Введение
Глава 1. Исходные предпосылки исследования. Цель и задачи 13
1.1. Строительные конструкции из технических тканей с покрытием 13
1.1.1. Основные виды и области применения строительных конструкций из технических тканей с покрытием 17
1.1.2. Основные достоинства и недостатки строительных конструкций из технических тканей с покрытием 19
1.1.3. Современный отечественный и зарубежный опыт проектирования строительных конструкций из технических тканей с покрытием 20
1.2. Технические ткани с покрытием 23
1.2.1. Строение и состав структурных составляющих материала 23
1.2.2. Виды и технология производства технических тканей с покрытием, применяемых в строительных конструкциях 26
1.2.3. Эксплуатационные свойства технических тканей с покрытием 29
1.2.4. Кратковременная и длительная прочность технических тканей с покрытием 31
1.2.5. Ползучесть и релаксация напряжений в технических тканях с покрытием 32
1.3. Основные положения по расчету строительных конструкций из технических тканей с покрытием 33
1.3.1. Безмоментная теория оболочек 35
1.3.2. Теория больших деформаций мягких оболочек 39
1.3.3. Техническая теория мягких оболочек (теория малых деформаций) 44
1.3.4. Численный метод расчета строительных конструкций из технических тканей с покрытием 47
1.3.5. Сдвиговая жесткость в технических тканях с покрытием 50
1.3.6. Основные виды воздействий на строительные конструкции из технических тканей с покрытием 52
1.4. Выводы по первой главе 54
Глава 2. Лабораторные испытания технических тканей с покрытием 56
2.1. Методики лабораторных и натурных испытаний технических тканей с покрытием 56
2.1.1. Испытания материала при одноосном растяжении 58
2.1.2. Испытания материала при двухосном растяжении 60
2.1.3. Испытания технических тканей с покрытием на раздирающую нагрузку 63
2.1.4. Влияние циклических нагрузок на работу материала под нагрузкой 66
2.1.5. Влияние температуры на поведение технических тканей с покрытием под нагрузкой 68
2.1.6. Испытания технических тканей с покрытием на стойкость к низким температурам 70
2.1.7. Испытания материала с учетом ползучести и релаксации напряжений 71
2.1.8. Испытания на прочность швов материала 72
2.1.9. Испытания на адгезионную прочность связи между слоями материала 74
2.1.10. Испытания, моделирующие процесс повреждения технических тканей с покрытием 75
2.1.11. Испытания, связанные с оценкой герметичности материала 75
2.1.12. Стойкость технической ткани с покрытием к истираемости 76
2.1.13. Устойчивость материала к многократному изгибу 77
2.1.14. Естественное старение технических тканей с покрытием 79
2.1.15. Ускоренное старение технических тканей с покрытием 80
2.1.16. Пожаробезопасность технических тканей с покрытием 82
2.1.17. Специальные виды испытаний 84
2.2. Современные методики по определению модуля сдвига в материале 85
2.3. Подготовка к проведению лабораторных испытаний 89
2.3.1. Оборудование для проведения лабораторных испытаний 89
2.3.2. Оптический метод корреляции цифровых изображений 92
2.3.3. Виды технических тканей с покрытием в лабораторных испытаниях 94
2.4. Лабораторные испытания технических тканей с покрытием 95
2.4.1. Одноосное осевое растяжение 95
2.4.2. Одноосное внеосевое растяжение 97
2.4.3. Результаты испытаний при одноосном осевом и внеосевом растяжении 103
2.4.4. Испытания при двухосном растяжении со сдвигом 107
2.5. Выводы по второй главе 113
Глава 3. Численное моделирование работы технических тканей с покрытием под нагрузкой 115
3.1. Математические модели работы технической ткани с покрытием под нагрузкой 115
3.1.1. Конструктивные модели работы технической ткани с покрытием под нагрузкой 118
3.1.2. Непрерывные модели 119
3.1.3. Дискретные модели 126
3.1.4. Модели, описывающие физическую нелинейность технических тканей с покрытием 128
3.1.5. Влияние типа ткацкого переплетения на напряженно-деформированное состояние материала 137
3.2. Численные эксперименты, имитирующие проведенные лабораторные испытания 140
3.2.1. Выбор численной модели поведения технической ткани с покрытием под нагрузкой 140
3.2.2. Результаты численных экспериментов при одноосном осевом растяжении 145
3.2.3. Результаты численных экспериментов при одноосном внеосевом растяжении 149
3.2.4. Результаты численных экспериментов при двухосном растяжении со сдвигом 153
3.3. Расчетно-экспериментальная методика по определению значения модуля сдвига в технических тканях с покрытием 156
3.4. Применение критериев прочности к техническим тканям с покрытием 158
3.5. Выводы по третьей главе 165
Глава 4. Экспериментальное и теоретическое исследование конструкции из технической ткани с покрытием в форме гиперболического параболоида 166
4.1. Цель и задачи экспериментальных исследований 167
4.2. Исследуемая конструкция и металлический стенд для испытания 168
4.3. Методика проведения испытания и измерительное оборудование 173
4.4. Численное исследование работы конструкции под нагрузкой 185
4.5. Результаты исследования релаксация напряжений в конструкции 189
4.6. Сравнение результатов испытания и численного исследования работы строительной конструкции в форме гиперболического параболоида под нагрузкой 191
4.7. Влияние значения модуля сдвига на напряженно-деформированное состояние строительных конструкций из технических тканей с покрытием 206
4.8. Уточнение значения коэффициента надежности кратковременной прочности материала при расчете строительных конструкций из технических тканей с покрытием 214
4.9. Выводы по четвертой главе 217
Заключение 218
Список литературы 220
Приложение 1 Блок-схема расчетно-экспериментальной методики по определению значения модуля сдвига в технических тканях с покрытием 239
Приложение 2 Рекомендации к численным расчетам строительных конструкций из технических тканей с покрытием 240
Приложение 3 Сертификаты поверок и паспорта измерительного оборудования 242
Приложение 4 Акт о внедрении диссертационной работы 246
