Круглая Н.В. Совершенствование методики расчета и определения напряженно-деформированного состояния деревянных кружально-сетчатых сводов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва: ЮРГТУ, 2009. — 103 с.
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Бузало Н.А. Целью диссертации является совершенствование методики определения напряженно-деформированного состояния пространственных систем покрытия, оценки несущей способности и деформативности узла деревянного кружально-сетчатого свода с болтовым соединением с учетом податливости. Для достижения поставленной цели, решаются следующие задачи:
- выявление особенностей напряженно-деформируемого состояния (НДС) элементов из цельной древесины вблизи узла КСС-типа Цольбау с учетом трансверсальной изотропии материала и сил трения по плоскости сопряжения сквозного и набегающего косяков; получение расчетных зависимостей для автоматизированного определения геометрических параметров элементов сомкнутого кружально-сетчатого свода (КСС) системы Цольбау; - разработка алгоритма и составление программного обеспечения для проектирования деревянных элементов (косяков), примыкающих к ребру (гурту) сомкнутого КСС; создание рычажной модели для испытания фрагмента КСС, обеспечивающую неизменность усилий в элементах при податливости в узле;
- проведение экспериментальных исследований податливости узла КСС типа Цольбау;
- проведение численных исследований узла КСС с использованием твердотельного моделирования;
- оценка сходимости значений деформаций и перемещений в элементах исследуемой конструкции, полученных расчетом, с экспериментальными;
- анализ напряженно-деформированного состояния КСС на основе упругой стержневой конечноэлементной модели, учитывающей геометрическую нелинейность. Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
- разработана эффективная методика расчета и экспериментальных исследований деревянных кружально-сетчатых сводов наиболее полно учитывающая специфику свойств материала и конструктивных решений;
- расчетным путем исследовано на основе анализа компьютерной модели-напряженно-деформированное состояние узла кружально-сетчатого свода Цольбау;
- получены результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния узла кружально-сетчатого свода Цольбау;
- выполнено обобщение результатов математического и физического моделирования кружально-сетчатых сводов;
- разработана методика автоматизированного расчета координат точек пересечения осей косяков с осью криволинейного ребра сомкнутого КСС, длин стержневых элементов, примыкающих к гурту. Практическая ценность работы заключается в следующем:
- Разработанные в диссертации методики и алгоритмы позволяют повысить качество проектных работ, сократить сроки и трудоемкость монтажа кружально-сетчатых сводов с узловыми соединениями на болтах, в том числе сомкнутых.
- разработан алгоритм программы для ЭВМ «Определение геометрических параметров, кружально-сетчатого свода» (SYOD): Программа прошла государственную регистрацию, получено' свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 5552'от 30:01.2006;
- сконструирован стенд для* исследования податливости узла кружально-сетчатого свода. Конструкция стенда прошла государственную* регистрацию, получен патент на полезную модель № 58565 от 17 мая 2006г.