Диссертация (Напряженно-деформированное состояние строительных конструкций из технических тканей с покрытием с учетом модуля сдвига материала), страница 3

Основные результаты, полученные в ходе диссертационной работы,докладывались, обсуждались и получили одобрение на международных, всероссийских имежвузовских конференциях и семинарах:1. XIX Международная межвузовская научно-практическая конференция студентов,магистрантов, аспирантов и молодых учёных «Строительство – формирование средыжизнедеятельности», Москва, 27-29 апреля, 2016;2. II Российская научно-практическая конференция "Инженерные технологии MSCSoftware для высших учебных заведений", Москва, 14 апреля, 2016;3. Молодежный международный научно-практический семинар молодых ученых истудентов «Современные исследования в области прикладных инженерных наук», Москва, 6-8декабря, 2016;4. II Международная научно-практическая конференция "Инженерные технологии MSCSoftware для высших учебных заведений", Москва, 19 апреля, 2017;5.

XX Международная межвузовская научно-практическая конференция студентов,магистрантов, аспирантов и молодых учёных «Строительство – формирование средыжизнедеятельности», Москва, 26-28 апреля, 2017;6. Международная конференция Structural Membranes 2017 VIII International Conference onTextile Composites and Inflatable Structures, Munich, Germany, 9-11 October, 2017.В полном объеме работа была заслушана и одобрена на заседании НТС НИУ МГСУ(выписка из протокола №6 от 28.05.2018 г.).Внедрение результатов исследований. Результаты работы применены в проектной ипрактической деятельности организации ООО ПСБ «ВЕРТЕКО» при проектировании тентовогонавеса в форме гиперболического параболоида размерами 15х15 м в плане для площадкиотдыха в пионерском лагере Артек, Крым.Соответствиедиссертациипаспортунаучнойспециальности.Результатыдиссертационной работы соответствуют 3 пункту паспорта научной специальности 05.23.01«Строительные конструкции, здания и сооружения»:123.

Создание и развитие эффективных методов расчета и экспериментальныхисследованийвновьвозводимых,восстанавливаемыхиусиливаемыхстроительныхконструкций наиболее полно учитывающих специфику воздействий на них, свойстваматериалов, специфику конструктивных решений и другие особенности.Личный вклад автора заключается в постановке задачи, разработке методикпостановки и проведения экспериментальных и численных исследований; оценке ихрезультатов; разработке расчетно-экспериментальной методики по определению значениямодуля сдвига в технических тканях с покрытием.Публикации. Основные положения диссертационой работы опубликованы в 13 печатныхработах, из них 5 публикаций в российских рецензируемых научных журналах согласноперечню ВАК и 3 публикации в изданиях, индексируемых международной реферативной базойцитирования SCOPUS.Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав,заключения, списка литературы и 4 приложений. Работа изложена на 246 страницахмашинописного текста, включающего 15 таблиц, 147 рисунков и фотографий, списоклитературы из 270 наименований, в том числе 166 иностранных.13ГЛАВА 1. ИСХОДНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ЦЕЛЬ ИЗАДАЧИ1.1.Строительные конструкции из технических тканей с покрытиемВ последние годы строительные конструкции и сооружения из технических тканей спокрытием обрели большое распространение среди проектов известных инженеров иархитекторов во всем мире. Создаются инновационные, уникальные, большепролетные иархитектурно-выразительные здания и сооружения.Увеличение отечественных и зарубежных научных исследований, многочисленных работ,посвященных истории развития и современному состоянию, и новых разработок в областиизготовления технических тканей с покрытием показывает востребованность данныхконструкций. Создание новых, расширение и совершенствование существующих нормативныхдокументов по проектированию строительных конструкций из технических тканей спокрытием, а также рост количества подобных сооружений по всему миру является ярким томусвидетельством.Строительные конструкции, содержащие в своем составе технические ткани с покрытием,в отечественной практике часто называют мягкими оболочечными конструкциями, а в западнойпрактике - мембранными конструкциями.

Материал имеет малую изгибную жесткость испособен сопротивляться лишь растягивающим нагрузкам. При этом сечение материалаиспользуется наиболее эффективно.«Предварительное напряжение в строительных конструкциях из технических тканей спокрытием — непременное условие возможности их функционирования. Оно можетсоздаваться механическим, гидравлическим или аэростатическим (пневматическим) способом»[18].Первый «бум» строительных конструкций из технических тканей с покрытием пришелсяна начало 70х годов прошлого века. Всемирная выставка в Японии (г.

Осаке) ЭКСПО-70вызвала огромный интерес у инженеров и архитекторов всего мира к подобным сооружениям(рисунок 1.1).14Рисунок 1.1. Всемирная выставка ЭКСПО-70 в ЯпонииБыло представлено множество конструкций и зданий, впечатляющих своими формами иразмерами в плане. Например, павильон США с размерами в плане 136 х 78 м, представленныйна рисунке 1.2.Рисунок 1.2. Павильон США на ЭКСПО-70За рубежом построено большое количество различных строительных конструкций изтехнической ткани с покрытием в период с конца 60х годов по настоящее время.

Некоторыепримеры в хронологической последовательности в период с 1970 по 2000 года представлены на15рисунке 1.3. В отечественной практике в этот период было построено значительно меньшеподобных сооружений.а)в)д)б)г)е)Рисунок 1.3. Примеры строительных конструкций из технических тканей с покрытием зарубежом до 2000 года (рисунки взяты из [163]: а) Немецкий павильон ЭКСПО-67, Монреаль,Канада, 1967; б) Студенческий центр в университете «La Verne», Калифорния, США, 1973; в)Терминал аэропорта «Король Абдул-Азиз», Джидда, Саудовская Аравия, 1981; г)Международный стадион имени Короля Фахда, Саудовская Аравия, 1985 д) Павильон «PierSix» Балтимор, США, 1992 е) Международный аэропорт в Денвере, США, 199316После 2000-х годов вновь заметно увеличение числа строительства конструкций изтехнических тканей с покрытием во всем мире, в том числе и в РФ.

Многочисленные примерыуникальных и архитектурно выразительных сооружений тому яркое подтверждение (рисунок1.4).а)б)Рисунок 1.4. Современные примеры строительных конструкций из технических тканей спокрытием: а) Стадион «Азиады», Пусан, Южная Корея, 2002; б) Воздухоопорноесооружение спортивно-развлекательный комплекс «Олимпия», Иваново, Россия, 2006(размеры в плане без опор: 110 х 70 м)В статье [27] приведен обзор о текущей ситуации в области проектирования, примененияи классификации пневматических конструкций и сооружений, выполненных из техническихтканей с покрытием, а также из материала ЭТФЭ (сополимер этилена и тетрафторэтилена).Приведены многочисленные современные примеры подобных сооружений в России и за17рубежом.

Обращено внимание на вновь возросший интерес к использованию их в качествепокрытий большепролетных сооружений.Статья [43] посвящена истории развития и современному состоянию тентовойархитектуры, дана общая информация по материалам, представлены основные отечественные изарубежные производители. Отмечено, что тентовая архитектура сочетает в себя множестводостоинств, которые могут решить проблемы поиска форм и современных тенденций вархитектуре.Важным достоинством строительных конструкций и сооружений из технических тканей спокрытием является их широкая область применения в самых разных отраслях человеческойдеятельности. В следующем разделе диссертационной работы будут представлены основныеобласти применения подобных строительных конструкций и сооружений.1.1.1. Основные виды и области применения строительных конструкций из техническихтканей с покрытиемОт тканевых плотин (рисунок 1.5) до пневмодомкратов, от резервуаров до аварийноспасательных средств, от покрытий большепролетных сооружений до воздухоопорныхконструкций (рисунок 1.6), от пневмоопалубок до аквапарков, от аэростатов и дирижаблей донадувных конструкций мебели и рекламы и т.п.

– все это многочисленные области, гдеприменяются строительные конструкции и сооружения из технических тканей с покрытием.Рисунок 1.6. Воздухоопорное сооружение«The Verde Dickey Dome», СШАСтроительные конструкции из технических тканей с покрытием применяются не толькоРисунок 1.5 Тканевая плотинадля общественных и складских зданий и сооружений (рисунок 1.7), но также и для конструкцийс различным назначением - тканевые резервуары и плотины, мосты небольшого пролета(рисунок 1.9), опалубка для бетонирования конструкций, геотекстильные материалы для18армирования грунта и асфальтобетонных покрытий, аттракционы на воде и многих других.Подобные конструкции применяются и для различных военных целей, например, в виде куполадля обтекателя радиолокационной антенны (рисунок 1.8).Рисунок 1.7. Спортивный стадион «Tokyodome», Токио, Япония, 1988Рисунок 1.8.

Первый воздухоопорныйобтекатель радиолокационной антенны,США, 1948Рисунок 1.9. Мост системы «Tensairity» пролетом 52 м., Ланслевиллар, Франция, 2005Универсальность и рядпреимуществ технических тканейспокрытиемпередтрадиционными материалами демонстрируют приведенные примеры подобных конструкций исооружений в самых разных областях строительства.191.1.2. Основные достоинства и недостатки строительных конструкций из техническихтканей с покрытиемОсновные требования, предъявляемые к техническим тканям с покрытием, работающим всоставе строительных конструкций, следующие: прочность, влаго- и воздухонепроницаемость,долговечность.

Помимо этих требований есть ряд других: прочность при раздире, стойкостьпротив воздействий среды (солнечной радиации, увлажнения и др.), против механическихповреждений (истирание, проколы), негорючесть (самозатухание), светопроницаемость идругие [17].В России, как и во многих других странах, интерес к таким конструкциям растет не тольков связи с их низкой стоимостью сооружения на 1 м2 перекрываемой площади по сравнению созданиями из традиционных материалов, но и с неоспоримыми преимуществами и большимколичеством достоинств подобных конструкций.Уникальностьстроительныхконструкцийизтехническихтканейспокрытиемзаключается:- в архитектурной выразительности и разнообразии новых форм сооружений;- в достаточной простоте производства и относительно небольшой стоимости;- в малой массе материала и низкой материалоемкости;- в удобстве и быстроте монтажа и демонтажа;- в многократной оборачиваемости конструкций и сооружений из технических тканей спокрытием (например, воздухоопорные сооружения), а также самого материала, т.е.

ввозможности сезонного и многократного использования одной и той же конструкции илиодного и того же материала;- в возможности полной заводской готовности, например, воздухоопорные сооруженияили тканевые плотины поступают на место установки полностью укомплектованными кмонтажу и не требует почти никаких строительных работ (кроме устройства фундамента ипостановки анкеров);- в высокой стойкости к сейсмическим воздействиям;- в простом проектировании и монтаже фундаментов, а также в возможности возведениясооружений на слабых грунтах из-за небольшой массы конструкций и сооружений изтехнических тканей с покрытием;- в малом объеме материала в транспортном состоянии и возможности доставки любымвидом транспорта на любые расстояния.20Более подробно с основными достоинствами строительных конструкций из техническихтканей с покрытием можно ознакомиться в работах [10, 17, 18, 29, 193].Наданныймоментограниченностьприменениястроительныхконструкцийизтехнических тканей с покрытием на территории РФ связана:- с меньшим сроком службы подобных конструкций по сравнению с сооружениями изтрадиционных материалов;- с неполной и частично устаревшей отечественной нормативной базой (по производству,испытаниям, проектированию и расчету, технологиям транспортировки, монтажа и демонтажа,ремонта и эксплуатации), которая не позволяет вести комплексное и рациональноепроектирование подобных объектов;- с отсутствием достаточного опыта в проектировании, возведении и эксплуатацииподобных сооружений по сравнению с зарубежным опытом;- с отсутствием конкурентоспособного производства технических тканей с покрытием,отвечающих современным требованиям и стандартам.Строительные конструкции из технических тканей с покрытием, как и любой другойпродукт высокотехнологичной культуры, требуют высокого уровня эксплуатации.