Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и описание исследуемой системы 9
1.1 Развитие растянуто напряженных конструкций 9
1.2 Висячие и ванговые конструкции 11
1.3 Тросовые купола 15
1.4 Тентовые конструкции 22
1.5 Описание исследуемой системы и определение терминов 28
1.6 Развитие методов расчета растянуто напряженных конструкций 30
1.7 Выводы по первой главе 32
2 Создание тросовой купольной системы с тентовым покрытием 34
2.1 Общие положения 34
2.2 Формообразование тросовых купольных систем 34
2.3 Методы возведения тросовых куполов 40
2.4 Выводы по второй главе 45
3 Геометрически нелинейный анализ тросовых купольных систем с тентовым покрытием 47
3.1 Общие положения и расчётные предпосылки 47
3.2 Расчет тросового купола с тентовым покрытием 49
3.3 Определение «начальной» геометрии и жесткостных характеристик элементов тросового купола 52
3.3.1 Факторы, воздействующие на плоскую модель тросового купола 52
3.3.2 Определение значений факторов, воздействующих на плоскую модель тросового купола 55
3.3.3 Переход от плоской модели тросового купола к пространственной системе 61
3.3.4 Использование метода конечных элементов для расчета тросового купола 62
3.4 Формообразование тентовой оболочки 66
3.5 Расчет тросового купола с тентовой оболочкой на эксплуатационные нагрузки 71
3.6 Определение «исходной» геометрии тросового купола 72
3.7 Раскрой тентовой оболочки 75
3.8 Выводы по третьей главе 77
4 Экспериментальные исследования лабораторной модели 78
4.1 Постановка задач исследований 78
4.2 Описание лабораторной модели 79
4.2.1 Геометрические параметры исследуемой модели 80
4.2.2 Конструктивные особенности исследуемой модели 82
4.2.3 Характеристика материалов, применённых для изготовления лабораторной модели 85
4.3 Приборы и оборудование для испытания модели 91
4.4 Расчет и испытание экспериментальной модели 94
4.5 Интерпретация результатов эксперимента. Сравнение теоретических и экспериментальных данных 99
4.6 Выводы по четвертой главе 104
5 Исследование напряженно-деформированого состояния тросового купола с тентовым покрытием 105
5.1 Исследуемая система 105
5.2 Исследование влияния жесткости опорного контура на деформагивносгь тросового купола с тентовым покрытием 112
53 Исследование влияния дополнительных связевых элементов на деформагивносгь тросового купола с тентовым покрытием 115
5.4 Выводы по пятой главе 119
Заключение 120
Список использованных источников 122
Приложения 126
- Описание исследуемой системы и определение терминов
- Определение «начальной» геометрии и жесткостных характеристик элементов тросового купола
- Конструктивные особенности исследуемой модели
- Исследование влияния дополнительных связевых элементов на деформагивносгь тросового купола с тентовым покрытием
Введение к работе
Актуальность темы.
Важным элементом экономики любой страны является широкое использование высокоэффективных ресурсо- и энергосберегающих технологий В связи с этим в сфере строительства первоочередной задачей является применение эффективных видов строительных конструкций, уменьшение расхода материалов и трудозатрат при возведении зданий и сооружений, снижение сметной стоимости и продолжительности строительства
Наиболее перспективными и экономичными являются тентовые и ванто-вые конструкции. Эти конструкции рациональны для покрытий зданий различного назначения, т к позволяют создавать сооружения с выразительным архитектурным образом, перекрывают значительные пролеты, дают возможность успешно решать функциональные задачи и значительную экономию материалов.
К прогрессивным конструкциям, как показал международный опыт строительства сооружений в течение последних десятилетий, относятся, в частности, тросовые купола с тентовым покрытием Это новые облегченные большепролетные системы покрытий сооружений, нелинейная теория расчета которых в настоящее время разрабатывается и уточняется В то же время строительство тросовых купольных систем требует наличия методики расчета с использованием последних достижений в области строительной механики
Целью работы является разработка методики проектирования и расчета тросового купола с тентовым покрытием
Поставленная цель достигается решением следующих задач
разработка методики определения топологии и геометрии системы,
определение факторов, влияющих на систему,
разработка методики нахождения жесткостных характеристик элементов системы и необходимых преднапряжений,
разработка алгоритма определения исходной геометрии системы,
разработка методики проектирования и расчета тентовой оболочки,
разработка методики проведения испытания трехъярусного тросового купола с тентовым покрытием и проверка расчетных предпосылок экспериментальным путем
Научная новизна работы;
-
Разработан алгоритм определения оптимальных жесткостных характеристик элементов тросового купола, а так же величин предварительного напряжения в них
-
Разработан алгоритм поиска координат узлов монтируемой системы, таких, чтобы после завершения процесса ее возведения, узлы бы заняли определённые, наперед заданные положения
-
Разработан алгоритм определения величин удлинения стоек необходимых для создания усилий предварительного напряжения в элементах тросового купола методом раздвижения стоек
-
Численно и экспериментально исследовано напряженно-деформированное состояние пространственной модели трехъярусной тросовой купольной системы с тентовым покрытием в процессе создания начальных напряжений в ее элементах, а также на стадии эксплуатации
-
Численно исследовано напряжённо-деформированное состояние тросового купола с тентовым покрытием, находящегося под действием симметричных и несимметричных нагрузок при различных жесткостных характеристиках опорного контура
-
Численно исследовано влияние дополнительных связевых элементов на напряжённо-деформированное состояние тросового купола с тентовым покрытием, находящегося под действием симметричных и не симметричных нагрузок
Практическое значение работы.
Разработанная методика расчета тросовых купольных систем с тентовым покрытием с учетом геометрической нелинейности, позволяет детально изучить напряжённо-деформированное состояние тросового купола под действием предварительного напряжения и внешней нагрузки, что способствует его дальнейшему совершенствованию, выражающемуся в экономичности строительства и повышении архитектурной выразительности сооружения.
Достоверность научных положений и выводов подтверждается проведенными экспериментальными исследованиями, а также сравнением результатов расчета, полученных при помощи различных вычислительных комплексов При проведении экспериментальных исследований использовались приборы и оборудование, прошедшие метрологическую проверку
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на двух студенческо-аспирантских и двух международных конференциях По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в тч одна из перечня изданий ВАК
Структура и объем диссертации.
Описание исследуемой системы и определение терминов
Для проведения экспериментальных и теоретических исследований была выбрана трехъярусная купольная система с тентовым покрытием, которая представлена на рисунке 1.19.
В основе конструктивного решения исследуемой тросового купола лежит система Д. Гайгера.
Центральная стойка 4 (центральное кольцо) и опорное кольцо 1 соединяются между собой при помощи вертикальных рёбер или радиальных элементов. Каждый радиальный элемент состоит из вертикальных стоек 2 и 3, соединяющих верхний и нижний пояса конструкции из гибких нитей.
Верхний пояс 8, выгнутый вверх, состоит из гибких нитей и объединяет верхние узлы стоек. Нижний пояс представляет собой совокупность диагональных элементов 5, 6, 7 и стабилизирующих колец 9, 10. Диагональные элементы связывают верхний узел более удалённой от центра здания стойки с нижним узлом соседней стойки в пределах каждого ребра.
Стабилизирующие кольца 9, 10 располагаются в горшонтальных плоскостях и связывают между собой нижние узлы стоек каждого яруса Стабилизирующие кольца объединяют всю систему в единое целое.
Тентовая оболочка 12 укладывается на верхний пояс 8 и закрепляется на волнообразном опорном контуре 1. Усилие предварительного напряжения в тентовой оболочке создается при помощи натяжения преднапрягающих тросов 11. 1.6 Развитие методов расчёта растянуто напряженных конструкций
Развитие теории расчета растянуто напряженных конструкций связано с необходимостью учета их геометрически нелинейной работы, а также с выполнением расчетов по деформированной схеме.
Существенный вклад в развитие теории расчета растянуто напряженных конструкций внести Р.Н. Мацелинский [63, 64], А.В. Александров [2], В. К. Качурин [47, 48, 49], В.Н. Писанов [88], А.И. Ананьин [3], В.В. Михайлов [65, 66, 67], АА Воеводин [14], AJB. Шимановский [105], В.В. Новожилов, В.З. Власов, ПА Лукаш [61], А.В. Дарков [30], Н.Н. Шапошников [2, 30], В.Б. Зылбв [39, 40, 41,42], А.В. Штейн [41, 42], НМ Кирсанов [7, 8, 50, 51, 52, 53], P.M. Гарифулин [18, 19, 20, 21, 22], КС. Москалев [70], АА. Чирас [103], а также Д. Гайгер [115, 116], Д. Кемпбелл [ПО], МЛ. Леви [111], Г. Кастро [111].
Исторические этапы развития численных методов статических и динамических оценок растянуто напряженных конструкций неразрывно связаны с прогрессом в области математического моделирования и вычислительной техники.
Главная причина сдерживания пространственных методов расчета растянуто напряженных конструкций на начальном этапе была обусловлена отсутствием ЭВМ и других быстродействующих расчетных технических средств. По этой причине применялись приближенные методы расчета ван-товых и висячих систем по так называемым плоским расчетным схемам.
Приближенные способы расчета вантовых систем рассмотрены в работах В.К. Качурина [47, 48, 49] и Р.Н. Мацелинского [63, 64], которые разными путями сумели получить однотипные кубические уравнения для пологой гибкой нити в зависимости от ее распора. Однако эти уравнения были справедливы только для вертикальной нагрузки и для нитей с малой стрелой про Способ расчета плоской гибкой упругой нити с произвольной стрелкой провеса и при произвольной нагрузке был разработан В,Н. Писановым [65]. Для итерационного решения нелинейного алгебраического уравнения равновесия нити использовалась ЭВМ.
А.И. Ананьиным [3] получены асимптотические формулы, моделирующие работу непологих гибких нитей, позволяющие определять распор в нити при действии произвольной нагрузки.
В.В. Михайлов [65] в своей работе сложные интегральные уравнения, справедливые для любых значений нагрузок на нить, заменяет алгебраическими зависимостями, решение которых может быть найдено различными итерационными методами.
По мере развития ЭВМ и программных расчетных комплексов наметилась тенденция перехода от плоских моделей к пространственным расчетным схемам растянуто напряженных систем. Следует отметить, что пространственные методы расчета, как и плоские сначала в определенной мере были приближенными, основанными на тех или иных условных предпосылках или упрощающих допущениях.
Расчет многопролентых нитей конечной жесткости на упругоподатли-вых опорах под действием произвольной вертикальной нагрузки рассмотрен в работе А.В. Шимановского [105]. В основе расчета лежит метод конечных элементов.
А.В. Дарков и Н.Н. Шапошникова в своей работе [30] предлагают алгоритмы решения геометрически нелинейных задач, среди которых можно выделить метод последовательных нагружений и метод Ныотона-Рафсона.
Наряду с развитием численных методов совершенствовались и аналитические методы расчета растянуто напряженных конструкций. Среди аналитических методов за рубежом наиболее широкое распространение получил метод плотности силы [118,127,140].
Развитие современной вычислительной техники послужило мощным импульсом для разработки универсальных методов расчета конструкций с большими возможностями в части обработки неограниченного объема мате матических операций. В настоящее время наибольшее распространение получили следующие методы расчета растянуто напряженных конструкций в геометрически нелинейной постановке: - метод конечного элемента; - метод плотности сил; динамические методы. Перечисленные методы успешно реализованы в ряде универсальных программ для расчёта на ЭВМ. К ним относятся ЛИРА, MAV, ГАММА, MICROFE отечественных авторов, а также NASTRAN, OKABUS, ANSYS, РАМ LISA, FORTEN, EASY - зарубежных.
Определение «начальной» геометрии и жесткостных характеристик элементов тросового купола
Модель тросового купола может быть описана множеством параметров, прямо или косвенно влияющих как на её напряженно-деформированное состояние, так и друг на друга. Учитывая результаты работы [102], для дальнейших исследований выделим минимальный набор независимых параметров (факторов), оказывающих наибольшее влияние на напряжённо-деформированное состояние тросового купола: - Геометрические Факторы (см. РИСУНОК 3.2).
Геометрия плоской модели тросового купола однозначно определяется следующими факторами: (углами наклона диагональных элементов к горизонту - a/, ci2, аз шириной ярусов - bj, b2, b3, отношением стрелы подъема в центре системы к ее пролету - kH=H/r\ при соблюдении определённых правил построения системы:
1. Рассматривается трехъярусная тросовая купольная система, пк = 3 (см. раздел 2.2).
2. Верхний пояс плоской системы описывается дугой окружности с центром, лежащим на её оси симметрии. Координаты узлов верхнего пояса определяются по формулам (2.7) и (2.11).
- Физические Факторы. Факторы, определяющие жёсткость системы и её элементов назовём физическими. Жёсткости тросовых элементов разделим на 3 типа (см. рисунок 3.2): элементы нижнего пояса первого и второго ярусов, а также элементы верхнего пояса. Жёсткости стоек-распорок примем в 10 раз больше жёсткости элементов нижнего пояса первого яруса.
Силовые Факторы. Силовыми факторами назовём внешние нагрузки на систему.
Примем характер распределения нагрузок в виде трапеции с основаниями q{ кН/м - на опорах ребра и Kq ql - в центре сооружения. Величина нагрузки на плоскую систему qt определяется в каждом конкретном случае в зависимости от интенсивности внешнего воздействия р на пространственную систему, а также в зависимости от расстояния между её тросовыми рёбрами.
Внешняя нагрузка р на тросовый купол включает в себя: собственный вес металлоконструкций тросовой системы: (15-30 кг/м2 [134, 141, 143]), собственный вес тентового покрытия (0,5 - 4 кг/м2), нагрузка от предварительного напряжения тентовой оболочки, а также временные воздействия в виде снега, ветра и веса технологического оборудования. Параметр Kq9 определяющий уменьшение ширины грузовой площади в направлении к центру сооружения, в общем случае имеет следующий интервал варьирования: Кй є[0-і].
Для нелинейных тросовых систем существенное влияние на напряжённо-деформированное состояние может оказать несимметричное загруже-ние, что определяет необходимость введения фактора Symm. Он принимает лишь два значения: 0 - соответствует симметричному загружению, 1 -несимметричному.
Силовые факторы, воздействующие на исследуемую систему, изобра жены на рисунке 3.3.
Монтажные факторы. Монтажными факторами назовём величины удлинения стоек (AIj, ДІ2, AI3), необходимые для создания требуемого предварительного напряжения в элементах тросового купола. Резюмируем сказанное. На исследуемую систему воздействуют следующие факторы:
I. Геометрические факторы (см. рисунок 3.2): 1.1. Угол наклона диагональных элементов к горизонту - а. По работам [102, 111, 115, 116, 134, 1431 примем наибольшее и наименьшее значения а, запишем его интервал варьирования: а є [ю - зо].
1.2. Ширина ярусовсистемы: Ає[і5-30]м.
1.3. Отношение стрелы подъема в центре системы к ей пролёту: кя є[і/17-1/7].
2. Физические факторы (см. рисунок 3.2):
2.1. Жёсткость на растяжение элементов нижнего пояса первого яруса -ЕА. По работам [102,111, 115, 116,134, 143], а также из конструктивных и технологических соображений, запишем ЕА [16000-1500000] кН.
2.2. Безразмерный коэффициент кх e[l/2-l], определяющий отношение жёсткости на растяжение элементов нижнего пояса второго яруса к величине ЕА.
2.3. Безразмерный коэффициент к2 e[l/6-l], определяющий отношение жёсткости на растяжение элементов нижнего пояса третьего яруса и верхнего пояса к величине ЕА.
3. Силовые факторы (см. рисунок 3.3):
3.1. Нагрузка у опоры ql кН/м.
3.2. Коэффициент Кя є [О-і], определяющий уменьшение ширины грузовой площади в направлении к центру сооружения.
3.3. Признак симметрии нагружения определяет фактор Symm=(ojl).
4. Монтажные факторы:
4.1. Отношение величины удлинения стойки к ее длине в исходном состоянии: Д///є [1/20-1/5].
Общее количество факторов, воздействующих на плоскую модель трехъярусной тросовой купольной системы - 16.
3.3.2 Определение значений факторов, воздействующих на плоскую модель тросового купола
Для определения напряжённо-деформированное состояние тросового купола методом нелинейного статического расчета, описанным в разделе 33.4, необходимо определить следующие параметры системы: геометрию, усилия предварительного напряжения и жесткости элементов, а также величины внешних нагрузок.
Геометрические параметры тросового купола и величины внешних на грузок задаются в исходных данных. Однако, предварительное напряжение и жёсткости элементов системы, в отличие от них, заранее не известны.
Данный раздел посвящен методики определения неизвестных значений факторов, т.е. усилий предварительного напряжения и жесткостей элементов. Для определения неизвестных значений факторов в работе использовалась компьютерная программа TENDOM, разработанная на кафедре строительного производства Липецкого ГТУ [102].
Неотъемлемой составляющей тросовой купольной системы является усилие предварительного напряжения. Создание предварительного напряжения в элементах тросового купола служит следующим целям:
1. Стабилизация системы, т. е. исключение возможности потери её устойчивости или превращения в механизм под действием внешних нагрузок и воздействий, как симметричных, так и не симметричных.
2. Сохранение минимально требуемых усилий в тросовых элементах под действием самой неблагоприятной комбинации нагрузок. Эта задача тесно связана с первой, так как выключение определённых элементов из работы системы может сделать её геометрически изменяемой.
3. Ограничение деформаций системы под действием внешних нагрузок требованиями второго предельного состояния.
Конструктивные особенности исследуемой модели
Исследуемая модель (см. рисунок 4.3) состоит из опорного контура (элемент 1), тринадцати стоек (элементы 2,3,4), восемнадцати тросовых диагональных элементов (элементы 5,6,7), трех тросовых верхних поясов (элемент 8), двух стабилюирующих колец (элементы 9, 10), тентовой оболочки (элемент 12) и шести преднаирягающих тросовых элементов (элемент И).
Для возможности создания предварительного напряжений в системе, её стойки имеют «телескопическое» строение. Схемы стоек представлены на рисунке 4.4. Стойки состоят из труб диаметром 20 мм (элемент 1). В торцы труб вставлены втулки (элементы 2 и 3). Втулки соединены с трубой при помощи сварки. Втулки имеют отверстие диаметром 14 мм с резьбой. Во втулки вкручиваются нижние и верхние наконечники стоек (элементы 4 и 5). Верхний наконечник имеет правую резьбу, а нижний - левую. Крепление тросовых элементов к наконечникам происходит при помощи прижимных болтов (элементы 6,7 и 8). Для предотвращения повреждения составляющих трос проволок, между прижимными болтами и тросом установлены оловянные прокладки. Для фиксации наконечников были предусмотрены контргайки (элементы 9 и 10).
Тентовая оболочка укладывается на верхний пояс тросового купола и крепится к опорному контуру с помощью специальных шпилек.
Опорный контур лабораторной модели представляет собой шестиугольник, выполненный из швеллера № 22. По углам шестиугольника расположены стойки высотой 1300 мм, изготовленные из гнутосварной трубы прямоугольного сечения. В опорном контуре проделаны отверстия для установки узлов крепления тросового купола и узлов крепления тентовой оболочки.
Характеристика материалов, применённых для изготовления лабораторной моделе
В качестве основных несущих элементов тросовой купола применены канаты двойной свивки типа ЛК-0 с органическим сердечником диаметром 2,9 и 3,7 мм, а также с металлическим сердечником диаметром 4,6 мм, состоящие из круглой высокопрочной проволоки. Характеристики используемых канатных элементов приведены в таблице 4.1.
Схема расположения канатов в тросовом куполе приведена на рисунке 4.5. Диагональные элементы и тросовое кольцо первого яруса выполнены из каната диаметром 4,6 мм. Диагональные элементы и тросовое кольцо второго яруса, а также верхний пояс выполнены из каната диаметром 3,7 мм. Диагональные элементы центрального яруса, а также преднапрягающие тросы выполнены из каната диаметром 2,9 мм.
Жёсткость элемента на растяжение, используемая в расчёте, может быть непосредственно определена по результатам испытаний образца на растяжение, как отношение приращения усилия в элементе к его относительному удлинению. Для определения модуля упругости (Е, кН/см ) достаточно найденную жёсткость разделить на площадь сечения элемента:
Перед проведением испытаний каждый тросовый элемент должен обязательно пройти предварительную вытяжку [91], представляющую собой операцию технологического процесса изготовления канатных элементов, вы-полняемую с целью снятия свивочных напряжений в проволоках, выборки остаточных деформаций каната и повышения его реологических характеристик. В работе [112] рекомендуется осуществлять вытяжку канатов пятикратными загружениями и разгрузкой усилиями от 20 до 42 % от максимального.
Оіфеделение жесткости канатов производилось на специальном стенде, который так же использовался и для вытяжки канатов. Стенд представляет собой два упора закрепленных к полу на расстоянии около 16 м друг от друга Натяжение производилось при помощи ручного домкрата Для определения усилия в канатах были использованы динамометры ДПУ-05-2 (предельная нагрузка 500кгс) и ДПУ-5-2 (предельная нагрузка 5000кгс). Определение удлинения канатов производилось при помощи индикаторов часового типа. Индикаторы крепились к стальному тросу при помощи кронштейнов (см. рисунок 4.6). Для увеличения базы измерения стержень индикатора был удлинен при помощи металлического стержня с резьбой на одном конце.
Исследование влияния дополнительных связевых элементов на деформагивносгь тросового купола с тентовым покрытием
Характерной особенностью тросовых купольных систем, так же как и других вантовых систем, является повышенная деформатнвность, особенно при воздействии неравномерной нагрузки. Следует отметить, что для исследуемой системы наиболее неблагоприятными являются перемещения узлов тросового купола вверх, т.к. это вызывает перенапряжение тентовой оболочки.
Снижение деформативности и повышение стабильности системы может быть достигнуто установкой дополнительных связевых элементов. Схема расположения связевых элементов приведена на рисунке 5.5.
Исследование производилось при жестком закреплении опорных узлов и тросовыми куполами со следующими значениями относительной металлоемкости: Mi « 4,8 кг/М2; Mj = 5,5 кг/м7; М$ 6,4 кг/м2; МІ - 7,2 кг/м2. Относительная металлоемкость связевых элементов составила 0,3 кг/м2.
Исследование системы производилось при внешней нагрузке q - 1,8 кН/м2. Нагрузка прикладывалась в двух вариантах, т. е. на всем пролете и на половине пролета (см. рисунок 5.2).
Для каждой тросовой купольной системы со связевыми элементами были определены вертикальные перемещения узлов. Результаты расчётов приведены на рисунке 5.6.
Для большей наглядности были построены графики (см. рисунок 5.7) отражающие жесткости системы (1/J) в зависимости от наличия связевых элементов при несимметричном загружении. В качестве контрольных точек были выбраны узлы второго яруса системы, находящиеся в свободной (см. рисунок 5.7а) и в загруженной зоне (см. рисунок 5.76).
На основании сопоставления графиков, приведенных на рисунках 5.4 и 5.6, результатом которого явились графики, приведенные на рисунке 5.7, можно сделать следующие выводы:
1. Введение дополнительных связевых элементов привело к снижению деформативности исследуемой системы. Перемещения узлов второго яруса вверх (в свободной зоне) уменьшились на 15-25 %, а вниз (в загруженной зоне) на 4 - 6 %.
2. С увеличением усилий предварительного напряжения и жесткостных характеристик тросового купола эффект от применения дополнительных связевых элементов уменьшается.
3. Для уменьшения перемещений вверх узлов тросового купола, при воздействии несимметричной нагрузки, эффективным является установка дополнительных связевых элементов.
По пятой главе можно сделать следующие выводы:
1. Выполнена теоретическая проверка методики расчёта тросового купола с тентовым покрытием, предложенной в главе 3.
2. В результате щюведбнных расчетов, выяснено, что относительный расход стали на исследуемую систему (без учета опорного контура) составляет - 6,0 кг/м2, что позволяет рекомендовать её для перекрытия большепролётных зданий и сооружений.
3. В результате исследования влияния жесткости опорного контура на деформативность тросового купола с тентовым покрытием выяснено, что эффективнее увеличивать жесткость системы за счет увеличения жесткости и усилия предварительного напряжения в элементах тросового купола, чем за счет увеличения жесткости опорного контура.
4. В результате исследования влияния дополнительных связевых элементов на деформативность тросового купола с тентовым покрытием выяснено, что связевые элементы существенно уменьшают перемещения вверх узлов тросового купола при несимметричном загружении,
В результате проведенных исследований тросового купола с тентовым покрытием можно сделать следующие выводы.
1. На основе метода конечного элемента и метода плотности сил разработана методика нелинейного статического расчета тросовых куполов с тентовым покрытием в геометрически нелинейной постановке. Методика расчёта тросового купола с тентовым покрытием включает в себя следующие этапы: - определение «начальной» геометрии и жесткосшых характеристик элементе» тросового купола; - формообразование тентовой оболочки; - расчет системы на эксплуатационные нагрузки; - определение исходной геометрии тросового купола; раскрой тентовой оболочки.
2. Разработан алгоритм определения оптимальных жесткостных характеристик элементов тросового купола, а так же величин предварительного напряжения в них.
3. Разработан алгоритм определения исходной геометрии тросового купола и величин удлинения стоек, необходимых для создания усилий предварительного напряжения в его элементах.
4. В результате численного и экспериментального исследования напряжбн-но-деформированного состояния пространственной модели трехъярусной тросовой купольной системы с тентовым покрытием на стадии эксплуатации выявлены наиболее неблагоприятные схемы загружения системы.
5. Эксперименгальным путем подгверждена работоспособность метода удлинения стоек для монтажа тросового купола и создание в его элементах усилий предварительного напряжения.
6. На основе анализа и сравнения экспериментальных и теоретических данных можно сделать вывод о правильности принятой расчетной схемы и методики расчета.
7. В результате численного исследования влияния жесткости опорного контура на деформативность тросового купола с тентовым покрытием выяснено, что эффективнее увеличивать жесткость системы за счет увеличения жесткости и усилия предварительного напряжения в элементах тросового купола, чем за счет увеличения жесткости опорного контура
8. В результате численного исследования влияния дополнительных связевых элементов на деформативность тросового купола с тентовым покрытием выяснено, что связевые элементы существенно уменьшают перемещения вверх (до 25 %) узлов тросового купола при несимметричном загружении.
