LOCAL STABILITY OF MESH DOMES WITH HINGED CONNECTION OF RODS IN NODES UNDER DISTRIBUTED LOAD ACTIONS
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2025-136-1-16-23Keywords:
mesh dome, stability, longitudinal-transverse bending, stiffness, critical load, knotAbstract
Mesh domes as load-bearing structures of building coverings have been used since the second half of the 19th century; nevertheless, the methods of calculation of such structures are still being improved. The evaluation of critical loads causing their loss of stability is particularly difficult, since the deformation of mesh domes is initially geometrically nonlinear. Currently, there are two main methods for solving such problems: numerical and analytical. Despite the wide development of numerical methods, analytical methods are still relevant because of their simplicity and unambiguity of solutions. The development of computer mathematics systems allows to reduce the number of mathematical simplifications that reduce the accuracy of analytical methods, to increase the number of the most important variables at the stage of formalization and construction of mathematical models of stability of mesh domes. One of the issues that has not been solved unambiguously up to the present time is the issue of local stability of mesh domes, namely, the determination of the critical load that causes their nodes to push through to the center of curvature of the described surface.
As a result of the analysis of existing approaches to solving the problem of loss of stability of the shape of single-layer mesh domes with hinged nodes, preference was given to the development of a technique for checking the stability of their shape based on analytical dependences of changes in the internal forces in the rods, taking into account geometrically nonlinear deformation of the rod polyhedrons forming them.
In the presented work the problem of local stability of steel mesh domes with hinged connection of rods in nodes under the action of external load on the rods distributed according to the triangular law is considered. The dependences of changes in the parameters of the critical load distributed along the length of the rods have been determined. For a more accurate description of longitudinal-transverse bending in the rods, the finite difference method is applied. The condition of local stability of mesh domes is formulated.
References
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.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
The work is provided under the terms of Creative Commons public license Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0). This license allows an unlimited number of persons to reproduce and share the Licensed Material in all media and formats. Any use of the Licensed Material shall contain an identification of its Creator(s) and must be for non-commercial purposes only. Users may not prevent other individuals from taking any actions allowed by the license.
