Введение к работе
Актуальность темы. В современном строительстве решение задачи повышения эффективности и расширения возможности использования передовых методов проектирования и способов строительства основано на изучении действительной работы сооружения и использовании методов рационального конструирования.
Изгибно-жесткие нити, обладающие рядом высоких технико-экономических показателей, применяются в легких покрытиях, позволяя получить экономию трудозатрат и капитальных вложений.
Результаты технического освидетельствования подобного рода покрытий свидетельствуют о необоснованно завышенном при проектировании запасе несущей способности, как отдельных конструктивных элементов, так и всего сооружения в целом, что свидетельствует о недостаточной изученности этих конструкций и приводит к завышенным материалозатратам.
Следует отметить отсутствие эффективных методик, позволяющих выполнить учет влияния последовательности монтажа на напряженно-деформированное состояние несущих элементов покрытия.
Поэтому актуальной проблемой является изучение действительной работы жестких нитей сквозного сечения на различных этапах монтажа с целью уменьшения расхода стали и повышения эффективности использования экономически выгодных и архитектурно выразительных конструктивных решений в проектировании.
Связь работы с научными програимаии, планами, темами. Диссертационная работа выполнена в рамках программы 0.55.01.121 "Разработать и внедрить прогрессивные способы технического перевооружения за счет максимального использования конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений", а также государственной темы Д-1-2-99 "Совершенствование методов расчета и проектирования конструкций в виде оболочек и пластин".
Цель и задачи исследования. Выявить особенности напряженно-деформированного состояния (НДС) жестких нитей сквозного сечения, обусловленные влиянием последовательности монтажа и фактических жесткостных характеристик решетки, разработать на этой основе методику их расчета и проектирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Выполнить анализ существующих методов расчета, проектирования и монтажа жестких нитей.
-
Разработать численную методику расчета исследуемой конструкции с учетом геометрической нелинейности и фактической последовательности монтажа.
-
Провести натурные обследования и экспериментальные исследования модели жесткой нити с целью подтверждения теоретических предпосылок и допущений, принятых при разработке методики расчета.
-
Разработать рекомендации по расчету и проектированию жестких нитей
сквозного сечения.
Научная новизна работы:
разработана численная методика расчета исследуемой конструкции покрытия с учетом геометрической нелинейности и последовательности монтажа;
на основании выполненных натурных и экспериментальных исследований изучено поведение, установлен характер и получены данные о НДС жестких нитей сквозного сечения для различных схем монтажа и загружения при изменении жесткостных параметров решетки;
разработана методика расчета и проектирования, учитывающая реальную последовательность монтажа, позволяющая выявить резервы несущей способности существующих покрытий, обосновать технические решения при проектировании жестких нитей.
Практическое значение полученных результатов. Материалы исследований использованы: при разработке комплекса мероприятий по обеспечению нормального функционирования конструкций покрытия плавбассейна СК "Олимпийский" в Москве; при проведении проектно-изыскательских работ на изготовление и монтаж элементов покрытия пансионата ОАО «Донецкоблгаз» в пос. Мелекино.
Личный вклад соискателя. Приведенные в диссертационной работе результаты исследований получены соискателем самостоятельно. Личный вклад автора состоит в следующем: непосредственное участие в проведении натурных обследований; разработка модели исследуемой конструкции и проведение экспериментальных исследований; выполнение численных расчетов конструкции; статистическая обработка информации, полученной при обследованиях, испытаниях и численных исследованиях; систематизация и научный анализ полученных результатов; разработка методики расчета жестких нитей с учетом геометрической нелинейности и последовательности монтажа.
В публикациях с соавторами лично соискателем выполнено: усоверщенствование численной методики расчета жестких нитей сквозного сечения [1], перерасчет несущих конструкций покрытия по результатам натурных обследований [3], экспериментальное исследование НДС модели жесткой нити [4], рекомендации по проектированию исследуемой конструкции [8].
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Международной научно-технической конференции "Металлостроительство-96" в Макеевке, 1996г., на Международном симпозиуме "Современные строительные конструкции из металла и древесины" в Николаеве, 1997г., на Международной конференции "Теория и практика металлических конструкций" в Макеевке, 1997г., на научных семинарах кафедры "МКиМ" ДонГАСАв 1998,1999 годах.
Публикации. По теме диссертации опубликовано восемь печатных работ, отражающих ее основное содержание.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованной литературы из 135 наименований, трех приложений. Работа изложена на 170 страницах , в том числе
102 страницы основного текста, 14 страниц списка использованной литч
19 полных страниц с 42 рисунками и 5 таблицами, 35 страниц приложении. -ч