Глітін Олександр Борисович. Оптимізація поперечних рам каркасів з елементами змінної жорсткості

Краткое описание

Глітін Олександр Борисович. Оптимізація поперечних рам каркасів з елементами змінної жорсткості : Дис... канд. наук: 05.23.01 2008

Глітін Олександр Борисович. Оптимізація поперечних рам каркасів з елементами змінної жорсткості. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.23.01 будівельні конструкції, будівлі та споруди. Київський національний університет будівництва і архітектури. Київ, 2007.
Дисертаційна робота присвячена розробці методики оптимізаційного розрахунку поперечних рам з елементами змінної жорсткості, що застосовуються в якості несучих конструкцій у легких каркасах будівель універсального призначення комплектної поставки. Математичний апарат такого розрахунку поєднує метод скінчених елементів для аналізу конструкцій та удосконалений метод проекції градієнта для вирішення задачі оптимізації. На базі розробленої методики досліджено особливості формування оптимальних проектних рішень даного типу конструкцій. Результати роботи впроваджено в проекти реальних будівельних об’єктів.

Основні результати, що отримані в дисертаційній роботі, такі:
1. Задача оптимізації поперечних рам каркасів з елементами змінної жорсткості сформульована як задача пошуку оптимальних розмірів поперечних перерізів та параметрів геометричної схеми конструкції з врахуванням вимог будівельних норм та специфіки проектної конструкції при заданих топології і генеральних розмірах, типах поперечних перерізів, умовах закріплення на опорах та розрахункових навантаження.
2. Розроблено загальний алгоритм та методику оптимізації плоских рам з елементами змінної жорсткості, що враховує обмеження стійкості позацентрово-стиснутих елементів, розміри поперечних перерізів яких змінюються за лінійним законом.
3. Для широкого діапазону прольотів та висот поперечних рам каркасів отримано залежності зміни оптимального кута нахилу напівригеля рами до горизонтальної осі та оптимальної висоти стінки стояка рами у карнизному вузлі. Вони представлені у вигляді графіків та можуть бути рекомендованими для застосування у практиці проектування даного типу конструкцій.
4. Досліджено вплив прийнятих умов проектування на оптимальні значення геометричних параметрів та оптимальні розміри поперечних перерізів елементів досліджуваного типу конструкцій.
Показано, що прийняте початкове проектне рішення поперечної рами не впливає на оптимальні значення змінних проектування.
5. Досліджене питання раціональної кількості в’язей з площини поперечної рами, виконаної з елементів змінної жорсткості. Отримані результати свідчать про те, що кінцеве рішення залежатиме від конкретних умов проектування та від конструктивних вимог, що висуваються до об’єкту будівництва.
6. Запропоновано шляхи дискретизації оптимального проектного рішення поперечної рами, отриманого у неперервному просторі змінних проектування, що ґрунтується на базі цілеспрямованого перебору дискретизованих проектних рішень в околі точки неперервного оптимуму.
7. Виконані експериментальні випробування натурного зразка рами з елементами змінної жорсткості. Результати експериментальних досліджень показали близьке співпадіння фактичних та розрахункових (теоретичних) значень напружень, що виникають у перерізах поперечних рам з елементами змінної жорсткості.
8. На прикладі проектування поперечних рам каркаса заводу NEMIROFF у с. Немирові Вінницької області виявлена економічна ефективність оптимальних проектних рішень рам зі зварних двотаврів змінної жорсткості. Запропонована методика оптимізаційного розрахунку поперечних рам каркасів з елементами змінної жорсткості впроваджена при проектуванні кінно-спортивного комплексу у c. Нові Безрадичі та автомобільного центра у м. Запоріжжі.