Электронный научный журнал
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

УСИЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ СЕТЧАТОЙ ОБОЛОЧКИ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ОБРУШЕНИЯ

Тестоедов П.С. 1 Трянина Н.Ю. 1
1 Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (ННГАСУ)
1. Кудишин Ю.И., Дробот Д.Ю. К вопросу о живучести строительных конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. – 2008. – № 2 (217). – С. 36 – 43.
2. Тестоедов П.С., Трянина Н.Ю. Методика моделирования прогрессирующего обрушения в ПК «SCAD» с использованием динамических нагрузок // Материалы II Всероссийской студенческой научно – практической конференции «Инновационные тенденции строительства: теоретические и прикладные аспекты» – 2014 – С. 36.
3. Тестоедов П.С., Трянина Н.Ю. Исследование вопросов живучести висячего сетчатого покрытия // Международный научно-промышленный форум «Великие реки – 2014». Труды конгресса. Н.Новгород. гос.архит.-строит.ун-т -2014 г.
4. Тестоедов П.С., Трянина Н.Ю. Комплексное усиление конструкции висячего сетчатого покрытия для предотвращения прогрессирующего обрушения // Сборник статей II Международной научно – технической конференции «Актуальные проблемы механики в современном строительстве» – 2014 г – С. 147- 151.

Авторами проведено численное исследование работы сетчатой оболочки инженера В.Г. Шухова в условиях отказа отдельных несущих элементов системы в результате аварийного воздействия. Такой расчет оценивает свойства живучести конструкции. Тема исследования достаточно актуальна, так как в настоящее время, вопреки прогрессу в области проектирования строительных конструкций, проблема живучести далека от ее эффективного решения [1].

Расчет на прогрессирующее обрушение был проведен для исследуемой конструкции для различных вариантов обрушения в программном комплексе SCAD по методике, предложенной авторами [2, 3]. Данный расчет был выполнен после статического расчета конструкции, подбора сечений элементов по первому и второму предельным состояниям.

Для расчета сетчатого покрытия было разработано три варианта конечно-элементной модели:

• конечно-элементная модель покрытия была составлена без учета работы связей;

• была учтена работа связей по нижним поясам арок;

• были выполнено усиление конструкции путем введения продольных элементов покрытия.

В результате расчета был сделан вывод, что конструкция сетчатой оболочки двояковыпуклой кривизны обладает низким индексом живучести и может быть предрасположена к прогрессирующему обрушению. На рис.1 представлены результаты расчета покрытия на живучесть в динамической постановке по первому варианту конечно-элементной модели при обрушении узла сетки. Красным цветом показаны обрушившиеся элементы, зеленым – работающие.

Был сделан вывод, что для динамического расчета необходимо использовать более точные расчетные схемы, чем для расчета статического. Элементы, которые считаются второстепенными при расчете на статические нагрузки, при расчете на нагрузки динамические играют достаточно важную роль. Это было проверено при расчете на прогрессирующее обрушение конструкции покрытия универсального спортивно-зрелищного сооружения. На рис. 2 представлены результаты расчета покрытия на живучесть при обрушении узла сетки по второму варианту конечно-элементной модели, т.е. с учетом работы связей.

Были предложены меры по усилению конструкции и предотвращению прогрессирующего обрушения [4]. Предлагается несколько вариантов ее усиления: увеличение связности в конструкции, увеличение поперечных сечений отдельных элементов. Конструкция покрытия была усилена продольными элементами (рис.3). При этом жесткость конструкции значительно увеличивается, конструкция может работать как оболочка. Значительно увеличивается внутренняя статическая неопределимость конструкции. В результате усиления видно, что конструкция стала более жесткой и более устойчивой к возникновению прогрессирующего обрушения.

stroi12.tiff

Рис. 1. Результат расчета на живучесть по 1-му варианту конечно-элементной модели

stroi13.tiff

Рис. 2. Результат расчета на живучесть с учетом работы связей по второму варианту

stroi14.tiff

Рис. 3. Результат расчета на живучесть конструкции, усиленной продольными элементами

Заключительные выводы по статье

1. Данная конструкция покрытия без учета работы связей при расчете на прогрессирующее обрушение имеет низкий коэффициент живучести;

2. При учете работы второстепенных элементов (связей) при расчете на прогрессирующее обрушение живучесть конструкции значительно повышается. При этом не произведено никаких усилений конструкции. Средний коэффициент живучести возрастает с 78.77 % до 92,25 %. При аварийном воздействии в данной модели усилия распределяются еще и на связи при условии равнопрочного соединения в узлах.

3. Усиление покрытия продольными элементами значительно повышает живучесть конструкции, увеличивается ее статическая неопределимость.


Библиографическая ссылка

Тестоедов П.С., Трянина Н.Ю. УСИЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ СЕТЧАТОЙ ОБОЛОЧКИ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ОБРУШЕНИЯ // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-1.;
URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=12095 (дата обращения: 17.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252