Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук.
Новочеркасск: НПИ, 1983. — 338 с.
01.02.03 - строительная механика
05.23.01 - Строительные конструкции Цель работы;
Создание более общего, чем существующие, метода расчета тонкостенных стержней открытого профиля по предельным состояниям, позволяющего изучить влияние геометрической и физической нелинейности, неизбежных эксцентриситетов приложения нагрузок, остаточных напряжений, вызванных сваркой или прокатом. Такой метод позволил изучить действительную работу стержневых элементов металлических конструкций и рассмотреть такие задачи, решение которых известными методами было затруднительно или невозможно.
Разработка алгоритмов и программ для ЭВМ, позволяющих изучить напряженно-деформированное состояние и определить несущую способность экономически эффективных конструкционных элементов рациональной формы, сечений (широкополочные двутавры и тавры с параллельными гранями полок, швеллеры и уголки), изготовленных из сталей повышенной и высокой прочности и алюминиевых сплавов, с учетом их пространственной работы.
Проведение экспериментальных исследований с применением теории научного планирования эксперимента и тензометрирования для изучения напряженно-деформированного состояния стержневых тонкостенных элементов конструкции из алюминиевых сплавов при пространственном деформировании.
4 Разработка на основании экспериментально-теоретических исследований практических рекомендаций по определению предельных нагрузок тонкостенных элементов стержневых металлических конструкций и внедрение полученных результатов в практику проектирования. В диссертационной работе защищаются:
1 Методика составления интегродифференциальных уравнений растяжения-сжатия, изгиба и кручения тонкостенных стержней открытого профиля при упругопластических деформациях, а также граничных условий при решении задач о прочности и устойчивости.
2 Алгоритмы расчета геометрически и физически нелинейных тонкостенных стержневых элементов металлических конструкций по методу "упругих решений", основанные на применении численных методов (последовательных приближений, коллокации, Галеркина) к решению краевых задач.
3 Решения различных задач по определению предельных нагрузок на тонкостенные элементы стержневых конструкций при пространственном деформировании и рекомендации по их проектированию.
4 Результаты экспериментального изучения напряженно-деформированного состояния тонкостенных элементов металлических каркасов (колонн и балок различных гибкостей), работающих в упругой и упругопластической стадиях, подтверждающие корректность предложенных методов расчета. Практическое значение работы:
1 Разработана прикладная теория расчета по деформированной схеме с учетом физической нелинейности материала, позволяющая получить достоверные данные о несущей способности и деформативности тонкостенных стержневых элементов, обеспечить их необходимую прочность, жесткость и устойчивость и дающая возможность принимать рациональные конструктивные решения при проектировании сооружений, предотвратить необоснованный перерасход металла и получить существенную экономию средств.
2 Метод расчета тонкостенных элементов конструкций, материал которых характеризуется различными диаграммами деформирования в пластической области, прост для программирования, позволяет в компактной форме организовать процесс вычислений на ЭВМ, получить устойчивые решения, значительно снизить затраты машинного времени и повысить надежность при проектировании стержневых систем.
3 Составлены программы для ЭВМ, позволяющие определять напряженно-деформированное состояние в упругой и упругопластической стадиях и вычислять для балок и стоек предельные нагрузки, соответствующие: потере несущей способности, развитию предельных фибровых деформаций, достижению предельных (нормированных) величин перемещений и углов закручивания. Эти программы представляют основу для создания САПР и выбора эффективных конструктивных форм профиля.
4 Результаты исследований представлены также в табличной форме, допускающей их непосредственное использование при проектировании сплошностенчатых стержневых элементов металлических каркасов.
5 Теория автора используется для исследования прочности и деформативности элементов конструкций из алюминиевых сплавов аспирантами. Из них четверо - защитили диссертации, один - представляет диссертацию к защите.
01.02.03 - строительная механика
05.23.01 - Строительные конструкции Цель работы;
Создание более общего, чем существующие, метода расчета тонкостенных стержней открытого профиля по предельным состояниям, позволяющего изучить влияние геометрической и физической нелинейности, неизбежных эксцентриситетов приложения нагрузок, остаточных напряжений, вызванных сваркой или прокатом. Такой метод позволил изучить действительную работу стержневых элементов металлических конструкций и рассмотреть такие задачи, решение которых известными методами было затруднительно или невозможно.
Разработка алгоритмов и программ для ЭВМ, позволяющих изучить напряженно-деформированное состояние и определить несущую способность экономически эффективных конструкционных элементов рациональной формы, сечений (широкополочные двутавры и тавры с параллельными гранями полок, швеллеры и уголки), изготовленных из сталей повышенной и высокой прочности и алюминиевых сплавов, с учетом их пространственной работы.
Проведение экспериментальных исследований с применением теории научного планирования эксперимента и тензометрирования для изучения напряженно-деформированного состояния стержневых тонкостенных элементов конструкции из алюминиевых сплавов при пространственном деформировании.
4 Разработка на основании экспериментально-теоретических исследований практических рекомендаций по определению предельных нагрузок тонкостенных элементов стержневых металлических конструкций и внедрение полученных результатов в практику проектирования. В диссертационной работе защищаются:
1 Методика составления интегродифференциальных уравнений растяжения-сжатия, изгиба и кручения тонкостенных стержней открытого профиля при упругопластических деформациях, а также граничных условий при решении задач о прочности и устойчивости.
2 Алгоритмы расчета геометрически и физически нелинейных тонкостенных стержневых элементов металлических конструкций по методу "упругих решений", основанные на применении численных методов (последовательных приближений, коллокации, Галеркина) к решению краевых задач.
3 Решения различных задач по определению предельных нагрузок на тонкостенные элементы стержневых конструкций при пространственном деформировании и рекомендации по их проектированию.
4 Результаты экспериментального изучения напряженно-деформированного состояния тонкостенных элементов металлических каркасов (колонн и балок различных гибкостей), работающих в упругой и упругопластической стадиях, подтверждающие корректность предложенных методов расчета. Практическое значение работы:
1 Разработана прикладная теория расчета по деформированной схеме с учетом физической нелинейности материала, позволяющая получить достоверные данные о несущей способности и деформативности тонкостенных стержневых элементов, обеспечить их необходимую прочность, жесткость и устойчивость и дающая возможность принимать рациональные конструктивные решения при проектировании сооружений, предотвратить необоснованный перерасход металла и получить существенную экономию средств.
2 Метод расчета тонкостенных элементов конструкций, материал которых характеризуется различными диаграммами деформирования в пластической области, прост для программирования, позволяет в компактной форме организовать процесс вычислений на ЭВМ, получить устойчивые решения, значительно снизить затраты машинного времени и повысить надежность при проектировании стержневых систем.
3 Составлены программы для ЭВМ, позволяющие определять напряженно-деформированное состояние в упругой и упругопластической стадиях и вычислять для балок и стоек предельные нагрузки, соответствующие: потере несущей способности, развитию предельных фибровых деформаций, достижению предельных (нормированных) величин перемещений и углов закручивания. Эти программы представляют основу для создания САПР и выбора эффективных конструктивных форм профиля.
4 Результаты исследований представлены также в табличной форме, допускающей их непосредственное использование при проектировании сплошностенчатых стержневых элементов металлических каркасов.
5 Теория автора используется для исследования прочности и деформативности элементов конструкций из алюминиевых сплавов аспирантами. Из них четверо - защитили диссертации, один - представляет диссертацию к защите.