Надежность большепролетных стержневых покрытий с большим вырезом, образованных системой жестких нитей на эллиптическом плане

summary

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТІ

У вступі викладена загальна характеристика роботи, наведене обгрунтування актуальності теми. Визначена мета, задачі досліджень, дана характеристика об'єкта та предмета досліджень, сформульована наукова новизна і практична цінність результатів роботи.

У першому розділі виконаний аналіз методів розрахунку НДС просторових стержневих оболонок, жорстких ниток наскрізного перерізу і систем покриттів, утворених жорсткими нитками; проаналізовані проектні рішення і методи розрахунку НДС оболонок покриттів з вирізом і без нього. Розглянуті сучасні методи забезпечення надійності при проектуванні конструкцій з жорстких ниток: вимоги сучасних нормативних документів для забезпечення міцності, жорсткості, стійкості конструкцій покриттів та їх елементів, методи теорії надійності будівельних конструкцій при забезпеченні вимог надійності і живучості на стадії проектування, зокрема покриттів стадіонів. Поставлені мета і завдання проектування.

Великий внесок в теорію розрахунку і проектування великопрольотних просторових оболонок зробили учені: Б.Г. Галеркін, В.З. Власов, С.П. Тімошенко, А.І. Лур’є, І.Н. Векуа, Х.М. Муштарі, І.М. Лебедич, Г. Рейсснер, Л. Доннелл, В.І. Трофімов, П.Г. Єремєєв, В.П. Мущанов, В.М.Гордеєв, С.В. Дзюба, М.В. Канчелі та ін. Інтенсивного розвитку застосування висячих конструкцій набуло у п'ятидесяті роки ХХ століття. У цей період були запроектовані і побудовані покриття з використанням згинально-жорстких ниток. Великий внесок в теорію розрахунку зробили учені: В.К. Качурін, М.С. Стрєлецький, А.Р. Ржаніцин, М.С. Москальов, Г.С. Ведеников, М.І. Кірсанов, А.Л. Телоян, В.К. Чаадаєв, А.В. Перельмутер, В.М. Шимановський, А.В. Шимановський, В.П. Мущанов, Ф. Отто, К. Шлейра та ін.

На основі аналізу розглянутих типів конструкцій стаціонарних покриттів з жорстких ниток над трибунами стадіонів можна зробити висновок, що покриття, виконане у вигляді ребристо-кільцевої системи, має ряд переваг: архітектурно-конструктивну виразність, простоту конструктивної форми, відсутність процесу попереднього напруження, а також можливість отримання необхідної жорсткості покриття при малому постійному і великому тимчасовому навантаженнях. Витрата металу у висячих покриттях набагато менше витрат при застосуванні інших великопрольотних конструкцій покриттів.

Надійність металевих конструкцій будівель та споруд, які є статично визначеними або невизначеними системами елементів, вивчалася численними вітчизняними і зарубіжними дослідниками. Окремі питання і приклади розглядалися в роботах В.В. Болотіна, А.П. Булиева, П.Л. Візиря, Б.М Кошутіна, С.Ф. Пічугіна, В.Д. Райзера, А.Р. Ржаніцина, А.В. Перельмутера, Ю.В. Смирнягіна, Н.Д. Туйчієва і А.І. Ібрагімова, Г. Шпете, Р. Аугусті, А. Баратта, Д.Р. Бенжаміна, Р.М. Беннета, В. Вержбицького, М. Ворлічека та ін. Авторами при цьому зазвичай розглядаються моделі 2-х типів руйнування: з послідовно сполученими елементами – крихка модель, із паралельними елементами – пластична модель.

На підставі викладеного був обгрунтований висновок про те, що актуальна проблема забезпечення необхідного рівня надійності при проектуванні покриттів стадіонів, зокрема висячих стержневих оболонок, яка багато в чому визначає ефективність будівництва великопрольотних покриттів, не отримала систематичного і повного розв’язання, і на сьогоднішній день відсутній обгрунтований підхід до їх проектування на основі чисельного визначення показників надійності. Сформульовані мета і завдання досліджень.

У другому розділі наводяться результати експериментальних досліджень НДС великомасштабної моделі просторового блока покриття з вирізом, утвореного жорсткими нитками наскрізного перерізу, на дію розрахункових сполучень навантажень.

На підставі вивчення стану питання за конструктивну схему прийнята висяча просторова стержнева оболонка з великим вирізом на еліптичному плані над трибунами типового стадіону місткістю 26-28 тис. глядачів з осями 246х170м (Рис.1). Основними   елементами конструкції покриття є зовнішній (1) і внутрішній (2) опорні контури, радіальні (3), кільцеві (4) і діагональні (5) елементи. Конструкції такого типу є багатократно статично невизначеними і мають підвищену деформативність.