Введение
1 Разработка и совершенствование конструктивных форм ЛМК 14
1.1 Критерии оценки эффективности ЛМК 14
1.1.1 Технико-экономические показатели металлоконструкций 14
1.1.2 Методы расчета технико-экономических показателей 17
1.1.3 Анализ структуры стоимости металлоконструкций 18
1.2 Современное состояние отрасли ЛМК, типы эффективных конструкций и их сравнительный анализ 19
1.2.1 Исследование рынка ЛМК 19
1.2.2 Типы эффективных рамных конструкций 23
1.2.3 Типы эффективных балочных конструкций 25
1.2.4 Сравнительный анализ распространенных типов ЛМК 33
1.3 Исследования металлоконструкций 35
1.3.1 Оптимизация конструкций 35
1.3.2 Исследования работы конструкций с учетом развития упруго-пластических деформаций 41
1.3.3 Численные исследования конструкций 42
1.3.4 Экспериментальные исследования конструкций 44
Выводы по разделу 1 46
Цель и задачи диссертационной работы 47
2 Разработка балки переменной жесткости с подкосами и затяжкой 49
2.1 Описание новой конструкции покрытия в виде балки переменной жесткости с подкосами и затяжкой 49
2.2 Алгоритм расчета балочной конструкции переменной жесткости с подкосами и затяжкой 54
2.2.1 Структурная схема алгоритма расчета 54
2.2.2 Исходные данные для расчета и предварительное задание усилий 56
2.2.3 Подбор сечений элементов конструкции 58
2.2.4 Статический расчет системы и определение усилий предварительного напряжения 64
2.2.5 Проверка элементов по предельным состояниям I группы 71
2.2.6 Проверка конструкции по предельным состояниям II группы 75
2.3 Определение оптимальных параметров новой конструкции покрытия в виде балки переменной жесткости с подкосами и затяжкой 76
2.3.1 Поиск оптимальных параметров конструкции с использованием методов планирования экспериментов 76
2.3.2 Исследование факторного пространства по плану ДФЭ типа 2(5-2) 80
2.3.3 Исследование факторного пространства по плану ПФЭ типа 22 84
2.3.4 Построение зависимостей веса конструкции от активных параметров оптимизации 90
2.4 Технико-экономический анализ балочной конструкции покрытия переменной жесткости с подкосами и затяжкой 91
2.4.1 Технические характеристики новой конструкции 91
2.4.2 Расчет технико-экономических показателей 91
Выводы по разделу 2 94
3 Численные исследования напряженно-деформированного состояния балочной конструкции покрытия переменной жесткости с подкосами и затяжкой 96
3.1 КЭ-анализ балочной констукции пролетом 18 м 96
3.1.1 Исходные данные для КЭ-анализа 96
3.1.2 Расчет конструкции на варианты нагружения распределенной нагрузкой и системой сосредоточенных сил 100
3.1.3 Расчет конструкции в линейной и геометрически нелинейной постановке 103
3.1.4 Моделирование процесса монтажа, предварительного напряжения и эксплуатационных нагрузок и воздействий 107
3.2 Численные исследования работы балочных конструкций пролетами 18 и 24 м в составе каркаса 108
3.2.1 Характеристика каркаса 108
3.2.2 Расчетные ситуации 114
3.2.3 Обоснование расчетной модели 122
3.2.4 Численное моделирование поэтапного предварительного напряжения конструкций 125
3.2.5 Результаты численных исследований работы конструкций в ходе эксперимента 131
3.2.6 Результаты численных исследований работы конструкций на эксплуатационные нагрузки 142
3.2.7 Сопоставительный анализ влияния силовых факторов на работу балочных конструкций в составе каркаса 144
Выводы по разделу 3 147
4 Экспериментальные исследования новых балочных конструкций пролетами 18 и 24 м в составе каркаса 149
4.1 Планирование натурного эксперимента 149
4.1.1 Характеристика объекта строительства 149
4.1.2 Цель и задачи эксперимента 151
4.1.3 Приборы и оборудование 151
4.1.4 Стадии нагружения 155
4.2 Контроль предварительного напряжения конструкций 155
4.3 Описание хода натурного эксперимента 158
4.4 Результаты экспериментальных исследований 159
4.5 Сопоставление результатов экспериментальных и теоретических исследований
Выводы по разделу 4 181
Заключение 182
Список литературы
