Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Расчет шпунтовых конструкций на основе конечного элемента поперечно полубезмоментной оболочки Литинский, Натан Павлович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Литинский, Натан Павлович. Расчет шпунтовых конструкций на основе конечного элемента поперечно полубезмоментной оболочки : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.23.17 / Гос. техн. ун-т.- Пермь, 1993.- 16 с.: ил. РГБ ОД, 9 94-1/2976-9

Введение к работе

Актуальность темы. Сооружение объектов промышленного, гидротехнического и транспортного строительства связано с большими капиталовложениями, значительная часть которых идет на устройство фундаментов и ограждающих конструкций. Опыт проектирования, строительства и эксплуатации набережных, пирсов, больверков, стен доков и шлюзов, противофильтрационных завес, перемычек, ограждений котлованов и островков подтверждает, что наилучшими технико-экономическими показателями обладают соответствующие шпунтовке сооружения.

Рекомендуемые нормативными документами методы расчета недостаточно полно иеполт-зуют несущую способность конструкций из шпунта. О наличии резервов прочности свидетельствует в частности то, что выявленная предельная несущая способность ряда экспериментальных объектов вдвое и более превосходила теоретическую, а в практике эксплуатации подобных сооружений не отмечено их выхода из строя даже под нагрузками, превьшаэщими проектные.

Ввиду трудностей учета пространственной работы систем с податливыми стыками проектировщики зачастую максимально упрощают соответствующие расчетные схемы, пренебрегают взаимодействием шпунтовых элементов. При этом из анализа исключаются мембранные усилия в лицевых стенках, искажается характер распределения компонентов напряженно-деформированного состояния между шпунтом и подкрепляющими устройствами и, как следствие, снижается эффективность конструкций. Особенно это характерно для систем типа оболочек, а также в случае действия на ограждение локальных и неравномерных нагрузок.

Все сказанное обуславливает актуальность проблемы разработки методики расчета шпунтовых конструкций с использованием моделей, наиболее полно учитывающих действительную работу сооружений.

Цель диссертации - разработка на основе теории оболочек с неполными системами связей объединения и аппарата МНЭ методики расчета шпунтовых конструкций, позволяющей одновременно учитывать их пространственную работу и угловую податливость в стыках шпунтовых элементов.

В этой связи решались следующие задачи:

  1. Обоснование применимости модели конструктивно полубеэ-моментной оболочки к расчету тонкостенных составных систем обо-лочечного типа из удлиненных панелей с замковыми соединениями, обладающими угловой податливостью.

  2. Вывод основных соотношений для совместных конечных ЭЛвг ментов поперечно полубёзмоментной пластинки при изгибе и поперечно полубезмоментной оболочки.

  3. Формирование базы данных МКЭ для расчета подкрепленных шпунтовых конструкций с использованием конечных элементов поперечно полубезмоментной оболочки и пространственного стержня.

  4. Реализация алгоритма МКЭ на ЭВМ ЕС в виде прикладного программного обеспечения для исследования пространственной работы шпунтовых сооружений и анализ сходимости предлагаемой методики.

  5. Исследоватме пространственной работы шпунтовых систем в зависимости от геометрических, топологических, жесткостных факторов, условий подкрепления и загружения.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

  1. Получены основные соотношения для прямоугольного изопа-раметрического симплекс-элемента пологой поперечно полубезмоментной оболочки с учетом отсутствия по области элемента связей, препятствующих повороту вдоль образующей оболочки.

  2. Разработана методика и реализован на ЭВМ ЕС алгоритм расчета подкрепленных шпунтовых конструкций на основе конечных элементов поперечно полубезмоментной оболочки и пространственного стержня, дан анализ сходимости этой методики.

  3. Исследована пространственная работа испытывающих внешнее давление шпунтовых оболочек с различными геометрико-жест-костными параметрами в зависимости от очертания моделей в плане, количества и местоположения поясов подкрепления.

Практическое значение работы. Разработанный в диссертации метод имеет хорошую сходимость, он показал высокую эффективность внедрения в расчетную практику анализа пространственной работы шпунтовых конструкций. Применение конечных элементов поперечно полубезмоментных пластинки и оболочки при реализации МКЭ в соответствующих расчетах позволяет избежать решения слишком громоздких разрешающих систем линейных алгебраических уравнений,

к которым приводит постановка задачи на основе традиционных конечных элементов и связанная с этим необходимости учета дискретного расположения стыков. Предлагаемый практический метод может быть использован для решения широкого круга задач проектирования новых и определения несущей способности эксплуатируемых шпунтовых сооружений. Анализ в соответствии с предлагаемой методикой НДС шпунтовых ограждений котлованов опор строящегося моста позволил рационализировать конструкцию подкрепляющих обвязок и обосновать возможность использования шпунта "Ларсен-ІУ" вместо предусмотренного проектом "Ларсен-У".

На затту выносятся следующие основные положения;

  1. Матрицы жесткости и напряжений прямоугольного конечного элемента поперечно полубезмоментной пластинки при изгибе и плоского прямоугольного изопараметрического симплекс-элемента пологой поперечно полубезмоментной оболочки.

  2. Метод расчета в упругой стадии напряженно-деформированного состояния подкрепленных шпунтовых конструкций, реализованный на ЭВМ ЕС в виде прикладного программного обеспечения "ШПУНТ".

  3. Результаты исследования на основе предлагаемой методики пространственной работы тонкостенных составных систем оболочеч-ного типа с замковыми соединениями, обладающими угловой податливостью, а также шпунтовых ограждений котлованов опор строящегося моста.

Внедрение результатов работы. Предложенный метод внедрен при сооружении глубоководных опор строящегося моста через реку Волга в районе Ульяновска, осуществляемом мостоотрядом № 51 управления "Ульяновскмостострой", а также принят для практического применения Ульяновским филиалом Всероссийского проектно-кон-структорского института "Гипростроймост".

Публикации По материалам диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ.

Апробация работы. Основные положения и результаты докладывались на Всероссийской конференции "Научно-технический прогресс в строительстве" (г.Пенза, март 1993 г.), научно-технической конференции МАДИ под руководством д.т.н., профессора А.А.Потап-кина (г.Москва, январь 1993 г.), семинаре кафедры оснований, фундаментов и мостов ПГІУ под руководством члена-корреспондента

РАН А.А.Бартоломея (г.Пермь, сентябрь 1993 г.).

Объем тботы. Диссертация состоит из введения, четыре* глав и заключения. Общий объем работы 165 стр., в том числе 116 стр. машинописного текста, 31 рисунок, 8 таблиц, библиографический список из 88 наименований.