Введение к работе
Актуальность проблемы. Развитие строительства с учетом современных требований требует повышения эффективности проектируемых вантовых сооружений при экономии материальных затрат за счет внедрения прогрессивных конструкций, снижения материалоемкости, улучшения строительных и эксплуатационных качеств сооружений .
Для решения этой проблемы требуется современная методоло-ния синтеза вантовых сооружений, объединяющего в себе поиск рациональных конструктивных форм и многокритериальную оптимизацию сооружений с использованием последних достижений в области строительной механики и вычислительной техники.
Главными аспектами рассматриваемой проблемы следует считать следующие:
разработка стратегии синтеза вантовых сооружений;
развитие и автоматизация методов расчета комбинированных вантовых систем с учетом нелинейных Факторов;
разработка метода векторной оптимизации нелинейных вантовых комбинированных систем в диалоговом режиме работы с ЭВМ.
Цель работы: разработка метода поэтапного синтеза комбинированных вантовых систем произвольной топологии с учетом геометрической, физической и конструктивной нелинейности.
Научная новизна. На базе теории приращений автор разработал комплексный метод поэтапного синтеза (целенаправленного поиска параметров) нелинейных комбинированных вантовых систем. Совокупность разработанных автором полуаналитических методов приращений, т.е. метода приращений параметров, позволяющего изменять топологию системы в процессе ее расчета и ^варьировать множество параметров, метода приращений времени, предназначенного для динамического расчета нелинейных систем, и метода приращений функций, позволяющего автоматизировать подбор параметров системы из условия ее рациональности и осуществлять многокритериальную оптимизацию нелинейной системы при заданных ограничениях, положена в основу стратегии поэтапного синтеза комбинированных вантовых систем. Стратегия синтеза, сочетающая в себе интуитивные и логические методы системного поиска эффективных решений, создает теоретическую основу для автоматизации проектирования большепролетных вантовых сооруже-
ний в области транспортного и промышленно-гражданского строительства.
Научную новизну работы составляют: '- стратегия поэтапного синтеза комбинированных вантовыг систем методом приращений;
полуаналитический метод приращений параметров и времени ;
полуаналитический метод приращений функций;
метод вычисления части спектра собственных значений и векторов вещественной симметричной матрицы высокого порядка;
алгоритм автоматизированного подбора параметров нелинейных вантовых систем полуаналитическим методом приращений функций; " ' ':
методика и программы статистического и динамического расчета на ЭВМ нелинейных двухпоясных систем полуаналитическим методом приращений параметров и времени;
- новые комбинированные вантовые системы больших пролетов.
Практическая ценность работы состоит в
значимости предложенных стратегии синтеза, методов расчета и векторной оптимизации нелинейных вантовых систем, алгоритмов и методик расчета нелинейных вантовых систем произвольной и частной топологии, а также конструктивных решений, подтвержденных авторскими свидетельствами.
Предлагаемые в диссертации методы, алгоритмы и программы
расчета комбинированных вантовых систем на ЭВМ могут получить
широкое применение при проектировании сооружений больших про
летов. .':,„ ..
Результаты проведенных исследований получили внедрение на практике при строительстве многопролетных вантовых систем эстакадного типа.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались: на Ш научно-технической конференции молодых ученых СПИ, 1970; на Поволжской научно-технической конференции по проблемам расчета пространственных систем в строительной механике, Саратов,- 1972; на Симпозиуме по новым методам расчета на прочность и жесткость, Николаев, 1972; на Всесоюзном координационном совещании по проектированию, исследованиям и применению висячих и вантовых стальных конструкций линейно-протяженного типа, Москва, 1973; на Всесоюзной конференции по проблемам нелинейных колебаний механических систем, Киев, 1974; на УІ Всесоюзном симпозиуме по.теории распространения упругих и
упруго-пластических волн, Фрунзе, 1975; на ІУ Всесоюзной конференции по статике и динамике пространственных конструкций, Киев, 1978; на Международном симпозиуме АИПК, СССР, Москва, 1978; на I Всесоюзном симпозиуме по устойчивости в механике деформируемого твердого тела, Калинин, 1981; на Всесоюзной конференции по численным методам строительной механики, Саратов, 1985.
Объем работы. Диссертация изложена на 300 страницах машинописного текста, содержит 70 рисунков, 8 таблиц, 190 позиций библиографии, приложения.