Дослідження роботи криволінійного структурного покриття

Abstract

Робота складається із змісту, загальної характеристики роботи та її кваліфікаційних ознак, , огляду досліджень за обраною темою, розділів основної частини, висновків за результатами досліджень та формулювань перспектив досліджень (українською та англійською мовами). Сформульовано мету, задачі, об’єкт та предмет дослідження, методи наукового дослідження. . Результати досліджень дозволяють визначити з-поміж розрахункових моделей сітчастих оболонок, які досліджуються, найбільш ефективну модель за критерієм матеріалоємності, тобто визначити модель із найменшою вагою. Аналіз публікацій та досліджень встановив, що купольні споруди, зокрема сітчасті куполи є ефективними вирішеннями будівель в громадському та житловому будівництві. Світ вперше дізнався про геодезичний купол у 1951 році, коли Фулер запатентував свій винахід. Сьогодні геодезичні куполи визнані у всьому світі як одні з найефективніших будівельних систем. Цю ефективність підтверджує й світова практика архітектурно-будівельного проектування, в якій геодезичні куполи визнані найбільш раціональними та ефективними з точки зору статичної роботи сітчастими оболонковими системами. Тому дослідження сітчастих куполі є актуальною задачею та ця тема має значний потенціал для розвитку. . В основній частині наведено опис п'яти скінченоелементних схем стержньових сітчастих оболонок покриття типу геодезичний купол (одна оболонка з-поміж п’яти прийнята як стратодезичний купол). Геометричні параметри оболонок прийняті однакові – діаметр (проліт) конструкції становить D = 20,0 м, висота стріли підйому – h = 14,4 м. Куполи відрізняються видом твірної, при обертанні якої навколо вертикальної осі утворюється купольна поверхня обертання. Прийнято дві типи твірної- дуга кола, дуга еліпсу. Також прийнято два типи розбивки поверхні купольної оболонки – октаедрична та ікосаедрична. Останню, п'яту модель сітчастого куполу прийнято стратодезичним з твірною у вигляді частини дуги кола. Таким чином прийнято до числового дослідження такі моделі купольних сітчастих оболонок: геодезичний сферичний з розбивкою ікосаедр (модель №1), геодезичний сферичний з розбивкою октаедр (модель №2), геодезичний еліптичний з розбивкою ікосаедр (модель №3), геодезичний еліптичний з розбивкою октаедр (модель №4), стратодезичний купольний (модель №5). Конструкція шарнірно кріпиться до фундамента та завантажена вертикальним навантаженням. Параметри жорсткості (профіль труби), що формують криволінійну поверхню куполу та опірне кільце є однаковими. В результаті статичного розрахунку проаналізовано показники напружено-деформованого стану чотирьох моделей, оцінена їх стійкість, автоматизованим способом в модулі «Метал» ПК Ліра-САПР підібрані нові профілі стержньових елементів сітчастих куполів. Згідно нових перерізів обчислено вагу кожної моделі. У висновках встановлено, що за критеріями розподілу зусиль в елементах модель №1 можна відзначити як найбільш ефективну та найбільш стійку. Але за критерієм технологічності найбільш ефективною моделлю купол за схемою №1 не можна визначити, оскільки згідно його конструктивних особливостей буде присутньою найбільша кількість коннектов. Це значно збільшує вартість монтажу конструкції (велика частота розбивки його поверхні) та великі працевитрати під час зведення конструкції. Зважаючи на критерій ваги, найлегшою конструкцією буде модель №2 геодезичного сферичного куполу з розбивкою за октаедрами. Хоча така модель не відрізняється найменшими показниками напруженого стану, але вирішальну роль в кінцевій вазі відіграє саме частота розбивки поверхні, тобто загальна довжина стержнів, що формують поверхню. Ця вага для моделі №2 є найменшою, що й обумовлює загальну найменшу її вагу з-поміж усіх інших моделей, що досліджувалися.