10694

51

определения периметра для сооружений с различной формой плана (в данном случае круглой, овальной, квадратной и прямоугольной), значения полуосей и половины пролетов в двух направлениях по осям симметрии, выраженные через площади приращения длины стен и отношение их приращения к площади круга для различной формы планов.

Таблица 2.

Расчетные данные для определения периметра для сооружений с различной формой плана

На графике (рис. 1) приведено сравнение относительной протяженности наружных стен и составлены кривые роста периметра стен сооружений при рассмотренных формах для различных отношений полуосей. Протяженность стен на криволинейном плане – круглом или овальном (при наиболее эффективном отношении полуосей) на 10-12% меньше, чем при прямоугольном плане сооружений.

Рис. 1. Рост периметра стен сооружений при различных формах плана в сравнении с круглым: 1 – сооружения с прямоугольным планом; 2 – сооружения с круглым планом

Следовательно, здания с криволинейным планом по расходу материалов и стоимости наружных ограждений окажутся более экономичными, чем обычные прямоугольные здания.

52

Литература 1. Анищенко, А.М. Архитектура сооружений с висячими

покрытиями/ А.М. Анищенко. – К.: Изд-во «Будiвельник», 1970. – 128 с.

УДК 624.014

М.В. Носов

Особенности создания расчетной модели арочного свода из П-образных холодногнутых профилей в ПП SolidWorks и ее

напряженно-деформированное состояние

Холодногнутые профили, выполняющие несущие и ограждающие функции бескаркасного покрытия, изготовляют из рулонной оцинкованной стали толщиной 0,8-1,2мм непосредственно на строительной площадке, используя два передвижных профилегибочных агрегата. Один из них формирует прямолинейный профиль корытообразного сечения высотой 300 мм и шириной полок 110 мм, другой – вальцует этот профиль по заданному радиусу (не менее 3 м) с образованием волнистых поперечных гофров на стенке и полках. Пролет зданий данной конструкции варьируется от 6 м до 15 м.

Прочность, надежность и эффективность во многом определяются тем, насколько точно в расчете учтены особенности работы, связанные с тонкостенностью профилей, волнистостью поверхности их граней и повышенной деформативностью арочного покрытия (особенно при несимметричной нагрузке). Поэтому для точной оценки несущей способности арочного свода необходимо создать расчетную модель с учетом всех геометрических особенностей данной конструкции (гофр в полках и стенке).

Этапы создания расчетной модели на примере пролета 6 м

1.Создание П-образной арки без гофр (рис.1).

2.Создание эскиза для вырезов в стенке и полках (рис. 2).

3.Создание эскизов для соединения между собой посредством функции «по сечениям» – это будущие гофры (рис.3, 4).

4.В режиме сборки соединяем детали для окончательного получения гофры (рис.5)

5.Заполнение вырезов готовыми гофрами (рис. 6).

55

Вторая комбинация снег 2+собственный вес более опасная, максимальные напряжения превысили предел текучести, наибольшие напряжения наблюдаются в верхнем поясе полок и в месте сопряжения стенки с полками, следовательно необходим нелинейный анализ при данном варианте загружения.

56

Производим нелинейный расчет: материал конструкции – оцинкованная сталь в соответствии с [1] марка 40, предел текучести 282 МПа, закрепление в опорной зоне – жесткое.

Выводы:

1.НДС поперечного сечения арки в линейном расчете характеризуется концентрацией высоких напряжений на границе стенкаполка (т. е. под поясом в стенке и в самой полке по всей ширине).

2.В нелинейном расчете напряжения в опасных зонах перераспределяются на всю величину поперечного сечения. Концентрации напряжений уменьшаются на границе стенка-полка, в поясе – аналогично.

3.Несущая способность арки исчерпывается при напряжениях в опасном сечении в зоне на расстоянии 1/3 пролета выше ζт (ζр> ζт на 10%).

Литература

1.Айрумян, Э.Л. ТУ 5283-147-02494680-2004 «Конструкции покрытия бескаркасных арочных зданий из стальных гнутых профилей» / Э.Л. Айрумян. – 2005. – 10 с.

2.Алямовский, А.А. «SolidWorks 2007-2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике» / А.А.Алямовский, А.А.Собачкин, Е.В. Одинцов. – СПб.: БХВ Петербург, 2008. – 1040 с.

57

УДК 624.011.1:624.074

С.Е. Петров

Анализ результатов численного исследования закономерностей массы ребристых куполов

При исследовании закономерностей массы ребристых куполов, величины пролетов изменялись в пределах 18 – 48 м, т.е. рассматривались наиболее часто применяемые величины пролетов для ребристых купольных систем из древесины. Для каждого значения величины пролета стрела подъема варьировалась в пределах от 1/4 до 1/6 пролета, что соответствует всему диапазону принимаемых высот куполов в практике их строительства.

Под геометрическими параметрами в данном вопросе понимается количество ребер по радиусу (m), количество ребер по высоте (n), значение стрелы подъема купольной конструкции (f) и диаметра (d). При изменении какой-либо одной из вышеприведенных характеристик, другие остаются постоянными. Нагрузка от собственного веса покрытия и ветровая также берутся неизменными. В качестве покрытия за конструкционную основу принята конструкция плиты типовой с фанерными обшивками со средним значением их собственного веса qсв=50 кг/м2. Значение снеговой нагрузки берется для III, IV и V снеговых районов.

Для получения усилий в элементах ребристого купола используется программный комплекс SCAD Office, в котором решается упругая задача стержневой конструкции по пространственной схеме.

Для каждой купольной системы по найденным усилиям вычислялись поперечные сечения несущих элементов, на основе которых определялись значения показателей массы для всего диапазона рассматриваемых параметров.

Полученные данные были проанализированы с целью выявления закономерности массы ребристого купола при изменении исследуемых параметров. Отдельные результаты представлены в графической форме на рис. 1 – 3, на которых показан характер изменения показателя массы ребристого купола от степени пологости, количества меридиональных ребер и величины снеговой нагрузки.

58

Рис. 1. Зависимость массы ребристого купола от степени пологости при n=5, m=12, S=180 кг/м2, gс.в=50 кг/м2

Рис. 2. Влияние количества меридиональных ребер (m) на величину показателя массы ребристого купола при n=5, f/D=1/4, S=180 кг/м2, gс.в=50 кг/м2

59

Рис. 3. Изменение показателя массы ребристого купола от величины снеговой нагрузки при n=5, m=12, f/D=1/4, gс.в=50 кг/м2

На основе анализа результатов численного исследования установлены общие закономерности влияния показателя массы на несущие элементы ребристых куполов для использования на ранних стадиях проектирования без предварительного расчета системы.

Вып. 3. ГОССТРОЙ СССР ЦНИИ строительных конструкций.

60

УДК 691.32

М. В. Пешехонов

Исследование пластификации растворных смесей и прочности строительных растворов c минеральными добавками

Высокотехнологичные бетоны (НРС), в том числе высокопрочные бетоны (ВПБ), являются в настоящее время весьма востребованным материалом. Одним из основных условий их получения является тщательный подбор гранулометрического состава как заполнителей, так и мелкодисперсных компонентов − наполнителей или активных минеральных добавок.

В рамках работы над магистерской диссертацией, посвящѐнной ВПБ, на кафедре строительных материалов исследовалась пластификация цементных растворных смесей с различными наполнителями и активными минеральными добавками – суперпластификаторами «С-3М» производства ЗАО «Владимирский ЖБК» и «2Мурапласт ФК-69» компании «MCBauchemie Russia», а также прочность строительных растворов с этими добавками.

Кроме вышеуказанных добавок применялись портландцемент ЦЕМ I 42,5 Б ОАО «Мордовцемент», речной песок с Мк = 2,47, минеральные добавки: зола (З), молотый песок (МП), мел, доломитовая мука и микрокремнезѐм в виде 50%-ной водной суспензии производства компании «MC-Bauchemie Russia».

Во всех замесах соотношение по массе между цементом и песком было 1 : 3, а расплыв стандартного конуса по ГОСТ 310.4-84 после 30 встряхиваний – 130 – 150 мм.

Расходы минеральных добавок варьировались от 0 до 20 % от массы цемента, при этом добавки вводились взамен части песка.

Расход суперпластификаторов составлял 0,5 % от массы цемента.

Из каждого замеса изготавливались образцы балочки 4 × 4 × 16 см, которые испытывались на прочность через 28 сут твердения в нормальных условиях.

Результаты опытов приведены на рис. 1 - 6 и в таблице 1.

Опыты показали, что влияние микрокремнезѐма как на водопотребность смесей, так и на прочность растворов, существенно отличается от прочих исследованных минеральных добавок. Несмотря на значительно бόльшую удельную поверхность, он снижает водопотребность смеси на 28 – 35 %, в то время, как прочие минеральные добавки либо изменяли еѐ в пределах ± 4 %, либо повышали до 14 % (зола).

Замена песка на минеральную добавку может приводить как к повышению, так и к снижению прочности строительных растворов. Максимальное увеличение прочности – до 21 % получено в составах с микрокремнезѐмом (без химических добавок и с «Мурапласт ФК-69»).