Автореферат (792743)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиМокин Николай АндреевичЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ДЕФОРМИРОВАНИЯВОЗДУХООПОРНЫХ ОБОЛОЧЕК ПРИ СТАТИЧЕСКИХ ИДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ05.23.17 – Строительная механикаАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2019Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетномобразовательномучреждениивысшегообразования«НациональныйИсследовательский Московский Государственный Строительный Университет».Научный руководитель:доктор технических наук, профессор,Мондрус Владимир ЛьвовичОфициальныеоппоненты:Ким Алексей Юрьевичдоктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВО«Саратовский государственный техническийуниверситет имени Гагарина Ю.А.»,профессор кафедры «Теория сооружений истроительных конструкций»Жаворонок Сергей Игоревичкандидат физико-математических наук, доцент,ФГБУН «Институт прикладной механики РоссийскойАкадемии наук», старший научный сотрудникВедущая организация:Федеральное государственное автономноеобразовательное учреждение высшего образования«Российский университет дружбы народов»Защита состоится «10» апреля 2019 г.

в 16:00 на заседании диссертационногосовета Д 218.005.05, созданного на базе Федерального государственногобюджетного образовательного учреждения высшего образования «Российскийуниверситет транспорта (МИИТ)», по адресу: 127994, г. Москва, ул. Образцова, д.9, стр.

9 (7 корпус МИИТ, Минаевский пер., д. 2, ауд. 7618)С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте «Российскийуниверситет транспорта (МИИТ)» www.miit.ru.Автореферат разослан «6» марта 2019 г.Ученый секретарьдиссертационного советаШавыкина Марина Витальевна3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы.В последнее время всё чаще возводятся здания различного назначения,которые можно отнести к текстильной архитектуре, отдельной разновидностьюкоторой и являются воздухоопорные сооружения. Возведение подобных оболочек,поддерживаемых за счет избыточного давления воздуха в подоболочечномпространстве, над теннисными кортами, футбольными полями, баскетбольными иволейбольными площадками, а также легкоатлетическими манежами позволяетиспользовать их не только в кратковременный летний период, но и в переходныеосенне-весенние периоды, а зачастую и зимой.

Во многих местах срок службыоболочек данного типа уже превышает 10 лет, а современные материалы позволяютпродлить его еще больше (до 30 лет), что становится дополнительным стимулом краспространению воздухоопорных оболочек и текстильной архитектуры в целом.Однако, имеется и печальный опыт разрушения воздухоопорных оболочек врезультате различных причин. Корректное прогнозирование поведения оболочкипод действием расчетных нагрузок поможет выработать правильную стратегию ихэксплуатации с целью предотвращения повреждения оболочки и нанесения вредаздоровью людей.Кроме того, в настоящий момент перемещения оболочек подобного типа ненормируются.Желаниеэксплуатирующихиспользованияподоболочечногоорганизацийпространства(атакжеболееполногоотсутствиеилинесвоевременное срабатывание систем аварийного повышения давления иустановка специальных противопожарных ограждений) зачастую приводит кразрушению (раздиру) оболочки от столкновения с расположенными вблизи неежесткими предметами при больших перемещениях от ветровых порывов.При действии расчетных нагрузок на воздухоопорные сооружения происходитсложное взаимодействие конструкции с окружающей средой, которое приводиткак к изменению формы оболочки, так и к одновременному изменению самойдействующей нагрузки по величине и направлению.

А поскольку конструкции изтканей и тросов обладают намного большей податливостью, чем сооружения из4традиционныхматериалов,тодлякорректногоанализанапряженно-деформированного состояния (НДС) воздухоопорных оболочек необходимаразработка методики расчета оболочки с учетом ее аэроупругого поведения поддействием ветровой нагрузки.Таким образом, расчёт воздухоопорных сооружений имеет достаточнобольшую значимость, и методика решения связанных задач требует особойпроработки.Степень разработанности темы исследования.Рассмотренынаучныеработы,посвященныевопросамрасчетаипроектирования воздухоопорных сооружений, таких отечественных ученых как:С.А.

Алексеев, Д.А. Бейлин, А.А. Гогешвили, Б.И. Друзь, И.Б. Друзь, В.Э. Магула,В.В. Ермолов, А.Ю. Ким, П.И. Кононенко, С.Н. Кривошапко, В.В. Михайлов, В.П.Поляков, А.М. Смирнов, В.И. Усюкин, В.А. Хованец, А.В. Чесноков, В.П. Шпакови др. Среди зарубежной научной литературы исследуемым вопросам посвященыпубликации следующих авторов: P. Becarelli, K.-U.

Bletzinger, M. Breuer, B.N.Bridgens, E. Haug, C.G. Huntington, K. Ishii, A. Jrusjrungkiat, M. Kassem, S.Kawamura, R.J. Kind, A.M. Kupzok, J. Llorens, T. Matsumoto, M. Mollaert, B.G.Newman, J.T. Oden, E. Onate, F. Otto, S. Reese, N.K. Shrivastava, R. Trostel, J.N. Woodи др. В рамках диссертационного исследования также проведен анализотечественной и зарубежной нормативной литературы, посвященной расчетувоздухоопорных и тентовых сооружений, определению нагрузок и воздействий наних.Цель диссертационной работы.Анализнапряженно-деформированногосостояниявоздухоопорныхсооружений и нагрузок, действующих на них, на основе расчетов, проводимых сучетом ортотропии свойств материала оболочки, взаимовлияния деформированияоболочки и действующих нагрузок.Для достижения указанной цели решались следующие задачи:1) Анализ нормативных документов и научно-технической литературы порасчету и проектированию воздухоопорных оболочек.52) Изучение способов моделирования ветровых нагрузок на здания исооружения.3) Изучение математических моделей материала мембранных конструкций исплошной среды с целью выбора оптимальных моделей как с точки зренияадекватности описания изучаемых явлений, так и с точки зрения устойчивости искорости вычислительного процесса.4) Разработка методики расчета воздухоопорных оболочек в двустороннесвязанной постановке на действие воздушного потока с использованиемсовременных высокопроизводительных программных средств.5) Верификация разработанной методики путём решения тестовых (имеющихальтернативное решение) двусторонне связанных задач деформирования упругихконструкций, взаимодействующих с окружающей средой.6) Расчетвоздухоопорныхоболочекразличнойформынадействиевнутреннего давления и ветровой нагрузки с использованием разработаннойметодики,сопоставлениерезультатовсрезультатамитеоретическихиэкспериментальных исследований других авторов.Научная новизна работы.1) Построена корректная математическая модель воздухоопорной оболочки сучетом ортотропии и геометрической нелинейности.2) Разработана методика расчета воздухоопорных оболочек в геометрическинелинейной постановке с использованием метода конечных элементов и методаконечных объемов на действие ветрового воздействия.3) Решены задачи деформирования ортотропных воздухоопорных оболочекразличной формы под действием внутреннего давления и ветровой нагрузки вдвусторонне связанной постановке с использованием разработанной методики.4) Исследовано влияние величины внутреннего давления на частоты и формысобственных колебаний воздухоопорных оболочек на прямоугольном плане спомощью метода конечных элементов.6Теоретическая значимость результатов работы.Разработаннаяметодикаможетбытьиспользовананетолькодлявоздухоопорных сооружений строительного назначения, но и для пневматическихконструкций в других отраслях.Практическая значимость работы.Расчеты сооружений по разработанной методике позволяют подобратьрациональные параметры эксплуатации воздухоопорных сооружений различнойформы во время опасных погодных явлений (ураганов и пр.), а также повыситьбезопасность подобных конструкций.

Разработанные рекомендации позволяютоценить прогибы и перемещения воздухоопорных оболочек на прямоугольномплане без проведения трудоемкого и дорогостоящего моделирования двустороннесвязанного поведения оболочки путем обоснованного в данной работе уточнениянормативного распределения ветровой нагрузки по поверхности оболочки.Представленные в диссертационном исследовании результаты могут бытьиспользованы, как проектировщиками воздухоопорных сооружений, так иорганизациями, осуществляющими их эксплуатацию.Методология и методы исследования. системный анализ; методы математической статистики; сравнение; математическое моделирование; вычислительный эксперимент; численныеметодыстроительноймеханикиивычислительнойгидродинамики (метод конечных элементов, метод конечных объемов).Положения, выносимые на защиту.В соответствии с пунктами паспорта специальности:(1.

Общие принципы расчета сооружений и их элементов, 4. Численныеметоды расчета сооружений и их элементов)71) Разработанная методика численного расчета воздухоопорных оболочек вдвусторонне связанной постановке на действие воздушного потока на основеметода конечных элементов и метода контрольных объемов.2) Результаты численного анализа НДС ортотропных воздухоопорныхоболочек различной формы под действием внутреннего давления и ветровойнагрузки в связанной двусторонней постановке.(8. Исследование нагрузок на сооружения)3) Способ получения уточненной оценки перемещений оболочки на основенесвязанных расчетов.Достоверность полученных результатов.Достоверностьполученныхрезультатовиобоснованностьнаучныхположений, выводов и рекомендаций обеспечивается:˗ корректностью постановки задач в рамках теоретических предпосылокстроительноймеханики,механикидеформируемоготвёрдоготела,вычислительной гидродинамики;˗ построением корректных математических моделей;˗ применением апробированных численных методов и использованиемверифицированных программных комплексов;˗ сопоставлением результатов численного решения задач с результатамиэкспериментальных и теоретических исследований других авторов.Апробация работы.Основные результаты работы докладывались на следующих научнотехнических конференциях и семинарах:˗ XIX Международная межвузовская научно-практическая конференциястудентов, магистрантов, аспирантов и молодых учёных «Строительство –формированиесредыжизнедеятельности»,ФГБОУВО«Национальныйисследовательский Московский государственный строительный университет»,Москва, 2016 г.˗ Молодежный международный научно-практический семинар молодыхученых и студентов «Современные исследования в области прикладных8инженерных наук», Федеральное государственное автономное образовательноеучреждение высшего образования «Российский университет дружбы народов»,Москва, 2016 г.˗ VI Международная научная конференция «Задачи и методы компьютерногомоделирования конструкций и сооружений» («Золотовские чтения»), Федеральноегосударственное бюджетное учреждение «Российская академия архитектуры истроительных наук», Москва, 2017 г.˗ XX Международная межвузовская научно-практическая конференциястудентов, магистрантов, аспирантов и молодых учёных «Строительство –формированиесредыжизнедеятельности»,ФГБОУВО«Национальныйисследовательский Московский государственный строительный университет»,Москва, 2017 г.˗ Международная научно-практическая конференция, посвященная 90-летиюсо дня рождения профессора Н.Н.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации