автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Разработка и исследование конструкции двускатного блока из мембранных панелей

На правах рукописи

ФАРФЕЛЬ Михаил Иосифович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДВУСКАТНОГО БЛОКА ИЗ МЕМБРАННЫХ ПАНЕЛЕЙ

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции,

здания и сооружения

2 4 СЕН 2009

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2009

003477422

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском институте строительных конструкций им. В.А. Кучеренко - филиале ФГУП «НИЦ «Строительство»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Еремеев Павел Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Травуш Владимир Ильич

кандидат технических наук Людковский Андрей Михайлович

Ведущая организация: ФГУП ЦНИИПроектлегконструкция

Защита состоится 22 октября 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 303.020.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Федеральном государственном унитарном предприятии «Научно-исследовательский центр «Строительство» (ФГУП «НИЦ «Строительство») по адресу: 109428, Москва, ул. 2-я Институтская, д. 6 (корпус 5, конференц-зал НИИЖБ)

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГУП НИЦ «Строительство». Автореферат диссертации размещен на официальном сайге ФГУП «НИЦ «Строительство» Ьйр//?т>у.С81гоу.ги

Автореферат разослан ¿8/ С-Я^Тл сП? Л 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

Л.Н. Зикеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшими задачами в области строительной индустрии являются повышение эффективности капитальных вложений, снижение стоимости изготовления, монтажа зданий и сооружений, а также уменьшение их материалоемкости. Этому способствует применение легких металлических конструкций, к которым относятся и покрытия с применением мембран - тонкого металлического листа, закрепленного на контуре.

Эффективность мембранных покрытий определяется максимальным использованием прочностных свойств металла, совмещением несущих и ограждающих функций, высокой индустриальностью, за счет применения рулонных полотнищ заводского изготовления, высокой технологичностью монтажа, что позволяет сократить сроки строительства, относительно малой трудоемкостью, благодаря уменьшению веса конструкции и снижению до минимума количества конструктивных элементов, малой строительной высотой. Кроме того, локальные повреждения конструкций такого типа менее опасны по сравнению с традиционными конструкциями. Отмеченные достоинства служат предпосылкой широкого применения мембран в массовом строительстве промышленных н сельскохозяйственных зданий с наиболее распространенными пролетами 12 30 м и шагом колонн 6 + 12 м. Подобные конструкции могут быть использованы в гражданском строительстве: для физкультурно-оздоровительных комплексов, магазинов, крытых рынков и. т.п.

Для таких зданий может быть использована конструкция в форме двускатного блока, составленного из мембранных панелей, объединенных затяжкой или шпренгельной системой. Мембранная панель представляет собой тонкий металлический лист, закрепленный на плоском квадратном или прямоугольном контуре из прокатных элементов непосредственно к верхней или нижней полке опорного контура. В углах панели устанавливаются распорки того же сечения, что и опорный контур. Такая система обладает рядом дополнительных преимуществ. К ним относятся наружный водоотвод с покрытия, применение обычных прокатных профилей для контурных элементов, транспортабельность, возможность организации производства вблизи мест строительства.

Конструкция двускатного блока может быть применена в производственных зданиях с подвесным и мостовым крановым оборудованием. Эксцентрич-

нос крепление мембраны к опорному контуру позволяет уменьшить его де-форматнвность в вертикальной плоскости.

Массовое внедрение данной конструкции сдерживается радом причин, в т.ч. недостаточно глубоким знанием действительной работы, отсутствием методики расчета и нормативно-технической документации по проектированию.

Пелью диссертационной работы является разработка инженерной методики расчета и рекомендаций по проектированию покрытий в форме двускатного блока из мембранных панелей на основе экспериментально-теоретических исследований их напряженно-деформированного состояния (НДС).

Научную новизну работы составляют:

- зависимости параметров НДС прямоугольных в плане мембранных панелей от соотношения сторон в интервале 1-9-1.6, в.т.ч. и жесткостей контурных элементов с учетом эксцентричного крепления мембраны к контуру из тонкостенных элементов открытого сечения;

- зависимости параметров НДС двускатного покрытия из мембранных панелей с учетом его конструктивных особенностей (стрелы подъема блока и жесткости затяжки) при действии равномерной и неравномерной нагрузок;

- результаты экспериментальных исследований модели двускатного блока, позволяющие определить его действительную работу при различных схемах на-гружения;

- приближенная методика расчета прямоугольных мембранных панелей и двускатных покрытий из мембранных панелей;

- экспериментальное проектирование.

Практическое значение и реализация. Результаты экспериментально-теоретических исследований использованы при разработке проекта и возведении крытых зернотоков в Белгородской области пролетом 48 м и длиной 60 м; опытного неотапливаемого склада в г. Апатиты Мурманской области (Мончегорский отдел ЦНИИПроектлегконструкция; рабочие чертежи, шифр 903308-КМ1, 903308-КМ2). В ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко разработаны проектные решения конструкции двускатного блока для крановых и бескрановых производственных зданий пролетом 18-36 м с шагом колонн 6-12 м и уклоном !фОв-ли 15-30%.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на четвертой международной конференции "Металлостроительная индустрия XXI века. Мировой опыт и возможности для России".

В полном объеме работа доложена и одобрена на заседании научно-технической секции лаборатории металлических конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко.

Публикации. Основные результаты работы изложены в 4 научных статьях, в.т.ч. в журнале, рекомендованном ВАК для опубликования результатов, полученных в докторских или кандидатских диссертациях.

Достоверность результатов работы обеспечена обоснованным использованием известных предпосылок и допущений, базирующихся на принципах и методах строительной механики, а также анализом результатов численных и экспериментальных исследований.

На защиту выносятся;

- результаты численных исследований прямоугольных мембранных панелей в зависимости от соотношения сторон с центральным или эксцентричным креплением мембраны к контуру в интервале от 1 до 1,6 и от изменения продольной, изгабной, крутильной и секториальной жесткостей контура; а также секгориаль-ной координаты;

- результаты численных исследований работы двускатного блока из мембранных панелей в зависимости от стрелы подъема и жесткости затяжки;

- формулы определения относительных величин стрелы подъема и жесткости затяжки;

- результаты экспериментальных исследований модели двускатного блока из мембранных панелей, определяющих его действительную работу;

- инженерная методика расчета двускатных покрытий из мембранных панелей, рекомендации по проектированию и технико-экономический анализ сопоставления таких покрытий с эффективными типами легких металлических конструкций

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и списка литературы; изложена на 114 страницах текста, содержит 60 рисунков, 11 таблиц. Список литературы содержит 121 наименование работ.

Работа выполнена в лаборатории металлических конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, под руководством д.т.н., проф. Еремеева П.Г.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой темы, сформулированы цель и вопросы, выносимые на защиту, дана краткая характеристика выполненной работы.

В первой главе приведен обзор отечественных и зарубежных систем легких металлических конструкций, как плоских (балочного, ферменного и рамного типа), так и пространственных, сравниваются их технико-экономические показатели. У плоских и пространственных стержневых конструкций разделены несущие и ограждающие функции, что увеличивает трудоемкость и стоимость изготовления я монтажа. В покрытиях из мембранных панелей этот недостаток отсутствует, а малое количество элементов позволяет снизить транспортные и эксплуатационные расходы, осуществлять их сборку непосредственно на строительной площадке.

Двускатный блок является одной из форм конструкций, получаемых с помощью мембранных панелей. Квадратные или прямоугольные мембранные панели расположены под углом друг к другу и объединяются в единую систему при помощи узловых соединений, затяжек или пространственного пшренгеля. Блок жестко опирается на колонны по четырем углам. Соединение панелей между собой только в углах выполняется жестким. Колонны, поддерживающие покрытие, жестко защемляются в фундаменте.

Рис. 1

Для бескрановых зданий с теплой кровлей используется двускатный блок, в котором панели объединяются с помощью двух прямолинейных затяжек (рис. 1). В зданиях с холодной кровлей мембрана стабилизируется тяжами, под-

тягав ающими ее к ломаной затяжке. Перспективными схемами являются двускатные покрытия, объединенные шпренгельной системой, позволяющей стабилизировать мембрану и воспринимать нагрузки от подвесных кранов.

Приведен обзор теоретических и экспериментальных исследований мембранных покрытий с плоским прямоугольным или квадратным контуром. Большой вклад в исследование и внедрение мембранных покрытий внесли Б.М. Браславскай, Л.И. Гольденберг, М.Г. Деменев, П.Г. Еремеев, О.А. Курбатов, И.Г. Людковский, А.М. Людковский, В.И. Малый, В.Б. Микулин, В.Б. Присяжной, И.Л. Руасанский, В.И. Трофимов, О.Н. Топкий, А.Р. Туснин и др. В их трудах показано, что расчет мембранных покрытий рационально выполнять численными методами. Наибольшее распространение получили методы конечных элементов (МКЭ) и стержневой аппроксимации (МСА), позволяющие учитывать податливость контура, геометрическую нелинейность и конструктивные особенности системы. Многочисленные экспериментальные исследования моделей и натурных конструкций мембранных систем с плоским квадратным контуром позволили выявить особенности их действительной работы.

Анализ показал, что, несмотря на большое количество исследований рассмотренных мембранных систем, отсутствуют данные о работе прямоугольных мембранных панелей с центральным и эксцентричным креплением мембраны к контурным элементам, не исследована работа двускатного блока, составленного из квадратных или прямоугольных мембранных панелей, учитывающая конструктивные особенности системы. На основании анализа состояния вопроса поставлены следующие задачи:

- выявить напряженно-деформированное состояние (НДС) прямоугольных мембранных панелей в зависимости от соотношения их сторон при варьировании жесткостей (продольной, изгабной, крутильной, секториальной) опорного контура при центральном и эксцентричном креплении мембраны к контуру;

- провести исследования напряженно-деформированного состояния блока покрытия на действие равномерно и неравномерно распределенных нагрузок в зависимости от угла наклона панелей к горизонту и жесткости затяжки;

- провести экспериментальные исследования двускатного блоха для выявления его действительной работа под нагрузкой;

- разработать инженерную методику расчета конструкции двускатного блока и прямоугольных панелей;

- разработать рекомендации по проектированию и выполнить технико-экономичесхий анализ двускатных покрытий из мембранных панелей.

Во второй главе приведены результаты численных исследований прямоугольных мембранных панелей, выполненных в геометрически нелинейной постановке. Для исследования использованы безразмерные относительные жесткости (продольная - К, изгабная - п, крутильная - т, секториальная - ш® ), а также относительная секториальная координата -ш:

Eta Eta Etae2 EtaV' ае w

Исследовалась сходимость результатов геометрически нелинейных расчетов при использовании шагового метода в зависимости от густоты сетки разбиения и количества этапов нагружения. Оценивалась возможность автоматического разбиения нагрузки на части, реализованная в вычислительном комплексе «Гамма». Установлено, что точность решения до 5% достигается при сетке 20x20 ячеек при использовании методики автоматизированного выбора шага нагрузки с уточнением величин горизонтальных изгибающих моментов и перемещений но экстраполяционным формулам.

На первом этапе проведены численные исследования НДС мембранных панелей в зависимости от соотношения короткой (2Ь) и длинной (2а) сторон -(аЛ принималось равным 1; 1,33; 1,5; 1,6, менялся размер короткой стороны).

Работа квадратной мембраны с гибким контуром определяется, в основном, неравномерными перемещениями кромки мембраны. Горизонтальные перемещения увеличиваются от углов контура к его середине, что приводит к перераспределению нормальных усилий по кромке мембраны: в углах панели (в местах примыкания распорки к контуру) эти усилия максимальны, а в середине -стремятся к нулю. Контурные элементы прямоугольной панели, выполненные из одинаковых профилей, обладают различной погонной жесткостью пропорциональной отношению а/b, что приводит к меньшим значениям горизонтальных перемещений короткой кромки мембраны по сравнению с длинной, к увеличению нормальных напряжений этой кромки мембраны и уменьшению их вдоль длинной. Неравномерные горизонтальные перемещения кромки мембраны являются причиной возникновения в ней касательных напряжений. Они имеют большую величину у длинного элемента и зависят от кривизны линии перемещения кромки мембраны. Увеличение а/b приводит к росту касательных напряжений по длинной кромке мембраны и к весьма незначительному уменьшению

- по короткой. Передача нормальных усилий с мембраны на опорный контур приводит к появлению в нем изгибающих моментов в двух плоскостях, а касательных - к возникновению в контуре продольных сжимающих сил. Горизонтальные изгибающие моменты имеют максимум в местах примыкания к распоркам и минимум - в пролете контура, по абсолютной величине они отличаются в 20*40 раз. С ростом а/Ь горизонтальные момента в длинном котурном элементе падают, а в коротком - возрастают. В месте примыкания распорок горизонтальные изгибающие моменты длинного и короткого элементов контура различаются до 44 %. В пролетном сечении небольшие горизонтальные моменты не изменяются при увеличении а/Ъ. Наибольшие величины вертикальных изгибающих моментов зафиксированы в длинных элементах контура панели. При росте а/Ь от 1,33 до 1,6 их величины возрастают от 40% до 50% по сравнению с короткими. Продольные усилия с максимумом в середине уменьшаются с ростом а/Ь. Их максимальные величины в длинном элементе превышают на 2030% усилия в коротком.

В панелях с эксцентричным креплением мембраны к контуру к горизонтальным перемещениям кромки мембраны добавляется еще и перемещение от кручения контурного элемента. Место крепления мембранного листа к контуру влияет на величину горизонтальных изгибающих моментов. При верхнем креплении мембраны в контуре они меньше, чем при нижнем. Наибольшие величины моментов зафиксированы в опорных сечениях. С увеличением а/Ь от 1,33 до 1,6 горизонтальные изгибающие моменты в коротких элементах контура растут до 16%, а в длинных - падают до 17 % (рис. 2а, б). При эксцентричном креплении мембраны к контуру, в отличие от центрального крепления, вертикальные изгибающие моменты возникают не только от вертикальных составляющих нормальных, но и от касательных усилий. В случае крепления мембраны ниже нейтральной оси контура эти составляющие противонаправлены, и, когда составляющие от касательных усилий превышают нормальные, опорный контур выгибается вверх. При верхнем креплении нормальные и касательные составляющие складываются.

С ростом а/Ь вертикальные изгибающие моменты уменьшаются. Разница между максимальными величинами пролетных изгибающих моментов достигает дня короткого элемента 54 %, а для длинного - 27% (рис. 2в, г).

В длинных элементах максимальные продольные усилия в контуре больше на 26%, чем в коротких. С увеличением а/Ь эти продольные усилия падают,

9

-за -20

1

Тч щ

гг

-а № АЛ 0 а

БЛукор

I

з< »

* -«5 Н * н 4

г

-ь Мх кор 0 0

-100- 1 11

г-

А

4-

2

300 -

-1000

гооо 5» 4

№ и

-3000 - г.. *

\ У

ч V /*

•«000-

]л

2 -Э--

А N 2 ^ —т= 1

11

1 ]

Г

У N ч

г

9

1

Ряс. 2. Эпюры внутренних усилий в кошурных элементах прямоугольной панели при эксцентричном креплении мембраны к контуру а), горизонтальных изгибающих моментов в длинном элементе; 6). то же в коротком элементе в).вертикальных изгибающих моментов в длинном элементе; г), токе в коротком элементе д). продольных усилий в длинном элементе; е) то же в коротком элементе ж) бимоментов в длинном элементе з) то же в коротком элементе сплошная линия - крепление мембраны с верхней полке; пунктирная - к нижней (1- а/Ь=1; 2-а/Ь=1,33; 2-а/Ь=1,6)

при этом они больше в панелях с нижним креплением мембраны к контуру. Продольные усилия в коротком элементе контура прямоугольной мембранной панели с соотношением сторон а/Ь=1,6 отличаются от усилий в квадратной панели до 46%, а в длинном - до 26% ( рис. 2д, е).

Изгабно-крутильные бимоменш, возникающие от эксцентричной передачи нормальных и касательных усилий с мембраны на контур, имеют максимальные величины в опорном сечении контура, а в пролете они стремятся к нулю. Большие величины бимоменгов имеют место в коротком элементе контура. При увеличении а/Ь величина бимомента в коротком элементе возрастает, а в длинном • уменьшается. При этом разность их максимальных величин с ростом соотношения а/Ь до 1,6 возрастает до 20% (рис. 2ж, з).

Деформированное состояние мембранной панели зависит от способа крепления мембраны к контуру. Вертикальные прогибы контурных элементов при креплении мембраны к ним выше оси направлены вниз, а при нижнем креплении - вверх. С ростом а/Ь вертикальные прогибы уменьшаются, по абсолютной величине эти прогибы при нижнем креплении мембраны к контуру меньше в 2,3 * 4,5 раза, чем при верхнем креплении. Прогибы мембраны вдоль главной оси параллельной длинной стороне, имеют максимум в центре мембраны. Наибольшие прогибы вдоль оси, параллельной короткой стороне, оказываются в четвертях пролета. При верхнем креплении к контуру прогибы мембраны до 43% больше, чем при нижнем креплении.

На втором этапе исследовалась работа прямоугольной мембранной панели в зависимости от изменения жесткостей контура (1), которые принимались в реальном диапазоне величин. Варьирование 1с в интервале 0.24 + 1.5 наиболее существенно влияет на величины продольных усилий в контуре, которые увеличиваются до 40%.

При увеличении п линейно растут горизонтальные изгибающие моменты в пролете. Они растут быстрее в длинном элементе контура при нижнем креплении мембраны к конгуру. С ростом п горизонтальные моменты в опорном сечении растут нелинейно, их значения между наиболее податливым и наиболее жестким контурным элементом отличаются в 12+35 раз. С увеличением п наблюдается в 10 + 15 раз рост бимоменгов в опорном сечении (Во»), в интервале варьирования Б от 5-Ю"4 до 5-Ю"'. У более жестких контур-

ных элементов (с величинами п в интервале 5,10"5-*-10"4) Вот возрастает в 1,7 3,4раза. В пролетном сечении у наиболее податливых элементов(п=5-10^ + 2,2-10"5) бимомент (Вч.) стремится к нулю. В интервале п= 2,21-10"5* 10"4 с увеличением относительной изгибной жесткости наблюдается рост Вп?,. с большими величинами в коротких контурных элементах. Для абсолютно жесткого (на изгиб) контурного элемента разница в значениях бимоментов в коротком и длинном элементах контура достигает 11%.

При увеличении ш» в интервале от 5-Ю"6 до 4,7-Ю'5 горизонтальные изгибающие момента в опорном сечении возрастают до 30% при нижнем креплении мембраны к контуру, до 50% при верхнем креплении в д линном контурном элементе и до 40% - в коротком. При дальнейшем увеличении относительной секториальной жесткости этот рост не превышает 5%. Наиболее существенно варьирование относительной секториальной жесткости влияет на величины из-гибно-крутилышх бимоментов. С увеличением т® в опорном сечении они увеличиваются до 2,5 раз в коротких контурных элементах панелей (при обоих способах крепления мембраны к контуру), а в длинных - до 2 раз; при небольших величинах и при малом значении т® - стремятся к нулю. С увеличением секториальной жесткости ю® до 4,67-10"5 при верхнем креплении мембраны к контуру бимоменх возрастает до 6 раз (как в длинном, так и в коротком элементе). При 4,7-10"5 < ш«< Ю-4 рост ВФ замедляется - до 50%.

Изменение га от наименьшей отрицательной до наибольшей положительной величины в принятом интервале исследований, приводит к увеличению продольных усилий в месте примыкания распорки к контуру и уменьшению N в пролете. Это характерно для панели с нижним креплением мембраны. Градиент изменения больше в коротком контурном элементе, где продольные усилия возрастают до 60%. В длинном котурном элементе их разница не превышает 15%. В пролете продольные усилия уменьшаются незначительно.

Вертикальный изгибающий момент в контурных элементах складывается из двух составляющих: от эксцентричной передачи касательных усилий на контур и от действия вертикальной составляющей нормальных усилий. С увеличением относительной секгориальной координаты растет влияние первого слагаемого. При росте о абсолютная величина вертикального изгибающего момента при верхнем креплении мембраны к контуру уменьшается до 20% на опоре и увели-

чивается до 15% в пролете. В случае нижнего крепления зафиксирован рост абсолютных величин вертикальных моментов почти вдвое в опорном сечении и до 15% - в пролете. С уменьшением отрицательной секториальной координата до величин, выходящих за пределы рассматриваемого интервала (ш ~0,02), вертикальный изгибающий момент в опорном сечении можно уменьшить до нуля.

Изменение относительной секториальной координаты оказывает значительное влияние на величины горизонтальных изгибающих моментов (Му) в контуре. Варьирование со практически не влияет на момент, создаваемый горизонтальными составляющими нормальных усилий, но этот момент от касательных усилий в значительной степени зависит от ш. Составляющие горизонтальных изгибающих моментов от касательных и нормальных усилий при ш>0 имеют разные знаки, а при ш<0 направлены в одну сторону. Он зависит только от нормальных усилий. При росте положительных значений со горизонтальный изгибающий момент уменьшается, а при росте отрицательных - увеличивается. С увеличением горизонтального эксцентриситета вклад составляющей Му от касательных усилий возрастает. Варьирование ш позволяет: - снизить пролетный горизонтальный изгибающий момент в длинных элементах с нижним креплением мембраны к контуру до 10% и до 12% - с верхним, а в коротких - до 7% в панелях с верхним креплением и до 6% - с нижним; - в опорном сечении уменьшить Му в коротких элементах до 46% при верхнем и до 14 % при нижнем креплениях мембраны к контуру; - снизить пролетные величины изгибно-крутильных би-моментов до нуля. В опорных сечениях с ростом ш значения бимомешов возрастают не более, чем на 8%.

На следующем этапе исследовалась работа мембранной панели в составе двускатного блока. Получены относительные параметры, характеризующие работу двускатного блока из мембранных панелей:

Г2 ■ Я'

(2);

р г

п,=#Т =4 ^

ЕЛ ар

где т0 и и3 - относительные стрела подъема и жесткость затяжки; /- стрела подъема блока; Яр, /А ¡р- гибкость бортового элемента при ц=1, его длина и радиус инерции; Е,А3 и ЕрАр - жесткости затяжки и бортового элемента блока.

Распределение нормальных и касательных напряжений по кромке мембраны в бортовом элементе блока, в отличие от панели, имеет несимметричный характер с большими величинами в блоке из-за скатной составляющей нагрузки; с ростом тр величина последней падает. Если в отдельной панели в месте примыкания распорок нормальные напряжения в мембране равны между собой, то в блоке они различны. В опорном сечении у конькового элемента они при верхнем креплении больше, чем у карнизного элемента, с разницей до 3 раз. С увеличением тр это соотношение возрастает. В панелях с нижним креплением мембраны нормальные напряжения больше в опорных сечениях у конькового элемента в меньше - у карнизного, с разницей до 2,5 раз. С ростом тр нормальные напряжения в мембране уменьшаются. Нулевые величины касательных напряжений по кроше мембраны, примыкающей к бортовому элементу, смещаются в сторону карнизного, а максимальные - находятся у опорных сечений. С ростом тр эти напряжения, при верхнем креплении листа, растут по сравнению с отдельной панелью и падают - при нижнем креплении мембраны к бортовому элементу. Разница достигает 20%.

Анализ НДС элементов двускатного блока показал, что с увеличением тР растут горизонтальные изгибающие моменты бортового элемента (Мг ) до 18% при верхнем креплении, конькового элемента до 22% при нижнем креплении. Величины Мг в блоке, по сравнению с отдельной панелью, оказываются больше почти вдвое (рис. 36).

Численные исследования показали, что варьируя тр, можно уменьшить величину вертикального изгибающего момента в пролете контура до нуля при нижнем креплении мембраны и до 2 раз - при верхнем, что объясняется уменьшением вертикальной составляющей нормальных усилий, по сравнению с панелью (рис. За).

Продольные силы в бортовых элементах блока с уменьшением тр растут. Наибольшая величина N зафиксирована при нижнем креплении мембраны к контуру. Максимальная величина продольных усилий в бортовом элементе контура смещается от центра к карнизу блока при верхнем креплении мембраны и к коньку - при нижнем (рис. Зв). Продольные усилия в отдельной панели больше, чем для панели в составе двускатного блока в 1,5 + 2 раза.

Рост тр приводит к уменьшению величин максимальных бимоментов бортовых элементов блока, расположенных в опорных сечениях у конькового элемента, до 3 раз, а для отдельной панели - до 5 раз (рис. Зг).

а) б)

Рис.3. Эпюры внутренних усилий в бортовом элемент« блока при варьировании т, а) вертикальных изгибающих моментов; б) горизонтальных изгибающих моментов; в) продольных усилий; г) изгибво-кругильных бимомеетов;

1- отдельная панель; 2-/^ = 56; У-тр = 504; сплошная линия - крепление мембраны к верхней полке контура; пунктирная линия - крепление мембраны к нижней полке контура

Распределение нормальных и касательных напряжений по кромке мембраны, примыкающей к коньковому и карнизному элементам блока, аналогично короткому элементу отдельной панели. Интенсивность напряжений из-за появления дополнительных перемещений кромки мембраны, примыкающей к коньковому н карнизному элементам, в блоке и панели различается. Направление и величина горизонтальных перемещений контура (и.) зависят от вклада в них касательного или нормального усилия, передающегося с мембраны на контур. С ростом относительной стрелы подъема блока при верхнем креплении мембраны преобладают составляющие от касательных усилий, что приводит к уменьше-

шло горизонтальных перемещений, а в случае, когда тр - 504, ось контура даже меняет направление изгиба. Увеличение тр в блоке с нижним креплением мембраны приводит к росту горизонтальных перемещений оси конькового элемента.

Анализ распределения усилий в карнизном и коньковом элементах блока показал, что с изменением тр их распределение аналогично отдельной панели, а их численные значения отличаются не более, чем на 15%, за исключением продольных усилий в местах примыкания распорок, где N до 2 раз больше соответствующих усилий в отдельной панели.

Исследования работа блока на неравномерную нагрузку при варьировании тр показали, что качественно работа отдельной панели в составе блока при равномерной и неравномерной нагрузках идентична. Сравнение НДС показало, что усилия в контурных элементах блока и панели при равномерной нагрузке превышают соответствующие величины при неравномерной нагрузке. Исключение составляют горизонтальные изгибающие моменты и бимометы в коньковом элементе блока при неравномерной нагрузке. Соотношение этих величин от неравномерной и равномерной нагрузок достигает в опорном сечении для: Мг - до 7%, N - до 5%, В - до 21%, а в пролетном сечении для: Мг -до 27%, N - до 29%, М, - до 8%, В - до 8%.

Изменение », в интервале 0,04 +• 2,33 практически не влияет на распределение и интенсивность усилий в коньковом и карнизном элементах, а их величины аналогичны отдельной мембранной панели. Варьируя я, и тр можно снизить вертикальные изгибающие моменты в пролете бортовых элементов блока до нуля при нижнем креплении мембраны к контуру, а при верхнем - уменьшить М, до 1,5 раз. Изменение относительной жесткости затяжки не влияет на величину и распределение горизонтальных изгибающих моментов и бимоментов в бортовом элементе блока.

Уменьшение смещения карнизного узла бортового элемента из-за роста п, приводит к увеличению усилия в затяжке до 35% в принятом интервале варьирования относительной жесткости затяжки л,.

В третьей главе приведены методика и результаты экспериментальных исследований двускатного блока, составленного из мембранных панелей, под действием равномерных и неравномерных нагрузок.

Задачами исследования являлись: выявление действительной работа сложной комбинированной системы; определение усилий и перемещений в элементах системы при различных схемах статических воздействий; проверка достоверности полученных результатов и правильности принятых теоретических предпосылок и допущений.

Исследования проводились на модели двускатного блока с размерами в плане 1200 х 400 мм, составленного из прямоугольных мембранных панелей 600 x 400 мм. Стрела подъема блока-150 мм. Мембрана размером 630x400мм, толщиной 0,12 мм, выполненная из коррозионностойкой стали марки 12Х18Н9 (ГОСТ 5637-72), была приварена к верхней полке опорного контура. Опорный контур гнутого швеллерного сечения высотой 30мм, шириной полки 15мм и толщиной 1мм был изготовлен из стали С255 по ГОСТ 27772-88. Элементы контура собирались в прямоугольную раму с применением сварки, с помощью установленных в ее углах стальных призм толщиной 28мм. Соединение мембраны с контуром осуществлялось точечной конденсаторной сваркой с использованием специальной установки. Мембранные панели объединялись в двускатный блок с помощью электродуговой сварки на листовых накладках толщиной 1,5 мм, соединяющих углы смежных панелей и двух затяжек из арматурных стержней диаметром 4 мм класса A-I.

Двускатный блок был установлен на трубчатые стойки 22x3,5 мм. Места соединений блока и стойки обвариваривались сплошным угловым швом. Каждая стойка соединялась с постаментом на фланцах толщиной 5 мм на четырех болтах, что обеспечивало жесткое соединение с основанием.

Измерение горизонтальных перемещений и вертикальных прогибов проводилось 21 индикатором часового типа. Углы поворота контура определялись следующим образом. В местах измерений вдоль стенки контура, на струбцине, закреплялся дополнительный элемент длиной 150 мм. Перемещение его верхнего конца измерялось индикатором часового типа.

Измерение относительных деформаций в сечениях контура осуществлялось тензометрическим комплексом ТК1 с помощью 93 тензометрических датчиков с базой 10 мм. Датчики располагались в 21 сечении контура в четырех крайних фибрах, что позволило измерить не только изгибающие моменты в обеих плоскостях и продольные силы, но и изгибно-крутильные бимомешы.

Испытания проводились при двух вариантах нагрузок - равномерно распределенной и неравномерной по схеме, приведенной в приложении 3 вариант 2 СНиП 2.01-07-85* «Нагрузки и воздействия». Нагрузка прикладывалась мешочками с дробью массой 10 кг. Мешочки укладывались на панель послойно. Один слой из двух мешочков на каждой панели блока соответствовал нагрузке 0,83 кПа. Величина расчетной равномерно распределенной нагрузки на модель составляла 4,2 кПа.

Первоначально исследовалась работа модели на равномерную нагрузку. Нагрузка прикладывалась порциями, в пять этапов. На первом этапе проверялась надежность работы приборов и измерительной аппаратуры; произошло натяжение мембраны, и в ней появились растягивающие усилия. На третьем этапе на-гружения в углах панелей образовались складки длиной 100 + 150 мм и высотой 2 + 3 мм, имеющие направление от граней жестких призм к центру панелей. На последующих этапах размеры складок не изменились.

Качественная картина распределения внутренних усилий, прогибов и перемещений в элементах контура и напряжений в мембране на всех стадиях за-гружения оказалась идентичной описанной в предыдущей главе. На следующем этапе исследования модель загружалась неравномерной нагрузкой. На этапе, соответствующем полной расчетной нагрузке, большие величины прогибов и перемещений контурных элементов и мембраны зафиксированы у более нагруженной панели.

Анализ полученных результатов показал, что наиболее напряженным при неравномерной нагрузке оказались сечения, расположенные в коньковом элементе. При этом наибольший вклад в фибровые напряжения в угловых сечениях внесли составляющие от действия горизонтальных изгибающих моментов. Они составили 82% от суммарной величины напряжения. Слагаемые напряжений от продольных усилий, вертикальных изгибающих моментов и изгибно-крутильных бимоментов в суммарном напряжении составили от 5 до 7%. Составляющие напряжения от вертикальных изгибающих моментов составили 48 + 60%, от горизонтальных - 15 19% и от продольных усилий - 24 + 38% полного напряжения в пролете конькового элемента.

Сопоставление расчетных и экспериментальных данных показало их хорошее качественное и неплохое количественное совпадение. Разница в прогибах

при поэтапном нагружении конструкции составила: - для середины бортового элемента - 12 + 16%; - для средины конькового элемента - 13,5 + 14%; - для пролетного сечения карнизного элемента - 8 + 11%. Расхождение на последнем этапе нагружения для сечения, расположенного в замке двускатного блока, составило 13,5% Прогиб в центре мембраны оказался больше расчетного на 13%.

Хорошая сходимость результатов расчета и эксперимента (не более 17%) позволяет сделать вывод о корректности работы использованного вычислительного комплекса, достоверности результатов экспериментальных исследований и правильности принятых теоретических предпосылок и допущений, отражающих действительную работу конструкции с общепринятой инженерной точностью.

В четвертой главе приведены рекомендации по расчету и конструированию двускатных мембранных покрытий, результаты экспериментального проектирования и оценка технико-экономической эффективности двускатных покрытий с применением мембранных панелей. Разработаны рекомендации по расчету двускатных покрытий из мембранных панелей, которые на стадии рабочего проектирования следует выполнять численными методами на ПЭВМ с учетом геометрической нелинейности на все возможные сочетания нагрузок, возникающие в процессе изготовления, монтажа и эксплуатации. Такие покрытия следует рассчитывать как единую пространственную систему с учетом всех типов жесткостей опорного контура, связи контура с нижележащими конструкциями, эксцентриситетов между кромкой мембраны и осью, проходящей через центр изгиба контура, других конструктивных особенностей системы. Начальный провис в центре мембранной панели, входящей в состав двускатного блока, рекомендуется принимать равным 1/60 длинной стороны панели. Для обоснования технических решений на стадии «Проект» следует использовать инженерную методику расчета, учитывающую податливость контура, эксцентричность крепления к нему мембраны, разработанную на основании результатов экспериментально-теоретических исследований.

Разработаны рекомендации по конструированию двускатных покрытий из мембранных панелей, где приводятся рекомендуемые материалы для такого типа покрытий, способы стабилизации мембраны при использовании покрытий в неотапливаемых зданиях, приводятся методы монтажа, защиты конструкции от коррозии, мероприятия по водоотводу атмосферных осадок с покрытия, указы-

вается предел огнестойкости мембранного покрытия без специальных мероприятий по огнезащите.

В ряде проектных организаций при участии автора разработаны технические решения и рабочие чертежи нескольких типов зданий с покрытиями в форме двускатного блока из мембранных панелей.

Проект крытого зернотока с двускатным покрытием из мембранных панелей разработан в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко для применения в Белгородской области. Прямоугольное здание пролетом 48 м и длиной 60 м смонтировано из мембранных панелей 12x12 м, опертых на колонны, установленные с шагом 12 м в двух ортогональных направлениях. В поперечном направлении каркас здания представляет 4-х пролетную раму с жестким защемлением колонн в фундаментах. Опорный контур - прокатный швеллер №30 по ГОСТ 8240. Жесткость замкнутой контурной рамы достигается установкой распорок того же сечения, что и контурные элементы, расположенные на расстоянии 1,2 м от углов мембранной панели. Мембрана толщиной 1=1,5 мм присоединена к верхней полке опорного контура. Ее стабилизация осуществляется системой затяжек та арматурной стали, прикрепленных к мембране через распределительные шайбы. Мембранные панели шарнирно опираются в углах на колонны из широкополочных двутавров. Материал мембраны и опорного контура - сталь С245 по ГОСТ 27772-88. Сборка мембранной панели осуществлялась на земле, на плоском стенде, с последующей установкой в проектное положение. Расход стали на покрытие (24 кг/м2) оказался ниже на 25%, по сравнению с традиционными конструкциями.

Совместно с Мончегорским отделом института ЦНИИПроектлегконструк-ция разработан рабочий проект неотапливаемого склада для строительства в г. Апатита Мурманской области (шифр 903308-КМ1, 903308-КМ2). Каркас здания длиной 42 м, пролетом 18 м представляет двускатное покрытие из мембранных панелей, опертых на колонны, расположенные с шагом б м, жестко защемленные в фундаменте. Двускатный блок состоит из мембранных панелей с размерами 9x6 м. Пролетная конструкция из мембраны 1=1,5 мм эксцентрично примыкает к опорному контуру. Опорный контур выполнен из прокатного швеллера №24, в углах панели установлены распорки из профиля того же сечения. Материал контура, мембраны и затяжки - сталь С245 по ГОСТ 27772-88.

Расход металла на покрытие - 39 кг/м2. Изготовление и монтаж конструкций осуществлены Северным управлением треста "Севзапстальконструкция". В ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко разработан проект двускатного блока для крановых и бескрановых производственных зданий пролетом 18 36 м с шагом колонн 6*12 м и уклоном 15 + 30%. Блок состоит из мембранных панелей шириной 6 т-12 м и длиной 9+ 18 м, объединенных затяжкой или пшренгель-ной системой. Компоновка разработанных конструкций приближена к традиционным решениям и обеспечивает широкие возможности использования мостовых (МК-10, МК-15, МК-20) и подвесных (ПК-2, ПК-3) кранов, прокладки воздуховодов диаметром до 1700 мм, что позволяет применять такие конструкции в промышленных зданиях различного назначения.

Анализ технико-экономических показателей показал, что применение двускатных блоков из мембранных панелей в бескрановых зданиях позволяет снизить расход металла по сравнению с покрытиями "Молодечно" и "Калек" на 12 + 42% и трудоемкость на 13 * 71% В зданиях с мостовыми кранами двускатный блок из мембранных панелей оказывается эффективнее на 13 + 42% по расходу стали и на 5 -5- 37% по трудозатратам . Следует отметить, что эффективность растет с увеличением пролета здания, а технико-экономические показатели од-иопролетных зданий выше, чем у многопролетных.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Предложена и разработана конструкция двускатного блока, состоящего из прямоугольных мембранных панелей с центральным или эксцентричным креплением мембраны к кошуру, включая способы стабилизации мембраны при применении данной системы в неотапливаемых зданиях.

2. Численные исследования прямоугольных панелей при постоянном длинном и переменном коротком элементах контура показали, что перемещения контура, зависящие от его податливости (в первую очередь изгибной составляющей), приводят к концентрации растягивающих напряжений в мембране вдоль диагоналей из-за их минимальных перемещений. Следствием этого является перераспределение нормальных усилий по кромке мембраны от центра к углам и значительное снижение горизонтальных изгибающих моментов в пролете конту-

ра и увеличение их в углах. Возникающие, из-за неравномерных перемещений крошен мембраны, касательные усилия передаются на контур, сжимая его.

Рост соотношения сторон (а/Ь) от 1 до 1,6 уменьшает до 1,6 раз горизонтальные перемещения короткой стороны мембраны, по сравнению с длинной, и приводит к повышению нормальных напряжений в мембране вдоль длинной стороны и касательных - вдоль короткой. Вследствие этого растут горизонтальные изгибающие моменты (Му) до 44%, и уменьшаются продольные усилия до 27% а коротком котурном элементе.

3. Эксцентричное присоединение мембраны к контуру при изменении соотношения сторон (а/Ь) от 1 до 1,6 уменьшает напряжения в центре мембраны до 1,9 раз в направлении длинной стороны и до 1,6 раз - вдоль короткой. Перемещения от кручения контура способствуют дополнительному перераспределению нормальных и касательных напряжений по кромке мембраны и уменьшению в д линном элементе горизонтальных моментов до 45% при нижнем и до 20% при верхнем креплении мембраны к котуру, вертикальных моментов до 10% при нижнем и 37% при верхнем креплении, увеличению продольных сил до 36% при обоих способах крепления мембраны к котуру. Закручивание и депланация элементов контура тонкостенного открытого сечения приводят к уменьшению величин изгибно-крутилышх бимоментов до 20% в длинном элементе по сравнению с квадратной панелью, а уменьшение углов поворота в коротком - к снижению в нем величин бимоментов до 12%.

4. Варьирование жесткостных параметров контура в интервале реальных величин выявило, что увеличение продольной жесткости котура приводит к росту в нем сжатия до 42%, уменьшению горизонтальных перемещений кромки мембраны до 1,8 раз. Уменьшение изгибной жесткости (п) контура ведет к падению максимальных горизонтальных изгибающих моментов в контуре до 4,2 раз, уменьшению максимальных бимоментов в коротком элементе до Зраз, а в длинном - до 2 раз. В серединах сторон бимоменты в сечении контура стремятся к нулю.

Крутильная жесткость (т ) контура не влияет на изменение усилий, в контурных элементах.

Уменьшая секториальную жесткость (т®) до нижней границы интервала исследования, можно снизить Мг на 32% ври нижнем и на 40 + 32% при верхнем креплении мембраны, бимоменты до 2,5 раз при обоих типах креплений.

Увеличивая положительные значения секториальной координаты (ш), можно уменьшить вертикальный изгибающий момент в пролете при нижнем креплении мембраны к контуру до нуля, а усилия сжатия в месте примыкания распорки в коротком элементе- до 25% и до 7% - в длинном. Варьирование со в большей степени влияет на горизонтальный изгибающий момент, создающийся нормальными и касательными усилиями. Разное направление составляющих позволяет уменьшить Му, при нижнем креплении мембраны к контуру, в пролете на 40%, а на опоре до 25%; при верхнем креплении и ю>0 - до 20% - в обоих расчетных сечениях.

5. Установлено, что работа мембранной панели в составе двускатного блока зависит также от стрелы подъема и жесткости затяжки, характеризующихся относительными величинами тр и л,. Величина перемещения карнизного узла блока влияет на смещение максимума горизонтальных перемещений длинной {фомки мембраны, приводящих к изменению количественного характера распределения цепных и касательных напряжений по кромке мембраны. С уменьшением тр и п„ смещение карнизного узла растет, что позволяет при нижнем креплении уменьшить в пролете вертикальный изгибающий момент (М„) до нуля, а при верхнем креплении уменьшить пролетные величины М, от 1,5 до 2 раз. Продольные силы в контуре и усилия в затяжке при варьировании тр и п, меняются в пределах 20%. Параметры тр и п» не влияют на напряженное состояние конькового и карнизного элементов.

Равномерная нагрузка является определяющей для бортового и карнизного элементов блока, а коньковый элемент - более нагружен при действии неравномерной нагрузки.

6. Экспериментальные исследования модели двускатного блока из мембранных панелей под действием равномерной и неравномерной нагрузок показали, что экспериментальные и теоретические усилия и перемещения имеют хорошую сходимость, а их разность не превышает 12*17%, что подтверждает достоверность экспериментальных результатов и правильность принятых исходных теоретических предпосылок и расчетных схем.

7. На основании экспериментально-теоретических исследований и опытного проектирования разработаны рекомендации по расчету и конструированию покрытий из прямоугольных мемфанных панелей, включающие инженерную методику расчета отдельно стоящих мембранных прямоугольных панелей и в составе двускатного блока.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в статьях:

1. Фарфель М.И. "Экспериментальные исследования модели двускатного блока, состоящего из мембранных панелей" // Строительная механика и расчет сооружений. - 2006 - №2 - с. 53-57;

2. Фарфель М.И "Численные исследования работы мембранных панелей в составе двускатного блока" // Строительная механика и расчет сооружений. -2008 - №3 - с. 69-75;

3. Фарфель М.И - "Численные исследования работы прямоугольных мембранных панелей" // Строительная механика и расчет сооружений. - 2008 - №4 -с. 53-62;

4. Фарфель М.И. "Двускатный блок из мембранных панелей" // Промышленное и гражданское строительство. - 2009 - №6 - с. 26-28.

Отпечатано в ООО «Компания Спутник+» ПД № 1-00007 от 25.09.2000 г. Подписано в печать 16.09.2009 Тираж 110 экз. Усл. п.л. 1,5 Печать авторефератов (495)730-47-74,778-45-60

Введение.

1. Покрытия на прямоугольном плане.

1.1. Опыт использования легких металлических конструкций в строительстве.

1.2. Конструкция блока из мембранных панелей.

1.3. Состояние вопроса в области теоретических и экспериментальных исследований.

1.4. Цель и задачи исследования.

2. Теоретические исследования работы конструкции.

2.1. Задачи и методика исследований.

2.2. Численные исследования работы прямоугольной мембранной паиели с центральным и эксцентричным креплением мембраны к опорному контуру.

2.3. Численные исследования работы двускатного блока из мембранных панелей.

3. Экспериментальные исследования модели двускатного блока из мембранных панелей.

3.1. Задачи и методика экспериментальных исследований.

3.2. Результаты экспериментальных исследований модели двускатного блока на равномерно распределенную нагрузку.

3.3. Результаты экспериментальных исследований модели двускатного блока на неравномерно распределенную нагрузку.

3.4. Сравнительный анализ экспериментальных и численных исследований модели.

4. Рекомендации по проектированию двускатных покрытий из мембранных панелей.

4.1. Рекомендации по расчету.

4.2. Рекомендации по конструированию двускатных покрытий из мембранных панелей.

4.3. Экспериментальное проектирование двускатных покрытий из мембранных панелей.

Важнейшими задачами в области строительства является повышение эффективности капитальных вложений, снижение стоимости изготовления и монтажа зданий и сооружений, уменьшение их материалоемкости. Этому способствует применение легких металлических конструкций, к которым относятся и покрытия с применением мембран, представляющих систему, состоящую из тонкого металлического листа, закрепленного на контуре.

Эффективность мембранных покрытий определяется максимальным использованием прочностных свойств металла, совмещением несущих и ограждающих функций, индустриальностью, за счет применения рулонных полотнищ заводского изготовления, высокой технологичностью монтажа, что позволяет сократить сроки строительства, относительно малой трудоемкостью, благодаря уменьшению веса конструкции и снижению до минимума количества конструктивных элементов, малой строительной высотой. Локальные повреждения конструкций такого типа менее опасны по сравнению с традиционными конструкциями. Отмеченные достоинства служат предпосылкой широкого применения мембран в строительстве различных типов зданий.

До настоящего времени мембранные системы применялись в основном для большепролетных и уникальных зданий. Однако в ряде работ [28, 31, 103] показано, что эти конструкции рационально применять и в массовом строительстве.

В промышленном и сельскохозяйственном строительстве наиболее распространены здания с пролетами 12 + 30 м с шагом колонн 6 12 м. Здания с такими же параметрами широко используются в гражданском строительстве: физкультурно-оздоровительные комплексы, магазины, крытые рынки и.т.п. Для таких зданий может быть использована конструкция в форме двускатного блока, составленного из мембранных панелей, объединенных затяжкой или шпренгельной системой (рис 1.1). Мембранная панель представляет собой тонкий металлический лист, закрепленный на плоском квадратном или прямоугольном контуре из прокатных элементов, непосредственно к верхней или нижней полке опорного контура. В углах панели устанавливаются распорки того же сечения, что и опорный контур. коньковый элемент карнизным узел

Рис. 1.1 мембрана бортовой элемент карнизный элемент

Мембранная конструкция обладает рядом дополнительных преимуществ. К ним относятся наружный водоотвод с покрытия, применение обычных прокатных профилей для контурных элементов, транспортабельность, возможность организации производства вблизи мест строительства. Конструкция двускатного блока может быть применена в производственных зданиях с подвесным и мостовым крановым оборудованием. Эксцентричное крепление мембраны к опорному контуру позволяет уменьшить в ней усилия и перемещения.

Однако массовое внедрение данной конструкции сдерживается рядом причин в т.ч. недостаточно глубоким знанием действительной работы, отсутствием методики расчета и нормативно-технической документации по проектированию. Все это определяет актуальность работы.

Целью диссертационной работы - является разработка инженерной методики расчета и рекомендаций по проектированию покрытий в форме двускатного блока из мембранных панелей на основе экспериментально-теоретических исследований их напряженно-деформированного состояния.

Научную новизну работы составляют следующие результаты, выносимые на защиту:

- результаты численных исследований прямоугольных в плане мембранных панелей с соотношением сторон 1-4.6 с учетом эксцентричного крепления мембраны к контуру из тонкостенных элементов открытого сечения;

- результаты численных исследований статической работы двускатного покрытия из мембранных панелей с учетом его конструктивных особенностей при действии равномерной и неравномерной нагрузок;

- результаты экспериментальных исследований модели двускатного блока при различных схемах нагружения;

- приближенная методика расчета прямоугольных мембранных панелей и двускатных покрытий из мембранных панелей;

- результаты экспериментального проектирования.

Практическое значение и реализация. Результаты экспериментально-теоретических исследований использованы при разработке проекта и возведении крытого зернотока в Белгородской области шириной 48 м (4x12 м) и длиной 60 м; опытного неотапливаемого склада в г. Апатиты Мурманской области (Мончегорский отдел ЦНИИПроектлегконструкция; рабочие чертежи, шифр 903308-КМ1, 903308-КМ2). В ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко разработаны проектные решения конструкции двускатного блока для крановых и бескрановых производственных зданий пролетом 18 36 м с шагом колонн 6 12 м и уклоном 15 30%.

Аппробация работы. Основные результаты работы докладывались на четвертой международной конференции "Металлостроительная индустрия XXI века. .Мировой опыт и возможности для России, а также на заседании научно-технической секции лаборатории металлических конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко и опубликованы в статьях:

-"Экспериментальные исследования модели двускатного блока, состоящего из мембранных панелей" // Строительная механика и расчет сооружений. - 2006 - №2 -с. 53-57;

- "Численные исследования работы мембранных панелей в составе двускатного блока" // Строительная механика и расчет сооружений. - 2008 - №3 - с. 69-75;

- "Численные исследования работы прямоугольных мембранных панелей" // Строительная механика и расчет сооружений. - 2008 - №4 - с. 53-62;

- "Двускатные покрытия из мембранных панелей'У/Промышленное и гражданское строительство. — 2009 - №6 - с. 53-55.

Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и списка литературы; изложена на 174 страницах текста, содержит 60 рисунков, 11 таблиц. Список литературы содержит 121 наименование работ.

Работа выполнена в лаборатории металлических конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, под руководством д.т.н., проф., Еремеева П.Г.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработана и исследована конструкция двускатного блока, состоящего из прямоугольных мембранных панелей. Панель размером 2а х 2Ъ состоит из мембраны и опорного контура, с распорками, расположенными на расстоянии а/10 и Ь/10 от углов. Контур выполняется из швеллера или двутавра. Мембрана присоединена к контуру центрально или эксцентрично, к верхней или нижней полке. Панели объединяются в двускатный блок затяжками и узловыми элементами. Стабилизация покрытия обеспечивается в отапливаемых зданиях весом кровли, а в неотапливаемых - подтягиванием мембраны тяжом к ломаной затяжке или шпренгельной системе.

2. Численные исследования прямоугольных панелей при постоянной а и переменной b показали, что перемещения контура, зависящие от его податливости (в первую очередь изгибной составляющей) приводят к концентрации растягивающих напряжений в мембране вдоль диагоналей из-за их минимальных перемещений. Следствием чего является перераспределение нормальных усилий по кромке мембраны от центра к углам и значительное снижение горизонтальных изгибающих моментов в пролете контура и увеличение в углах. Возникающие из-за неравномерных перемещений кромки мембраны, касательные усилия передаются на контур, сжимая его. Продольные усилия в нем увеличиваются от углов к середине. Рост соотношения сторон (а/b) от 1 до 1,6 уменьшает до 1,6 раз горизонтальные перемещения короткой стороны мембраны по сравнению с длинной и приводит к превышению нормальных напряжений в мембране вдоль длинной стороны и касательных вдоль короткой. Вследствие этого растут горизонтальные изгибающие моменты (Мг) до 44%, и уменьшаются продольные усилия до 27% в коротком контурном элементе.

3. При эксцентричном присоединении мембраны к контуру и изменении соотношения а/b до 1,6 уменьшаются напряжения в центре мембраны до 1,9 раз в направлении длинной стороны и до 1,6 раз - вдоль короткой. Перемещения от кручения контура способствуют дополнительному перераспределению нормальных и касательных напряжений по кромке мембраны и уменьшению в длинном элементе горизонтальных моментов до 45% при нижнем и до 20% при верхнем креплении мембраны к контуру, вертикальных моментов до 10% при нижнем и 37% при верхнем креплении, увеличению продольных сил до 36% при обоих способах крепления мембраны к контуру. Закручивания и депланации элементов контура тонкостенного открытого сечения приводят к уменьшению изгибно-крутильных бимоментов до 20% в длинном элементе по сравнению с квадратной панелью, а уменьшение углов поворота в коротком - к снижению в нем бимоментов до 12%.

4. Варьирование жесткостных параметров контура в интервале реальных величин, выявило следующее: - увеличение продольной жесткости контура приводит к росту в нем сжатия до 42%, уменьшению горизонтальных перемещений кромки мембраны до 1,8 раз и не влияет на величины изгибающих моментов и изгибно-крутильных бимоментов; - крутильная жесткость контура, в заданном интервале исследования, не влияет на изменение усилий; - уменьшение изгибной жесткости (п) контура приводит к падению максимальных горизонтальных изгибающих моментов в контуре до 4,2 раз, уменьшению максимальных бимоментов в коротком элементе до 3 раз, а в длинном - до 2 раз. В серединах сторон бимоменты в сечении контура стремятся к нулю. Варьирование изгибной жесткости не влияет на величины вертикальных моментов (Мв) и продольных сил (N).

Секториальная жесткость контура (m а) не влияет на N, Мв, прогибы контура (wK) и напряжения в мембране (о). Уменьшая до нижней границы интервала исследования, можно снизить Мг до 32% при нижнем и до 40 52% при верхнем креплении мембраны, бимоменты до 2,5 раз при обоих типах креплений.

Изменение секториальной координаты ш влияет на все величины НДС в панели, но в большей степени на его составляющие, которые возникают от передачи касательных усилий по кромке мембраны на контур. Увеличивая положительные значения ш, можно уменьшить Мв в пролете при нижнем креплении мембраны к контуру до нуля, а усилия сжатия в месте примыкания распорки в коротком элементе - до 25% и до 7% - в длинном. Варьирование ш в большей степени влияет на горизонтальный изгибающий момент, создающийся нормальными и касательными усилиями. Разное направление составляющих позволяет уменьшить Мг при нижнем креплении мембраны к контуру в пролете на 40%, а на опоре до 25%, при верхнем креплении и ш>0 до 20% - в обоих расчетных сечениях. Большее снижение изгибающего момента в горизонтальной плоскости удается достичь в длинном элементе опорного контура.

5. Установлено, что работа мембранной панели в составе двускатного блока зависит также от стрелы подъема и жесткости затяжки, характеризующиеся относительными величинами тр и п3. Величина перемещения карнизного узла блока влияет на смещение максимума горизонтальных перемещений длинной кромки мембраны, приводящих к изменению количественного характера распределения цепных и касательных напряжений по кромке мембраны. С уменьшением тр и п3, смещение карнизного узла растет, что позволяет при нижнем креплении уменьшить М„ до нуля и регулировать расположение нулевых моментов по длине бортового элемента. При верхнем креплении мембраны к контуру уменьшить пролетные величины Мв от 1,5 до 2 раз. Продольные силы в контуре и усилия в затяжке при варьировании тр и п3 , меняются до 20%. Параметры тр и п3, не влияют на напряженное состояние конькового и карнизного элементов.

Равномерная нагрузка является определяющей для бортового и карнизного элементов блока. Коньковый элемент двускатного блока является более нагружен при действии неравномерной нагрузки.

6. Проведены экспериментальные исследования модели двускатного блока из мембранных панелей с целью определения действительного напряженно-деформированного состояния под действием равномерной и неравномерной нагрузки. Исследования модели показали, что экспериментальные и теоретические усилия и перемещения имеют хорошую сходимость, а их разность не превышает 12-17%, что подтверждает правильность принятых исходных предпосылок и расчетных схем.

7. На основании экспериментально-теоретических исследований и опытного проектирования разработаны рекомендации по расчету и конструированию покрытий из прямоугольных мембранных панелей, включающие инженерную методику расчета отдельно стоящих мембранных прямоугольных панелей и в составе двускатного блока.

1. Аистов Н.Н. Испытание сооружений Л.: Стройиздат, 1960. - 316 с.

2. Алгоритмы построения разрешающих уравнений механики стержневых систем. Под общ. редакцией А.П.Филина. М.: Строииздат, 1983. - 232 с.

3. Александров А.В., Шапошников Н.Н., Зылев В.Б. О совершенствовании методов расчета висячих конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. 1985. - № 3. - С. 31-35.

4. Арончик А.Б. Экспериментально-теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния покрытия в виде сочлененных мембранных оболочек отрицательной Гауссовой кривизны на квадратном плане : Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: 1985. - 21 с.

5. Браславский Б.М. Железобетонный опорный контур мембранных висячих покрытий прямоугольного плана : Автореф. дис. канд. техн.наук. М.: 1979.- 19 с.

6. Браславский Б.М. Прямоугольная мембрана с деформируемым опорным контуром // Висячие покрытия: Труды НИИЖБ. — М.: Строииздат, 1973. -Вып. 6. -С. 25-30.

7. Браславский Б.М., Филякин А.А. Применение метода конечных элементов к расчету мембран // Исследование висячих покрытий зданий и сооружений,-М.: Стройиздат, 1979. С. 77-81.

8. БрудкаЯ., Лубиньски М. Легкие стальные конструкции. М.: Стройиздат, 1974.-342 с.

9. Бунякин А.А., Прицкер А.Я. Мембранное покрытие испытательного корпуса Киевского института инженеров гражданской авиации // Пространственные конструкции зданий и сооружений. М.: 1984. -Вып. 4.— С. 235-239.

10. Бычков Д.В. Строительная механика стержневых тонкостенных конструкций. М.: Стройиздат, 1962. - 475 с.

11. Бычков Д.В. Расчет балочных и рамных систем из тонкостенных элементов. М.: Стройиздат, 1948. - 208 с.

12. Бычков Д.В., Мрощинский А.К. Кручение металлических балок.- М.: Стройиздат Наркомстроя, 1944. 259 с.

13. Веденников Г.С. и др. Металлические конструкции. М.: Строииздат, 1999.-471 с.

14. Власов В.З. Общая теория оболочек и ее приложение в технике, М.: Гостехиздат, 1949. - 784 с.

15. Власов В.З. Тонкостенные пространственные системы М.: Физматгиз 1959,- с.568

16. Вольмир А.С. Гибкие пластинки и оболочки. М.: Гостехиздат, 1956. -419 с.

17. Вольмир А.С. Обзор исследований по теории гибких оболочек // Расчет пространственных конструкций. М.: Госстройиздат, 1958. - Вып. 4.- С. 451-475.

18. Гильман Г.Б., Шевченко В.Н., Борисенко B.C. О критерии нелинейности при решении нелинейных задач механики шаговым методом // ЭВМ в исследованиях и проектировании объектов строительства. Киев: 1979. - С. 3-10.

19. Гильман Г.Б., Шевченко В.Н., Автоматизация выбора шага при решении физически нелинейных задач механики шаговым методом // Автоматизация проектирования объектов гражданского строительства. — Киев: 1982. С. 23-33

20. Гильман Г.Б. Адаптация программного комплекса «Гамма» к расчету мембранных висячих покрытий с учетом физической нелинейности // Автоматизация проектирования объектов гражданского строительства. Киев: 1986. - С . 10-18.

21. Гольденберг Л.И. Исследование напряженно-деформированного состояния мембраны с начальным прогибом // Новые конструктивные решения строительных металлических конструкций. М.: 1983. - С. 175-181.

22. Гольденберг Л.И. Расчет мембран при различных условиях на контуре // Строительная механика и расчет сооружений. 1970. - № I. - С. 21-27.

23. Гольденберг Л.И. Расчет на прочность и устойчивость квадратного контура металлической мембраны с начальным прогибом // Строительная механика и расчет сооружений. М.: 1987. - № 4. - С. 26-30.

24. Гольденберг Л.И., Учитель З.Е. Экспериментально-теоретические исследования прочности и устойчивости гибкого контура квадратной мембраны с начальным прогибом // Строительная механика и расчет сооружений. 1988. - № 4. - С. 36-40.

25. Гордеев В.Н., Илиев К.Н., Перельмутер А.В., Прицкер А.Я. Исследование совместной работы плоского мембранного настила и податливого бортового элемента // Строительная механика и расчет сооружений. -1972.- № 3. С. 50-54.

26. Гранев В.Т., Ватман Я.Г. Унификация покрытий производственных зданий // Промышленное строительство. 1983. - № 3. - С. 10-12.

27. Григорьев А.С., Шадрин А.О. Равновесие квадратной мембраны при больших прогибах // Исследования по теории сооружений.- 1980. № 24. - С. 115-120.

28. Деменев М.Г. Разработка конструкций покрытий с применением мембранных панелей : Дис. канд. тех. наук. М.: 1990 - 234 с.

29. Джапаридзе Г.М., Мухадзе Л.Г. Расчет висячих прямоугольных мембран с различными граничными условиями // Статистические и динамические задачи строительных конструкций. Тбилиси: 1981. - С. 5-11 .

30. Дыховичный Ю.А. Большепролетные конструкции сооружений Олим-пиады-80 в Москве. М.: Стройиздат, 1982. - 277 с.

31. Еремеев П.Г. Пространственные тонколистовые металлические конструкции покрытий. М.: АСВ, 2006 г. - 560 с.

32. Еремеев П.Г. Эффективные конструкции металлических мембранных оболочек на плоском замкнутом опорном контуре : Автореф. дис. на соиск. степени докт. тех. наук. -М.: 1991. 53 с.

33. Еремеев П.Г. Влияние податливости опорного контура мембраны на перераспределение в ней усилий // Строительная механика и расчет сооружений. 1984.-№6.-С. 71-75.

34. Еремеев П.Г. Исследование работы замкнутого опорного контура мембранных оболочек // Строительная механика и расчет сооружений. 1981. - № 4. -С. 11-14.

35. Еремеев П.Г., Арончик А.Б. Исследование работы тонкого металлического листа на сдвиг // Строительная механика и расчет сооружений. 1983. -№4.-С. 29-33.

36. Еремеев П.Г., Присяжной В.Б. Экспериментальные исследования квадратных мембран с податливым контуром // Строительная механика и расчет сооружений. 1985. - № 5. - С. 58-61.

37. Еремеев П.Г., Туснин А.Р. Влияние эксцентричного крепления мембраны к опорному контуру на перераспределение усилий в системе // Строительная механика и расчет сооружений. 1990. - № 1. - С. 8-13.

38. Еремеев П.Г., Деменев М.Г. Экспериментальные исследования мембранные исследования мембранных панелей // Строительная механика и расчет сооружений. 1992. - № 2.- С. 84-88.

39. Иванов М.А. Строительство и натурные испытания экспериментального мембранного покрытия // Висячие покрытия: Труды НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1973. - Вып. 6. - С. 70-78.

40. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир. - 1975 -541 с.

41. Корнишин М.С. Нелинейные задачи теории пластин и оболочек и методы их решения. М.: Наука. - 1964. - 268 с.

42. Кутухтин Е.Г., Гольденгерш Л.Ф. Перспективы развития легких металлических конструкций комплектной поставки // Промышленное строительство. -1987. №7.-С. 4-8.

43. Ладыженский Д.В., Роменский И.В. Трудоемкость заводского изготовления мембранных конструкций // Металлические ограждающие конструкции для промышленного строительства. Свердловск: 1983. - 39 с.

44. Лившиц Я.Д. Критерий нелинейности пластин // Прикладная механика. 1965.-Т. I. - .№ 8. - С. 17-22.

45. Лившиц Я.Д. Расчет тонких плит, опертых на упругий контур // Труды КАДИ. Киев: I960. - Сб. 4. - С. 106-119.

46. Лившиц Я.Д., Григорьева В.Л. Расчет гибких пластин шаговым методом // Прикладная механика. 1974. - Т. 10. - № 10. - С. 54-59.

47. Ленский В.В. Разработка и исследование мембранных металлических конструкций оболочек шатрового типа : Автореф. дис. канд.техн.наук. М.: 1984.-21 с.

48. Леонтьев Н.Н., Соболев Д.Н., Амосов А.А. Основы строительной механики стержневых систем. М.: АСВ, 1996. - 541 с.

49. Лопатто А.Э. Шухов В.Г. выдающийся русский инженер. - М.: АН СССР, 1961. - 127 с.

50. Лукаш П.А. Основы нелинейной строительной механики. М.: Строй-издат 1979.-208 с.

51. Лурье A.M. Статика тонкостенных упругих оболочек. М.-Л.: Гос-стройиздат, 1947.—252с.

52. Лужин О.В., Злочевский А.Б., Горбунов И.А., Волохов В.А. Обследование и испытание сооружений. М.: Стройиздат, 1987. - 264 с.

53. Людковский И.Г. Комбинированные висячие покрытия // Висячие покрытия: Труды НИЖБ. М.: Стройиздат, 1973. - Вып. 8. - С. 18-22.

54. Людковский И.Г. Опыт замены покрытия промышленного здания без остановки производства о применением висячей оболочки. М.: ВНИИС, 1986. -56 с.

55. Людковский И.Г., Москалев Н.С., Мангуев Б.И. Мембранное покрытие с крестообразным опорным контуром // Висячие покрытия. Труды НИИЖБ. -М.: Стройиздат, 1971. Вып. 8. — С. 23-26.

56. Людковскии И.Г., Иванов М.А., Пасюта А.В., Филякин А,А. Висячие оболочки покрытия с внешним.листовым армированием //На стройках России. -1987. .№ 11,-С. 7-11.

57. Людковский И.Г., Иванов М.А. Висячие покрытия в виде тонколистовых мембран // Пространственные конструкции зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1972. - Вып. I,— С. 139-144.

58. Малый В.И., Должиков И.Л., Аляутдинов М.Н., Куликов В.Д. Расчет упругих мембранных покрытий с гибким опорным контуром // Строительная механика и расчет сооружений. 1981. - № 2. - С. 18-22.

59. Мембранные конструкции зданий и сооружений: Справочн. пособие.

60. Под общ.ред. В.И.Трофимова и П.Г.Еремеева. ЦНИИ Строительных конструкций им. В.А. Кучеренко. М.: Стройиздат, 1990. - 446 с.

61. Методика технико-экономического анализа мембранных конструкций / Д.В.Ладыженский, А.П.Скалаухов, И.В.Роменский. Макеевский инж.-строит. ин-т. Деп. во ВНИИИС Госстроя СССР, № 5464 - Макеевка: 1984. - 25 е.

62. Назаров А.А. Основы теории и методы расчета пологих оболочек. Л,-М.: Стройиздат, 1966. - 303 с.

63. Нищев В.Н. Монтаж зданий из легких стальных конструкций. М.: Высшая школа 1987 - 72 с.

64. Новожилов В.В. Теория тонких оболочек. Л.: Судпромиздат, 1962. -431 с.

65. Носач В.В. Решение задач аппроксимации с помощью персональных компьютеров. М.: Бином, 1994. 381 с.

66. Отто Ф. Висячие покрытия. М.: Госстройиздат, 1960. -174 с.

67. Павлов Б.Г., Беляев В.Ф., Каплун Я.А. и др. Анализ стальных каркасов одноэтажных производственных зданий // Строительство и архитектура. М.: ВНИИИС, 1986. - Вып. 2. - С. 2-8.

68. Пасюта А.В. Двухпролетное мембранное покрытие производственных зданий // Технология, расчет и конструирование железобетонных конструкций. -М.: 1986.-С. 91-95.

69. Пасюта А.В. Исследование прямоугольной висячей оболочки с внешним листовым армированием // Бетон и железобетон. -1988. № 10. - С. 7-9.

70. Пасюта А.В. Прочность и жесткость прямоугольной в плане висячей железобетонной оболочки с внешним листовым армированием : Автореф. дис. канд.техн.наук. М.: 1989. - 20 с.

71. Петров В.В. Метод последовательных нагружений в нелинейной теории пластин и оболочек. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1975. - 119 с.

72. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня и групп возгораемости материалов. М.: Стройиздат, 1985.- 61 с.

73. Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП П-23-81 ).

74. Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.-148 с.

75. Постнов В.А., Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчетах судовых конструкций. JL: Судостроение, 1974. - 341 с.

76. Присяжной В.Б. Разработка металлических мембранных конструкций покрытии на прямоугольном плане для промышленных зданий : Автореф. дис. канд. техн.наук.- М.: 1985. 25 с.

77. Прицкер А.Я. Мембранные конструкции в общественных и промышленных зданиях // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1983. - № 8. -С. 25-28.

78. Программа для статического и динамического расчета пластинчато-стержневых систем с учетом геометрической нелинейности «Гамма-2». Киев: КиевЗНИИЭП, 1980. - 124 с.

79. Разработка экспериментальных проектов производственных зданий с мембранным покрытием. Том 1. Пояснительная записка. Гос. заказ 4-4-88. ГПИ Иркутский Промстройпроект. Иркутск: 1989. - 91 с.

80. Рекомендации по проектированию железобетонных с внешним листовым армированием висячих покрытий при реконструкции предприятий без остановки производства. М.: НИИЖБ, 1984. — 254 с.

81. Рекомендации по проектированию мембранных покрытий на прямоугольном плане для реконструируемых зданий и сооружений. М.: ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко. 1986. - 90 с.

82. Роменский И.В. Оптимизация конструкций мембранных покрытий положительной гауссовой кривизны на прямоугольном и круглом плане : Автореф. дис. канд.техн.наук. М.: 1989. - 21 с.

83. Ржаницын А.Р. Представление сплошного изотропного упругого тела в виде шарнирио-стержневой системы // Исследование по вопросам строительной механики и теории пластичности. М.: Госстроииздат. -1956. № - 6. - С. 81-96.

84. Ростовцев Г.Г. Продольно-поперечный изгиб прямоугольной пластинки, соединенной на контуре с ребрами // Инженерный сборник АН СССР. 1952. - т. 8.-С. 83-104.

85. Ружанский И.Л. Висячие конструкции покрытий. Обзор. М.:

86. ВНИИИС, 1984. Сер. 8. - Вып. 3. - 94 с.

87. Савкин Н.П., Еремеев П.Г., Цапко Н.П. Огнестойкость тонколистовой алюминиевой мембранной оболочки // Огнестойкость строительных конструкций. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1977. Вып. 5. - С. 62—66

88. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 36 с.

89. СНиП П-23-81* . Стальные конструкции Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1991. - 96 с.

90. СНиП 2.03-11-85. Защита строительных конструкции от коррозии. Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 46 с.

91. СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций. М.: 2005.- 132 с.

92. Современные пространственные конструкции (железобетон, металл, дерево, пластмассы). Справочник. Под. ред. Дыховичного Ю.А., Жуковского Э.З. М.: Высшая школа, 1991.- 543 с.

93. Справочник проектировщика. Расчетно-теоретический. Под ред. А.А.Умайского. М.: Стройиздат, 1960. - 1040 с.

94. Справочник проектировщика. Металлические конструкции (в 3 томах). Под ред. В.В. Кузнецова М.: АСВ, 1998-1999

95. Справочник проектировщика. Легкие конструкции одноэтажных производственных зданий. /Е.Г. Кутухтин, В.М. Спиридонов Ю.Н. Хромец. М.: Стройиздат, 1988. - 264 с.

96. Тимошенко С.П. Устойчивость упругих систем. М.: Гостехиздат, 1955.-567 с.

97. Тоцкий О.Н. Исследование мембранных металлических конструкций авиационных сооружений : Дис. д-ра техн. наук. М.: 1977. -478 с.

98. Трофимов В.И. Большепролетные пространственные покрытия из алюминиевых конструкций. М.: Стройиздат, 1975. - 165 с.

99. Трофимов В.И. Исследование и разработка висячих покрытий зданий // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1983. № 8. - С. 3-12.

100. Трофимов В.И., Каменский A.M. Легкие металлические конструкциизданий и сооружений. -М.: Наука, 1997, 592 с.

101. Трофимов В.И. О дальнейшем развитии большепролетных металлических конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. 1980. - № 5. -С. 7-11.

102. Трофимов В.И. Современное состояние и перспективы развития пространственных покрытий зданий в СССР // Развитие металлических конструкций. Работы школы Н.С. Стрелецкого. М.: Стройиздат, 1987. - С. 220-229.

103. Трофимов В.И., Еремеев П,Г\, Давыдов Е.Ю. Мембранные тонколистовые висячие покрытия. М.: ВНИИИС, 1981. - 66 с.

104. Трофимов В.И., Микулин В.Б., Илленко К.Н. и др. Мембранная кровля демонстрационного зала в г. Фрунзе // Монтажные и специальные работы в строительстве. 1975. - № 2. - С. 12-15.

105. Трофимов В.И., Микулин В.Б., Прицкер А .Я. и др. Мембранные конструкции зданий и сооружений Киев: Буд1вельник, 1986. -176 с.

106. Туснин А.Р. Разработка и проектирование конструкций из тонкостенных стержней открытого профиля// Дис. на соискание степени доктора техн. наук-М.: 2002-310 с.

107. Уалиев А. Н. Разработка многопролетной мембранно-лучевой системы покрытия : Дис. канд. техн. наук М.: 1993 - 244 с.

108. Унифицированные стальные конструкции покрытия на основе мембранных панелей с применением атмосферостойких сталей для пролетов 18, 24 и 30 м при поэлементном и блочном монтаже. Технические решения. Киев: УКРНИИПСК, 1987. - 46 с.

109. Фельдман Е.Ш. Мембранное покрытие на прямоугольном плане // Висячие покрытия: Труды НИИЖБ. М.: Стройиздат, 1973. - Вып. 8. - с. 133.

110. Фельдман М.Р. К теории изгиба прямоугольных пластин с большимипрогибами // Исследования по теории сооружений. М.: 1970. - Вып. IX. - С. 173-190.

111. Феппль А., Феппль JL Сила и деформация. М.: Гостехиздат, 1933. -276 с.

112. Шарапан И.А. Параметры прямоугольного конечного элемента // Механика стержневых систем и сплошных сред: Труды ЛИСИ.-1976. Вып. 9,- С. 512.

113. Шарапан И.А. Шарнирно-стержневые модели упругой среды // Механика стержневых систем и сплошных сред: Труды ЛИСИ. 1970. № 63 - С. 150165.

114. ЦНИИПромзданий. Конструкции мембранных покрытий производственных зданий массового применения (комплектной поставки) пролетами 18-36 м. Технические решения. Тема № 29.88: М.: 1988 54 с.

115. Conway H.D. The large defection of rectangular membranes and plates// Phill. Mag. 1946. ser. 7. -V. 37- P. 767-778.

116. Hideki Magara, Kiyochi Okamura, Mamory Kawaguchi. An analysis of membranes structures engineering. London: 1984. - P. 1-12.

117. Hrennikoff A. Solution of problems in elasticity by the framework methocMurnal of Applied Mechanics/ 1971. - №8. - P. 7-12.

118. Hrennikoff A., Methow C.I., Sen R. Stabily of plates using rectangular bar-celles// In Publication of the LABSA. Zurich: 1972 - V. 32-1. - P. 109-126.

119. Kasio Ishii. Structural desing of cable reinforced membranes structure// Shell and spatial structures engineering. - London: 1984. - P. 56-75.

120. Levy S. Bending of rectangular plates with large deflection// National Advisory Com. Aeronaut (NACA) Reports. 1942. - № 737. P. 63-81.

121. Prescott I. Applied elasticity. London: 1924. - P. 435-442.

122. Seide P. Large deflections of rectangular membranes uniform pressure// Int. I. Nonlinear Mechanics. 1977. - Vol. 12. - P. 397-407.

123. Yang T.Y., Saigal Sunil. A curved quadrilated element for analisis of shells with geometric and material nonlinearities// Int. I. Numer. Meth. Eng.- 1985.- V. 21. -№4.-P. 617-635.

124. Министерство региональногоразвития Российской Федерации V ^

125. Федеральное Государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский проектный и консгрукторско-технологический институт легких конструкций»123022, г. Москва, ул. Красная Пресня, дом 30

126. Тел/факс: (499) 252-63-06, 255-08-95 E-mail: cniiprolk@rambler.ru www.cniiproekt.ru

127. ФГУП «ЦНИИПРОЕКТЛЕГКОНСТРУКЦИЯ» Исх. №. Мб от " -j9 200 г.1. АКТ

128. О практическом использовании результатов диссертационной работы инженера Фарфеля М.И. «Разработка и исследование конструкций двускатного блока из мембранных панелей»