у даній роботі зроблено на створення системи геометричного моделювання опалубних структур як спеціальних лінійних сітчастих каркасів для зведення оболонок складної геометрії. Робота присвячується геометричному моделюванню опалубних структур зі змінною геометрією для зведення оболонок з армоцементу. Об?єктом дослідження є методи моделювання опалубної структури змінної геометрії, а предметом дослідження - геометричні властивості опалубного елементу, що трансформується (ОЕТ) під впливом згину, скруту або їх сумісної дії. Розробити алгоритм оптимального вибору напрямку бетонування армоцементних покриттів з одночасним коригуванням перерізів спеціального лінійного сітчастого каркаса опалубної структури при аналітичному та дискретному способах завдання поверхонь оболонок різної гаусової кривини. Розробити алгоритм коригування поверхні спеціального лінійного сітчастого каркаса опалубної структури з урахуванням критеріїв оптимальності технології зведення армоцементних оболонок складної геометричної форми.Проведений аналіз літературних джерел показав, що відомий ряд конструкцій опалубки для зведення криволінійних покриттів застосовується для зведення конкретних армоцементних оболонок вузького класу поверхонь і, частіше всього, призначені для одноразового використання. Застосування армоцементних конструкцій у промисловому будівництві замість конструкцій із традиційних матеріалів характеризується високою техніко-економічною ефективністю, а саме: зниженням маси будинків, трудомісткості виготовлення і монтажу, вартості будівництва. Раціональним будемо вважати варіант форми опалубної структури, що зменшує вартість зведення оболонки при задоволенні ряду архітектурно-конструктивних та експлуатаційно-технологічних вимог. Процес пошуку раціонального варіанта опалубної структури являє собою ряд взаємоповязаних етапів оптимального проектування на стадіях ескізного пошуку, конструювання та моделювання її деформованих станів при різних схемах бетонування, армування з метою перевірки його працездатності та оптимізації параметрів. У термінах математичного програмування задача пошуку оптимального проекту оболонки (покриття) з використанням того чи іншого технологічного пристосування сформульовано таким чином: С(а)= С (a*) = C (1) при обмеженнях: де С - вартість зведення оболонки з урахуванням застосування ОСЗГ.На основі аналізу існуючих вимог до армоцементних монолітних оболонок, вітчизняного та зарубіжного досвіду будівництва подібних об?єктів розроблено класифікацію існуючих типів опалубок за різних ознак і визначене місце в них нового типу опалубок. Структура моделі в укрупненому виді складалася з каркасної (несучої) і палубної (формоутворюючої) частин. Опалубний елемент зі змінною геометрією, як модуль для складання опалубної структури, дозволив отримати на формоутворюючій поверхні палубного настилу цілий ряд поверхонь. В залежності від конструктивних особливостей цей елемент може зазнавати наступні види деформацій: згин, скрут, сумісну дію згину та скруту. Досліджено, що оскільки при згині напруга максимальна на одній з основ перерізу смуги, а при скруті - по контурній кривій, сумісна дія обох деформацій дає максимальну напругу в кутах перерізу, де ці напруги мають однаковий знак.У цьому звязку розв?язано задачу, яка встановлює взаємозвязок між керуючими точками каркасу (УТК), контурними точками каркасу (КТК) та точками вихідної кривої при конструктивному і технологічному відтворенні спроектованої поверхні покриття. Пружні властивості штабу такі, що при накладанні на довільну гладку поверхню серединна лінія штабу (границя між двома половинами, які зєднані внапуск) зазнає згин у напрямку нормалі до поверхні і не зазнає згину у напрямку своєї бінормалі. Серединна лінія штабу проходить по поверхні таким чином, що сам штаб дотикається оболонки саме по цій лінії. Доведено, що центр кривини геодезичної на поверхні для даної точки серединної кривої ОЕТ лежить на нормалі до поверхні в цій точці, а також величина кривини кривої дорівнює значенню другої квадратичної форми на дотичному одиничному променевому векторі кривої При отриманні рівняння штабу його поверхню визначено як огинаючу однопараметричної сімї площин, яки дотикаються оболонки у точках вздовж лінії дотику штабу до неї.У роботі досягнуто основну мету: - розвинуто й удосконалено теоретичну базу основ геометричного моделювання деформованого стану опалубних структур змінної геометрії при проектуванні армоцементних покриттів з урахуванням в процесі такого моделювання технологічних та обмежень на міцність. Створено класифікацію існуючих типів опалубок за різних ознак і визначене місце в них нового типу опалубок, що трансформуються для означення перспектив подальшого їх розвитку як класу. Розроблено методику каркасного моделювання палубної поверхні опалубної структури змінної геометрії з урахуванням міцнісних характеристик окремого елемента, як пластини. Методика дозволяє враховувати можливі формоутворюючі стани опалубного елемента при відтворенні номенклатурних по