Введение
1. Состояние вопроса по конструированию и применению цилиндрических сетчатых сводов. цели и задачи исследований 11
1.1. Краткий анализ пространственных сетчатых конструкций. История и опыт применения 11
1.2. Область применения и преимущества цилиндрических сетчатых сводов 13
1.3. Схемы и структуры образования цилиндрических сетчатых сводов 16
1.4. Краткий анализ работ и исследований по конструкциям и расчету пространственных стержневых систем 21
1.5. Выводы по главе 1 и постановка задачи исследований 26
2. Геометрический и статический методы расчета цилиндрических сетчатых сводов, конструкции узлов, покрытий и связей 28
2.1. Общий алгоритм пространственного расчета цилиндрических сетчатых сводов и проверка устойчивости 28
2.2. Геометрический расчет сетчатого свода 30
2.3. Анализ существующих методов статического расчета и проверка устойчивости цилиндрического сетчатого свода 38
2.3.1. Выбор упрощенной расчетной схемы свода и определение расчетных нагрузок 38
2.3.2. Статический расчет упрощенной расчетной схемы цилиндрического сетчатого свода в виде двухшарнирной арки 40
2.3.3. Подбор сечений элементов и проверка устойчивости упрощенной расчетной схемы свода 44
2.4. Анализ конструкции кровельного ограждения, связей и узлов цилиндрических сетчатых сводов 47
2.4.1. Краткие сведения о кровельных ограждениях, от которых зависит составляющая постоянной нагрузка qKp 47
2.4.2. Краткие анализ конструкций торцевых диафрагм и продольных связей жесткости 49
2.4.3. Краткие анализ узловых соединений 50
2.5. Пример расчета цилиндрического сетчатого свода для покрытия детского спортивного зала 53
2.6. Выводы по второй главе 58
3. Общий алгоритм расчета цилиндрического сетчатого свода на статическую нагрузку и проверки устойчивости с использованием МКЭ 59
3.1. Основные положения и допущения 59
3.2. Общая формулировка основных уравнений метода конечных элементов 61
3.3. Построение матрицы жесткости пространственного конечного элемента 63
3.4. Формирование глобальной матрицы жесткости и оценка устойчивости равновесия системы на каждом шаге загружения 72
3.5. Подготовка исходной информации для расчета цилиндрического сетчатого свода и результаты статического расчета экспериментального фрагмента свода 76
3.6. Краткая характеристика вычислительного комплекса «ЛИРА» и использование его для статического расчета и проверки устойчивости цилиндрических сетчатых сводов 79
3.7. Качественное исследование устойчивости цилиндрического сетчатого свода с использованием главных реакций 81
3.8. Выводы по третьей главе 84
4. Теоретическое исследование устойчивости и прочности экспериментального фрагмента металлического цилиндрического сетчатого свода 86
4.1. Краткое описание геометрии, нагрузки и конструкции экспериментального фрагмента металлического цилиндрического сетчатого свода 86
4.2. Выбор упрощенной расчетной схемы свода для определения основных форм потери устойчивости 90
4.3. Определение критических сил для поперечников свода при основных формах потери устойчивости 93
4.4. Влияние местных форм потери устойчивости отдельных элементов на несущую способность свода в целом 98
4.5. Влияние жесткости узлов в упрощенной расчетной схеме свода на расчетные усилия и критическую нагрузку 103
4.6. Усовершенствование методики определения расчетных длин для сжатых элементов цилиндрического сетчатого свода 107
4.7. Выводы по четвертой главе 113
5. Экспериментальное исследование конструкции фрагмента металлического цилиндрического сетчатого свода 115
5.1. Описание конструкции и монтажа опытного фрагмента металлического цилиндрического сетчатого свода 115
5.2. Цели и задачи эксперимента. Методика проведения экспериментальных исследований 117
5.3. Схема установки измерительных приборов и загрузочных устройств 120
5.4. Анализ результатов экспериментальных исследований работы фрагмента свода 128
5.5. Выводы по пятой главе 130
Основные выводы и заключения 131
