Введение к работе
,;' к.?.!
'- тдел і ' ''""'.-...
ЕІІ!і!&ік. туальность проблемы; Тонете оболочки
и железобетонные тонкостенные пространственные покрытия находят в последние годы широкое применение при строительстве гражданских, промышленных зданий и сооружении, что объясяется их сравнительно малой материалоёмкостью, высокой прочностью и жест-костью, архитектурной выразительностью.
В. связи с широкой индустриализацией строительного производства железобетонные тонкостенные пространственные покрытия выполняются преимущественно сборными. Поэтому сохраняется настоятельная необходимость в создании и развитии методов расчета сборных (составных) конструкций и сооружений.
Разнообразные покрытия с составными оболочками имеют ту отт личительную особенность, что стыковые соединения (швы) отдельных оболочек, как правило, являются упруго-податливыми. Их жёсткость на изгиб, растяжение-сжатие и сдвиг отличается от жест-костных параметров оболочек, составляющих покрытие.
Несмотря на наличие в настоящее время эффективных численных а аналитических методов расчета, на значительные успехи в исследовании напряжённо-деформиоованного состояния составных оболочек их расчет с учетом упругой податливости швов представляет мало изученную, требующую дальнейшей разработки задачу теории оболочек.
Таким образом, исследование напряжённо^дефоркироьанного состояния составных оболочек о учетом упругой податливости швов является актуальной задачей.
Продольные швы, совдинящие отдельные панели составной оболочки, имеют несопоставимо малую ширину по сравнению с сприяол . оболочки. Поэтоиу в окружном направлении дав может рэссчатрп -
4 ~-
вагься как дискретная величина. В продольном направлении шов рассматривается как непрерывный, усилия и перемещения в нём считаются функциями продольной координаты.
Учитывая локальный характер изменения жёсткости составной оболочки лишь по ширине шва целесообразно использовать для расчета аппарат дельта-функции одной переменной в сочетании с той иди иной теорией оболочек.
Цель работы' заключалась в разработке аффективного метода расчета соотавных оболочек о учетом упругой податливости швов, в оценке влияния упругой податливости швов на напряжённо-деформированное состояние оболочек и разработке рекомендаций по оптимальному выбору жесткоотей соединительных швов, в расчете реальной конструкции составного покрытия.
Научная новизна работы состоит в следующем:
для пологих цилиндрических оболочек с учетом их лологоо-та и гипотеа, лежащих в основе полубезмоментной теории В.З.Власова, получено разрешающее дифференциальное уравнение восьмого порядка, содержащее только восьмую производную по одной координате и четвертую производную по второй координате. Дана оценка точности гипотез полубезмоментной теории для конструктивно-ортохрошшх оболочек;
разработка методика расчета составных цилиндрических пологих ободочек, отдельные панели которых соединены продольными швами конечной жёсткости, упруго оопротавляпцимиоя продольному и поперечному сдвигу и повороту сечений. Дня реализации той методики составлены дифференциальные уравнения, содержащие в правой части дельта-функцию и её производные;
составлено аналитическое выражение разрешающей функции оболочки, содержащей независимо от числа продольных швов, восемь произвольных постоянных интегрирования;
получены новые результаты расчета составных оболочек с учетом упругой податливости связей продольного сдвига шва, поперечного смещения и податливости упругих шарниров;
выполнен анализ влияния упругой податливости продольных швов на напряжённо-деформированное состояние оболочек;
выполнен расчет состоящего из четырех оболочек сводчатого покрытия npoMunweifflqro здания с размерами в плане 36 х 60м при действительных значениях жесткостей соединительных швов при сдвиге и изгибе.
Достоверность результатов подтверждается сравнением полученных решений составных оболочек с результатами независимо выполненных тестовых задач, являющихся" предельными по отношению к рассматриваемым задачам 'при стремлении жёсткости упруго-податливых соединений панелей в составной, оболочке к бесконечности (сплошная оболочка) или нулю (составная оболочка с- идеальными шарнирами), а также путем практического исследования сходимости полученных решений и опенки точности гипотез голубезмоментной теории*
Практическая значимость. Разработанная методика расчета составных пологих цилиндрических оболочек с учетом упругой податливост;: швов мояет быть использована в проектных и научно-исследовательских организациях при проектировании составных оболочек.
Применение обобщенных функций позволило построить аналитические решения для составных оболочек с учетом упругой податливости квов при произвольном их число, сведя слояный расчет составной оболочки к простой алгебраической задаче определения восьми произвольных постоянных интегрирования из граничных условий.
Результаты выполненных в работе исследований позволяют установить минимальные значения кесткостей соединительшх швов составных оболочек, при которых упругая податливость швов мало влияет на величину внутренних усилий и перемещений оболочек, что/илеев практическое значение при их проектировании.
' Разработанная методика расчета составных оболочек реализована на ЭВМ, требует небольшого времени для подготовки исходных данных и выполнения счета.
Предлагаемая методика расчета составных оболочек с учетом упругой податливости соединительных швов нашла применение в проектных разработках лаборатории специальных строительных конструкций Сибирского научно-исследовательского и проектного института нефтегаЗопромыслового строительства (гЛшень), в частности, при оценке напрягЛнно-деформированного состояния изготовленного из четырех оболочек покрытия промышленного здания о размерами в плане 36 х 6См.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на: научных семинарах кафедры сопротивления материалов ТюмДО (1987-1991гг., г.Тюмень); XXXIII научно-технической конференции студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава І^збасского политехнического института (апрель 1988г.,г.Кемерово); II Всесоюзной научно-технической конференции "НЕФТЬ, и ГАЗ ЗАПАДОЙ СИБИРИ" (апрель 1989г.,г.Тюмень), научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ТиЛІИ "Проблемы машиностроения" (апрель 1990г., г.Тшень), научном семинаре кафедры строительной механики Тюменского шшене-рно-стронтелыюго института (апрель 1991г., г.Тшень), научном семинаре кафедры строительных конструкций ТкжіІСИ (май 1991г.,
г.Тюмень), научном семинаре кафедры строительной механика Уральского политехнического института юл. СМ,Кирова (декабрь 1991г.)'
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в пяти статьях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, чотырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем .диссертации 181 страница, в том числе 20 таблиц, 29 рисунков, библиографический список, вклгачалдий 97 наименований.