МЕСТНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ СЕТЧАТЫХ КУПОЛОВ С ШАРНИРНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ СТЕРЖНЕЙ В УЗЛАХ ПРИ ДЕЙСТВИИ РАСПРЕДЕЛЁННОЙ НАГРУЗКИ
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2025-136-1-16-23Ключевые слова:
сетчатый купол, устойчивость, продольно-поперечный изгиб, жёсткость, критическая нагрузка, узелАннотация
Сетчатые купола в качестве несущих конструкций покрытий зданий применяются с второй половины XIX века, тем не менее совершенствование методов расчёта таких конструкций ведётся и до сих пор. Особую сложность вызывает оценка критических нагрузок, вызывающих их потерю устойчивости, поскольку деформирование сетчатых куполов изначально геометрически нелинейно. В настоящее время существуют два основных метода решения подобных задач: численный и аналитический. Несмотря на широкое развитие численных методов, аналитические методы по-прежнему остаются актуальны из-за своей простоты и однозначности решений. Развитие систем компьютерной математики позволяет уменьшить количество математических упрощений, снижающих точность аналитических методов, увеличить количество наиболее значимых переменных на стадии формализации и построения математических моделей устойчивости сетчатых куполов. Одним из вопросов, не решённым однозначно до настоящего времени, является вопрос местной устойчивости сетчатых куполов, а именно определения критической нагрузки, вызывающей продавливание их узлов к центру кривизны описанной поверхности.
В результате анализа существующих подходов к решению задачи потери устойчивости формы однослойных сетчатых куполов с шарнирными узлами отдано предпочтение разработке методики проверки устойчивости их формы, основанной на аналитических зависимостях изменения внутренних усилий в стержнях, учитывающих геометрически нелинейное деформирование образующих их стержневых многогранников.
В представленной работе рассмотрена задача местной устойчивости стальных сетчатых куполов с шарнирным соединением стержней в узлах при действии внешней нагрузки на стержни, распределённой по треугольному закону. Определены зависимости изменения параметров критической нагрузки, распределённой по длине стержней. Для более точного описания продольно-поперечного изгиба в стержнях применён метод конечных разностей. Сформулировано условие местной устойчивости сетчатых куполов.
Библиографические ссылки
Журавлев, А. А. Пространственные деревянные конструкции / А. А. Журавлев, Г. Б. Вержбовский, Н. Н. Ерёменко. – Ростов н/Д : РГСУ, 2003. – 518 с.
Тур, В. И. Влияние податливости узловых соединений на напряженно-деформированное состояние металлического сетчатого купола / В. И. Тур, А. В. Тур // Фундаментальные исследования. Технические науки. – 2014. – № 6. – С. 1165–1168.
Abedi, K. Progressive collapse of single-layer braced domes / K. Abedi, G. A. R. Parke // International Journal of Space Structures. – 1991. – № 11 (3). – P. 291–306.
Abedi, K. Propagation of local instabilities in braced domes / K. Abedi : doctoral dissertation. – University of Surrey, 1997. – 333 p.
Gioncu, V. Buckling of Reticulated Shells: State-of-theArt / V. Gioncu // International Journal of Space Structures. – 1995. – Vol. 10, Iss. 1. – P. 1–46.
Sumirin, N. Snap-Through Buckling Problem of Spherical Shell Structure / Nuroji Sumirin, Besari Sahari // International Journal of Science and Engineering(IJSE). – 2015. – Vol. 8, Iss. 1. – P. 54–59.
Zabojszcza, P. Stability analysis of the single-layer dome in probabilistic description by the Monte Carlo method / P. Zabojszcza, U. Radoń // Journal of theoretical and applied mechanics. – 2020. – Vol. 58, Iss. 2. – P. 425–436.
Zhravlev, A. Local stability and natural motions of the multi-face dome rod structure / A. A. Zhravlev, D. A. Zhravlev // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. – 2020. – Vol. 19, Iss. 2. – P. 32–40.
Савельев, В. А. Влияние начальных несовершенств и неравномерности загружения на устойчивость сферического купола с жёсткими узлами / В. А. Савельев // Строительная механика и расчёт сооружений. – 1971. – № 5. – С. 32–34.
Савельев, В. А. Теоретические основы проектирования металлических куполов : автореф. дис. … д-ра техн. наук : 05.23.01 / В. А. Савельев. – М., 1995. – 39 с.
Klöppel, K. Zur Berechnung von Netzkuppeln / K. Klöppel, R. Schardt // Der Stahlbau. – 1962. – Vol. 5. – S. 129–136.
Kato, S. Dynamic Elasto-Plastic Buckling Simulation System for Single Layer Reticular Domes with Semi-Rigid Connections under Multiple Loadings / S. Kato, M. Murata // International Journal of Space Structures. – 1997. – Vol.12, Iss. 3–4. – P. 161–172.
Lopez, A. Numerical model and experimental tests on single-layer latticed domes with semi-rigid joints / А. Lopez, I. Puente, M. A. Serna // Computers and Structures. – 2007. – Vol. 85. – P. 360–374.
Журавлев, А. А. К вопросу о местной устойчивости сетчатых куполов с треугольной решеткой / А. А. Журавлев // Изв. вузов. Строительство и архитектура. – 1971. – № 5. – С. 77–80.
Журавлев, А. А. Устойчивость стержневых систем в форме выпуклых конфигураций на плоскости и в пространстве / А. А. Журавлев // Известия РГАС. – 1996. – № 1. – С. 42–48.
Глушко, К. К. Влияние начальных несовершенств формы на местную устойчивость сетчатого купола при действии осесимметричной узловой нагрузки / К. К. Глушко // Актуальные проблемы исследования материалов, конструкций, технологий и организации строительства в трансграничном аспекте : сборник статей II Международной научной конференции, Брест, 18–20 октября 2017 г. / Брест. гос. техн. ун-т ; редкол.: С. М. Семенюк [и др.]. – Брест : БрГТУ, 2017. – С. 32–36.
Глушко, К. К. Исследование устойчивости формы стержневых многогранников сетчатых куполов / К. К. Глушко // Теория и практика исследований и проектирования в строительстве с применением систем автоматизированного проектирования (САПР) : сб. ст. II Междунар. науч.-техн. конф., Брест, 29–30 марта 2018 г. / Брест. гос. техн. ун-т ; редкол.: С. М. Семенюк [и др.]. – Брест : БрГТУ, 2018. – С. 24–33.
Глушко, К. К. Потеря местной устойчивости формы сетчатых куполов с жёсткими узлами / К. К. Глушко // Теория и практика исследований и проектирования в строительстве с применением систем автоматизированного проектирования (САПР) : сб. ст. II Междунар. науч.-техн. конф., Брест, 29–30 марта 2018 г. / Брест. гос. техн. ун-т ; редкол.: С. М. Семенюк [и др.]. – Брест : БрГТУ, 2018. – С. 33–42.
Калиткин, Н. Н. Об экстраполяции на сгущающихся сетках / Н. Н. Калиткин // Математическое моделирование. – 1994. – № 1(6). – С. 86–98.
Драган, В. И. Определение продольных сил в стержнях и критических нагрузок, вызывающих местную потерю устойчивости сетчатого купола / В. И. Драган, К. К. Глушко // Теория и практика исследований и проектирования в строительстве с применением систем автоматизированного проектирования (САПР) : сб. ст. Междунар. науч.-техн. конф., Брест, 30–31 марта 2017 г. / Брест. гос. техн. ун-т ; редкол.: С. М. Семенюк [и др.]. – Брест : БрГТУ, 2017. – С. 39–46.
Глушко, К. К. Местная устойчивость стальных сетчатых куполов с шарнирным соединением стержней в узлах / К. К. Глушко, К. А. Глушко // Вестн. Брест. гос. техн. ун-та. Строительство и архитектура. – 2020. – № 1. – С. 36–42.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Авторы предоставляют материалы на условиях лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. Пользователи не вправе препятствовать другим лицам выполнять действия, разрешенные лицензией.
