Влияние податливости опор на напряженно-деформированное состояние элементов структурного покрытия

Автор: Мущанов Александр Владимирович, Мущанов Владимир Филиппович, Роменский Игорь Викторович

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Статья в выпуске: 1 (40), 2016 года.

Бесплатный доступ

В статье рассмотрены новые подходы к расчету и проектированию структурных покрытий системы МАРХИ. Предложенные подходы, обеспечивающие регулирование параметров напряженно-деформированного состояния, базируются на двух принципах: изменении локальных геометрических параметров (размеров ячейки покрытия - его относительной высоты), и «вспарушивания» первоначально плоской плиты, то есть, изменения общей геометрической формы с приданием плите обратного выгиба. Установленные зависимости обеспечивают возможность использования для покрытий на нетиповых планах типовых модульных элементов системы МАРХИ (стержней и соединительных вставок-коннекторов). Для более полной оценки эффективности предложенных подходов впервые выполнена оценка влияния податливости опорных конструкций на параметры напряженно-деформированного состояния (максимального усилия в стержневом элементе и максимального прогиба). С целью обобщения результатов выполненных исследований искомые параметры представлены в относительном виде как функциональные зависимости параметра k, характеризующего податливость опорных конструкций.

Еще

Большепролетные структурные покрытия, система мархи, напряженно-деформированное состояние, типизация, унификация

Короткий адрес: https://sciup.org/14322291

IDR: 14322291

The impact of support on the compliance of the stress-strain state of structural elements covering

The material presented in the article is devoted to solving the actual problem - the improvement of traditional design solutions of spatial roof structures with overlapping of long spans with atypical ratio of the lengths of the plan sides. In this regard, the main objective of the research is to establish functional relationships between the geometric parameters of the projected spatial roof structure and its size in terms that will use a standard set of structural elements. As the object of research, in this case, is considered the structural roof of the MArchI system at unconventional plan 68,4h45 m. The proposed approach provides solutions for the control of the parameters of the stress-strain state and are based on two principles: the changing of local geometrical parameters (size of roof cell - it’s height), and reverse arching of initially flat plate, that is, changing of the overall geometric shape. Fine depending allows the use of standard modular elements of the MArchI (rods and insert-connectors) at designing roofs on non-standard plans. For a more complete assessment of the effectiveness of the proposed approaches for the first time estimated the impact of support structures compliance on the parameters of the stress-strain state (the maximum force in the rod element and the maximum deflection). In order to generalize the results of the research required parameters are shown in relative form as a functional dependence of the parameter k, which characterizes the compliance of the support structures. These studies established that: - the required value of the initial reverse arching for a shallow shell is f / l≈1 / 27, that is a motionlessly fastened on a contour, and for which it is possible to use standard components of MArchI type- the use of a reverse bending is an effective method of controlling of the SSS parameters for the case of "rigid support" of structure. When the designing roof is located on elastically compliant supports this method is most effective when the ratio h / l = 1/50, - a developed depending «k - w / L» and «k - N / [N]» are nonlinear and allow to establish a significant impact of compliance of support structures for roofs with low relative height (1/40) L... (1/50) L. The findings in addition to the scientific value have practical significance to facilitate the initial stage of the design process in the appointment of the geometric parameters of buildings in compliance with the above restrictions.

Еще

Список литературы Влияние податливости опор на напряженно-деформированное состояние элементов структурного покрытия

  • ДБН В.1.2-2:2006. Система забезпечення надiйностi та безпеки будiвельних об’єктiв. Навантаження i впливи. Норми проектування. К.: Мiнбуд України, 2006. 78 с.
  • НПЦ Виктория: система МАРХИ . System requirements: AdobeAcrobatReader. URL: http://www.sistems-marhi.ru/marhi/(дата обращения: 12.05.2015)
  • Беленя Е. И., Балдин В. А., Ведеников Г. С. и др. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов. М.: Стройиздат, 1985. 560 с.
  • Мущанов А. В., Роменский И. В. Учет особенностей конструктивных решений системы МАРХИ при разработке индивидуального проекта большепролетного структурного покрытия//сборник докладов Пятой Международной научно-практической конференции (Научно-техническое творчество молодежи -путь к обществу, основанному на знаниях). М.: Изд-во МГСУ, 2013. C 111-115.
  • Gaylord Edwin, Gaylord Charles, Stallmeyer James. Structural engineering. New York: The McGraw Hill Companies, 1997. 1024 p. -ISBN 0070237247.
  • Перельмутер А.В, Сливкер В.И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа-4-е изд., перераб. М.: Изд-во СКАД СОФТ, 2011. 736 с.
  • Горохов Е.В., Мущанов В,Ф., Кинаш Р.И. . Конструкции стационарных покрытий над трибунами стадионов. Макеевка: ДонНАСА, 2008. 405 с.
  • Мущанов В.Ф. Избранные методы строительной механики в расчетах пространственных конструкций. Макеевка: ДонНАСА, 2006. 292 с.
  • Горохов Е.В., Мущанов В,Ф., Назим Я.В., Роменский И.В. Расчет и проектирование пространственных металлических конструкций. Макеевка: ДонНАСА, 2012. 561 с.
  • Bujisen Michel. Dynamic Space Frame Structures . System requirements: AdobeAcrobatReader. URL: p://homepage.tudelft.nl/x4x4j/saddbtreports/1011nj/Dynamic_Space_Frame_Structures_Michel_Bujisen.pdf (date of rederence 14.05.2015]
  • ООО «Монтаж ПК» . URL: http://www.monpk.ru/system_marhi/.
  • Vista Виста Производство перекркстно-стержневых пространственных конструкций . URL: http://vista-marhi.ru/o-sisteme-MARHI/chto-takoe-PSPK/.
  • Ю.В. Грицук. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Информационные технологии проектирования в строительстве». Решение инженерных задач с помощью MathCAD. Макеевка: ДонНАСА, 2013. 71 с.
  • И.В. Роменский, Т.И. Загоруйко, А.В. Мущанов. Основные подходы к назначению пространственных и жесткостных характеристик покрытия системы МАРХИ при регулировании параметров его напряженно-деформированного состояния//УАМК Металлические конструкции. 2015, ТОМ 21, НОМЕР 1, 5-14 стр.
  • Помощь по ГОСТам. ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент. . URL: http://www.gosthelp.ru/text/GOST1070491Trubystalnyeel (дата обращения 11.06.2015)
  • Ваcильченко В.Т., Рутман А.Н., Лукьяненко Е.П. Справочник конструктора металлических конструкций -2-е изд, перераб. и доп. К.: Будивэльнык, 1990. 312 с.
  • Дыховичный Ю.А. Большепролетные конструкции сооружений Олимпиады-80 в Москве. М.: Стройиздат, 1982. 277 с.
  • Трущев А. Г. Пространственные металлические конструкции: учебное пособие. М.: Стройиздат, 1983. 216 с.
  • Файбишенко В.К. Металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1984. 336 с.
  • Стрелецкий Н.С., Стрелецкий Д.Н. Проектирование и изготовление экономичных металлических конструкций. М.: Стройиздат, 1964. 239 с.
  • N. Hubermana, D. Pearlmuttera, E. Galb, I.A. Meira. Optimizing structural roof form for life-cycle energy efficiency//Energy and Buildings, Volume 104, 1 October 2015, pp. 336-349
  • Jianguo Caia, Jian Fenga, Chao Jiang. Development and analysis of a long-span retractable roof structure//Journal of Constructional Steel Research Volume 92, January 2014, pp. 175-182
  • N. Antonioua, Th. Nikolaidisb, C.C. Baniotopoulosa. Designing long-span steel girders by applying displacement control concepts//Engineering Structures Volume 59, February 2014, pp. 21-27
  • George I.N. Rozvany, Robin D. Hill. The Theory of Optimal Load Transmission by Flexure//Advances in Applied Mechanics Volume 16, 1976, pp. 183-308
  • Rosen A., Sabag M., Givoli M. A general nonlinear structural model of a multirod (multibeam) system-I. Theoretical derivations//Computers & Structures, Volume 61, Issue 4 -1996. pp. 617-632.
  • Robert A. Heller. Mechanics of Structures//Encyclopedia of Physical Science and Technology (third edition) -2003. pp. 259-278
  • John D. Renton. Chapter 15 -Regular Structures//Elastic Beams and Frames (Second Edition) -2002. pp. 15.1 -15.36
  • Bondarev A., Yugov A. The Method of Generating Large-span Rod Systems with the Manufacturer Defect and Assembly Sequence//Procedia Engineering, Volume 117 -2015. pp. 948-958
  • Гарифуллин М.Р., Семенов С.А., Беляева С.В., Порываев И.А., Сафиуллин М.Н., Семенов А.А. Поиск рациональной геометрической схемы пространственной металлической конструкции покрытия большепролетного спортивного сооружения. Строительство уникальных зданий и сооружений. ISSN 2304-6295. 2 (17). 2014. с. 107-124
Еще