ivdon3@bk.ru
В статье исследованы параметры рационального использования дополнительных опорных граней подкрепленных цилиндрических сетчатых оболочек. Выполнена оценка особенностей формообразования и обоснован выбор топологии поверхности в пределах обеспечения устойчивости конструкции. Предложены рекомендуемые соотношения габаритных размеров и сформированы соответствующие расчетные модели. Приведены критерии определения чувствительности сетки с учетом дополнительных опорных граней и выполнения условий предельных состояний. Получен диапазон приемлемой кривизны и геометрических параметров для создания подкрепленных цилиндрических сетчатых оболочек. Проанализировано влияние повышения жесткости и увеличения стрелы подъема на показатели работы сетчатой поверхности. Выявлены характерные закономерности изменения узловых отклонений и внутренних силовых факторов уязвимых участков.
Ключевые слова: цилиндрические сетчатые оболочки, дополнительные опорные грани, формообразование, соотношения параметров, подкрепление, устойчивость
Использование сплошного аналога и привлечение соответствующей теории устойчивости позволило выполнить математическое моделирование и определить параметры критического состояния цилиндрических сетчатых оболочек в зависимости от геометрических характеристик и количества полуволн формы потери устойчивости. Определены величины критической нагрузки цилиндрических сетчатых оболочек с учетом геометрических и силовых факторов. По результатам расчетов выявлены и проанализированы закономерности изменения количества полуволн формы потери устойчивости и получения минимальной величины критической нагрузки при условии максимального приближения изгибной и мембранной жесткостей. Показан числовой пример, в котором определены величины критической нагрузки и жесткости с учетом возможных форм потери устойчивости. Установлены и проанализированы закономерности изменения указанных показателей для заданного числа полуволн.
Ключевые слова: цилиндрические сетчатые оболочки, математическое моделирование, критическая нагрузка, устойчивость, жесткость, число полуволн
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
Статья посвящена разработке узлового соединения для оценки уровня жесткости цилиндрической сетчатой оболочки. Предложены практические рекомендации по сборке узла с затяжкой и представлена конструкция винтовой муфты для реализации процесса контролируемого натяжения. Определены рациональные места расстановки узловых соединений на нижних поясах опорных граней. Проведены численные исследования возможных схем и установлена закономерность изменения вертикальных перемещений узлов от торца к центру. Выявлен позитивный вклад элементов подкрепления и определена жесткость оболочки. Показано, что введение затяжек с разработанным узлом повышает уровень сопротивления действующим нагрузкам и заметно снижает деформации в характерных участках.
Ключевые слова: узловое соединение, цилиндрическая сетчатая оболочка, затяжка, винтовая муфта, подкрепление, жесткость
Проведены исследования круговой цилиндрической сетчатой оболочки с дополнительными стержнями и повышенной жесткостью опорных ребер. В рамках поиска оптимальной конструкции использован критерий рационального расхода материала. По результатам исследований выявлены закономерности распределения силовых факторов и параметров деформирования. Выполнена оценка степени активности работы и уязвимости к деформациям. Проанализированы опасные участки поверхностей, получены мозаики усилий и перемещений. Определен вклад элементов подкрепления и выявлено влияние жесткости опорных ребер. Достигнута существенная разгрузка пространственной конструкции и зафиксирован высокий уровень сопротивления воздействиям. Получено значительное снижение расчетных показателей.
Ключевые слова: цилиндрическая сетчатая оболочка, подкрепление стержнями, жесткость опорных ребер, оптимизация, усилия, перемещения, расход материала
В статье рассмотрена методика приложения динамических воздействий на цилиндрические сетчатые покрытия. Обоснована необходимость учета колебательных процессов от работающих устройств и в случае механической поломки прикрепленного оборудования. Учтены особенности построения конструкций и расположения статических нагрузок. Приведен конкретный числовой пример в рамках применения прикладного программного обеспечения. Принята рациональная форма сетки с диагональным элементом посредине и получены приемлемые соотношения геометрических параметров. Указаны определяющие математические зависимости и показан процесс моделирования динамической нагрузки. Осуществлено прямое интегрирование уравнений движения. Выявлены закономерности влияния колебательных процессов на работу покрытия и получена наглядная визуализация результатов. Зафиксированы экстремальные значения силовых факторов и параметров деформирования конструкции на заданном интервале времени.
Ключевые слова: цилиндрическая сетчатая оболочка, подкрепление, крестообразные связи, усилия, перемещения
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
В статье рассмотрена методика приложения динамических воздействий на цилиндрические сетчатые покрытия. Обоснована необходимость учета колебательных процессов от работающих устройств и в случае механической поломки прикрепленного оборудования. Учтены особенности построения конструкций и расположения статических нагрузок. Приведен конкретный числовой пример в рамках применения прикладного программного обеспечения. Принята рациональная форма сетки с диагональным элементом посредине и получены приемлемые соотношения геометрических параметров. Указаны определяющие математические зависимости и показан процесс моделирования динамической нагрузки. Осуществлено прямое интегрирование уравнений движения. Выявлены закономерности влияния колебательных процессов на работу покрытия и получена наглядная визуализация результатов. Зафиксированы экстремальные значения силовых факторов и параметров деформирования конструкции на заданном интервале времени.
Ключевые слова: цилиндрическое сетчатое покрытие, прямое интегрирование уравнений движения, динамическое воздействие, силовой фактор, параметр деформирования
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
В рамках оптимизации конструктивного решения проведены исследования цилиндрического стержневого покрытия с повышенной жесткостью опорных ребер и с учетом подкрепления системы затяжками. Определено требуемое расстояние между элементами натяжения вдоль длины конструкции и предложены размеры и форма сечения нижних ребер. Разработан критерий оптимальности с управляющими параметрами и учтены три типоразмера стержней по наибольшим усилиям. Получены внутренние силовые факторы и перемещения узлов с учетом подкрепления и без него. Выявлено позитивное перераспределение усилий по поверхности и уменьшение деформативности покрытия. Установлена зависимость основных геометрических параметров от массы.
Ключевые слова: цилиндрическое стержневое покрытие, жесткость опорных ребер, подкрепление затяжками, оптимизация, усилия, перемещения, масса
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.17 - Строительная механика
Найдено оптимальное соотношение геометрических параметров с учетом рационального распределения усилий по поверхности и минимального изменения формы цилиндрической сетчатой оболочки. В рамках увеличения габаритных размеров для определения несущей способности конструкции составлена программа исследований, сконструирована экспериментальная установка и проведены испытания на физической модели. По результатам выполненных исследований определены необходимые параметры напряженно-деформированного состояния оболочки. Проверена эффективность способов опорного подкрепления системы затяжками и горизонтальными фермами. Установлены закономерности поведения оболочки в условиях полного и одностороннего приложения нагрузок. Исследовано влияние способов подкрепления на общее состояние сетчатой поверхности. Определена степень разгрузки стержневой системы в случае использования горизонтальных ферм и установлено существенное увеличение несущей способности конструкции вследствие применения затяжек в опорной зоне.
Ключевые слова: цилиндрическая сетчатая оболочка, геометрический параметр, элемент подкрепления, затяжка, горизонтальная ферма
Сформулирована задача синтеза оптимального управления и учтена матричная и векторная составляющие в системе Рикати. Для определения закономерностей использован метод динамического программирования Беллмана. Рассмотрена конкретная математическая модель процесса колебаний и численно исследованы свойства. Приведены примеры линейной и квазилинейной задачи и определено наименьшее возможное значение критерия качества. Построены соответствующие графические зависимости и с помощью инструментария оптимального управления осуществлен перевод состояния объекта из одной точки в другую. Путем использования метода степенных рядов Зубова выявлено оптимальное управление. Произведены численные расчеты и получены функции Рикати в нелинейной системе с сосредоточенными параметрами.
Ключевые слова: задачи синтеза, оптимальное управление, матричная и векторная составляющие, система Риккати, процес колебаний, критерии качества
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Исследовано состояние металлической цилиндрической сетчатой оболочки с наружными горизонтальными фермами. Рассмотрены основные принципы формообразования конструкции с учетом использования опорного ребра для совмещения граней сетчатой поверхности. Проведен анализ значимых силовых факторов и параметров деформирования подкрепленной оболочки с учетом всех возможных комбинаций нагрузок. Определены закономерности работы системы и оценено влияние расположения опорных ферм на поведение конструкции. Выявлены уязвимые участки с максимальными продольными силами в элементах и наибольшими перемещениями узлов. Получено увеличение жесткости из плоскости оболочки в поперечном направлении и зафиксировано позитивное перераспределение усилий по поверхности. Установлен приемлемый результат с позиций обеспечения устойчивости конструкции и отмечена повышенная сопротивляемость оболочки к деформированию.
Ключевые слова: цилиндрическая сетчатая оболочка, бортовые элементы, горизонтальные фермы, расчетные параметры, усилия, перемещения
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) ,
Проведены исследования цилиндрической сетчатой оболочки с использованием метода разложения на плоские грани и прикладного программного комплекса ЛИРА. Выполнена оценка возможности использования рассмотренных подходов при анализе конкретных участков и в случае полного исследования сетчатой поверхности. Определены необходимые показатели работы конструкции, достоверность, точность и скорость вычисления расчетных параметров. Выявлены характеристики напряженно-деформированного состояния системы, которые позволили рекомендовать приближенный метод расчета для быстрого определения предварительных результатов. Проанализированы способы получения расчетных данных во всех участках оболочки на цилиндрической поверхности. Установлена высокая степень информативности усилий, перемещений и массы пространственной конструкции с помощью прикладного программного обеспечения. Отмечена простота и наглядность визуализации полученных схем в соответствии с требованиями проектирования.
Ключевые слова: цилиндрическая сетчатая оболочка, приближенный метод, компьютерный подход, расчетные параметры, усилия, перемещения, масса
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) ,