Зміна стріли підйому та виконання умов граничних станів. Характерні закономірності роботи уразливих ділянок покриттів. Особливості критичного деформування підкріплених конструкцій за наслідками можливого перевищення їх розрахункового навантаження.
Аннотация к работе
ПАРАМЕТРИ РАЦІОНАЛЬНОГО ВИКОРИСТАННЯ ГОРИЗОНТАЛЬНИХ ФЕРМ МЕТАЛЕВИХ ЦИЛІНДРИЧНИХ СІТЧАСТИХ ПОКРИТТІВ Знайдено параметри раціонального використання горизонтальних ферм металевих циліндричних сітчастих покриттів. Враховано зміну стріли підйому, виконання умов граничних станів і чутливість до втрати стійкості.Проте раціональнішим вважається використання додаткових граней покриття у вигляді горизонтальних ферм з підвісками [14, 15], які сприяють безпосередньому розвантаженню конструкції та створюють простір для проведення інженерних комунікацій. Структура проведеної роботи передбачала вибір топології поверхні, встановлення вихідних і змінних параметрів, побудову компютерних моделей, розрахунок та відбір даних для визначення прийнятних показників в межах забезпечення стійкості конструкції. Але оскільки горизонтальні ферми впливають в основному на роботу опорних ділянок стрижневої конструкції, зафіксовано ширину В і довжину L покриття зі зміною решти геометричних параметрів. Відповідно до сучасних тенденцій формоутворення і вказаних співвідношень геометричних параметрів прийнято найдоцільніші габаритні розміри покриття в плані В?L = 24?30 м, які безумовно відповідають зазначеним рамкам і становлять невелику різницю між собою, про що свідчить отриманий вираз L =1,25 B. В процесі створення моделей і подальших розрахунків проаналізовано вплив густини розташування елементів у межах забезпечення стійкості конструкції, на підставі чого виконано оцінку можливих ступенів заповнення сітчастої поверхні за наявності раціонального підкріплення покриття горизонтальними фермами.Шляхом скінченно-елементного моделювання, розрахунку і аналізу металевих циліндричних сітчастих покриттів знайдено параметри раціонального використання горизонтальних ферм. Виконано оцінку наявних тенденцій формоутворення конструкції в межах забезпечення її стійкості. Обґрунтовано вибір топології поверхні, прийнято рекомендовані співвідношення габаритних розмірів L B =1,25, B =3...5f і сформовано відповідні розрахункові моделі. Наведено критерії визначення чутливості сітки від застосування додаткових граней покриття.
Вывод
1. Шляхом скінченно-елементного моделювання, розрахунку і аналізу металевих циліндричних сітчастих покриттів знайдено параметри раціонального використання горизонтальних ферм.
2. Виконано оцінку наявних тенденцій формоутворення конструкції в межах забезпечення її стійкості. Обґрунтовано вибір топології поверхні, прийнято рекомендовані співвідношення габаритних розмірів L B =1,25, B =3...5f і сформовано відповідні розрахункові моделі.
3. Наведено критерії визначення чутливості сітки від застосування додаткових граней покриття. Враховано обовязкове виконання умов граничних станів і чутливість до втрати стійкості.
4. Отримано межі прийнятної кривизни 1 R = 0,068 ... 0,076 і набір основних геометричних параметрів ?, R, f для створення підкріплених конструкцій. Розглянуто випадок зовнішнього розташування опорних граней.
5. Проаналізовано вплив підвищення жорсткості і збільшення стріли підйому на показники роботи сітчастої поверхні. Виявлено характерні закономірності зміни вузлових відхилень і внутрішніх силових факторів уразливих ділянок покриття. Зафіксовано незначну різницю між величинами переміщень вузлів в небезпечних напрямках у просторі та зміну знаку зусиль з розтягу на стиск в недостатньо навантажених стержнях. Досягнуто найповніше використання міцності матеріалу.
6. Зазначено результати викривлення форми моделей покриття за наслідками підкріплення і можливого перевищення розрахункового навантаження. Висвітлено слабкі місця та особливості критичного деформування системи.
Список литературы
1. Свердлов В. Д. Металеві циліндричні стержневі покриття : моногр. / В. Д. Свердлов, О. І. Сіянов. — Вінниця : УНІВЕРСУМ-Вінниця, 1999. — 134 с.
2. Свердлов В. Д. Одношарові циліндричні стержневі покриття (перспективи, проблеми, шляхи вирішення) / В. Д. Свердлов, О. І. Сіянов // Індивідуальний житловий будинок : праці респуб. наук.-техн. конф., (Вінниця, 25—27 верес. 2001 р.). — Вінниця. — 2001. — С. 10—14.
3. Королев В. П. EUROCORR 2008 / В. П. Королев // Промислове будівництво та інженерні споруди. — 2009. — № 1. — С. 44—46.
4. Сіянов О. І. Доцільність застосування металевих циліндричних стержневих покриттів в конкретних обєктах будівництва / О. І. Сіянов // Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві : зб. наук. праць. — Вінниця : «УНІВЕРСУМ-Вінниця», 2004. — С. 114—116.
5. Алпатов В. Ю. Определение рациональной геометрии структурного покрытия зерносклада, выполненного в виде двухсетчатой оболочки / В. Ю. Алпатов, И. С. Холопов : сборник научных трудов «Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных, пластмассовых конструкций в строительстве и на транспорте». — Самара. — 2002. — С. 193—198.
6. Свердлов В. Д. Напрямки удосконалення металевих циліндричних стержневих покриттів / В. Д. Свердлов, О. І. Сіянов : сборник докладов VIII Украинской науч.-техн. конф. «Металлические конструкции : взгляд в прошлое и будущее», (Киев, 18—22 октяб. 2004 г.). — Киев : Сталь, 2004. — Ч. 2. — С. 18—20.
7. Свердлов В. Д. Совершенствование цилиндрических стержневых систем покрытий / В. Д. Свердлов, А. И. Сиянов // Теория и практика металлических конструкций : тр. Междунар. конф., (Донецк-Макеевка, 2—4 декаб. 1997 г.). — Донецк-Макеевка, 1997. — Т. 2. — С. 37—41.
8. Сіянов О. І. Аналіз конструктивних рішень металевих одношарових циліндричних стержневих покриттів / О. І. Сіянов // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць. — Рівне : НУВГП, 2004. — Вип. 11. — С. 279—282.
9. Сіянов О. І. Робота металевого одношарового циліндричного стержневого покриття з жорсткими підкріплюючими елементами / О. І. Сіянов // Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві : зб. наук. праць. — Вінниця : «УНІВЕРСУМ-Вінниця», 2009. — № 2 (7). — С. 13—27.
10. Сіянов О. І. Дослідження схем розташування хрестоподібних вязей одношарового циліндричного стрижневого покриття / О. І. Сіянов // Промислове будівництво та інженерні споруди. — 2012. — № 1. — С. 13—15.
11. Попов И. Г. Цилиндрические стержневые системы / И. Г. Попов. — Л.; М. : Гос. изд-во лит. по стр-ву и арх-ре, 1952. — 112 с.
12. Таиров В. Д. Сетчатые пространственные конструкции / В. Д. Таиров. — К. : Будівельник, 1966. — 73 с.
13. Патцельт О. Стальные решетчатые пространственные конструкции ; пер. с нем. / О. Патцельт. — М. : ЦИНИС Госстроя СССР, 1970. — 95 с.
14. Сіянов О. І. Моделювання і розрахунок одношарового циліндричного стержневого покриття з горизонтальними фермами / О. І. Сіянов // Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві : збірник наук. праць. — Вінниця : «УНІВЕРСУМ-Вінниця», 2011. — № 2 (11). — С. 6—9.
20
ISSN 1997-9266. Вісник Вінницького політехнічного інституту. 2014. № 1
15. Сіянов О. І. Вплив розташування опорних ферм на роботу металевих циліндричних сітчастих покриттів / О. І. Сіянов // Вісник Вінницького політехнічного інституту. — 2013. — № 1. — С. 27—30.
16. Цейтлин А. А. Сетчатые покрытия больших пролетов / А. А. Цейтлин. — К. : УКРНИИС, 1947. — 14 с. 17. Райт Д. Т. Большие сетчатые оболочки / Д. Т. Райт. — Л. : Стройиздат, 1966. — 11 с.
18. Лубо Л. Н. Руководство по проектированию и расчету покрытий нового типа — сетчатых оболочек / Л. Н. Лубо. — Л. : ЛЕНЗНИИЭП. 1971. — 63 с.
19. Рюле Г. Пространственные покрытия. Конструкции и методы возведения / Г. Рюле ; пер. с нем. — Том 2. — М. : Стройиздат, 1974. — 247 с.
20. Лебедев В. А. Сетчатые оболочки в гражданском строительстве на севере / В. А. Лебtrial Л. Н. Лубо. — Л. : Стройиздат, Леtrial. отд-ние, 1982. — 136 с.
21. Трущев А. Г. Пространственные металлические конструкции : учеб. пос. для вузов / А. Г. Трущев. — М. : Стройиздат, 1983. — 215 с.
22. Инженерные конструкции : [учеб. для вузов] / [В. Н. Голосов, В. В. Ермолов, Н. В. Лебедева и др.] ; под ред. В. В. Ермолова. — М. : Высш. школа, 1991. — 408 с.
23. Свердлов В. Д. Исследование пространственных цилиндрических стержневых систем покрытий : дис. на соискание уч. степениканд. техн. наук 05.23.01 / Свердлов Владимир Деонисович. — К., 1977. — 174 с. — Библиогр.: С. 153—161.
24. ДБН В.1.2-2:2006 Навантаження і впливи / Мінбуд України. — К. : Сталь, 2006. — 60 с.
25. Вычислительный комплекс SCAD / [Карпиловский В. С., Криксунов Э. З., Маляренко А. А. и др.]. — М. : изд-во «СКАД СОФТ», 2009. — 656 с.
Рекомендована кафедрою промислового та цивільного будівництва ВНТУ
Стаття надійшла до редакції 10.09.2013
Сіянов Олександр Ілліч — канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри промислового та цивільного будівництва. Вінницький національний технічний університет, Вінниця
O. I. Siyanov1
PARAMETERS OF THE RATIONAL USE OF HORIZONTAL FRAMES OF THE METALLIC CYLINDRICAL RETICULATED COVERAGES
1Vinnytsia National Technical University
The parameters of the rational use of horizontal frames of the metallic cylindrical reticulated coverings are found. The change of arrow of raising, implementation of terms of the maximum states and limits is taken into account on the charges of materials. Characteristic conformities to law of work of vulnerable areas of coverings are got. Features of critical deformation of the supported constructions are brought on results of the possible exceeding of the calculation loading.
Key words: metallic cylindrical reticulated coverings, reinforcement, design, calculation, stability, power factors, parameters of deformation, rational use, horizontal frames.
Siyanov Oleksandr I. — Cand. Sc. (Eng.), Assistant Professor, Assistant Professor of the Chair of Industrial and Civil Building.
А. И. Сиянов1
ПАРАМЕТРЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ФЕРМ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СЕТЧАТЫХ ПОКРЫТИЙ
1Винницкий национальный технический университет
Найдены параметры рационального использования горизонтальных ферм металлических цилиндрических сетчатых покрытий. Учтено изменение стрелы подъема, выполнение условий предельных состояний и ограничения на расходы материалов. Получены характерные закономерности работы уязвимых участков покрытий. Приведены особенности критического деформирования подкрепленных конструкций вследствие возможного превышения расчетной нагрузки.