автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Разработка, конструирование и исследование деревянного ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости и сборно-разборными узлами

На правах рукописи

ДЕРИГЛАЗОВ Олег Юрьевич

РАЗРАБОТКА, КОНСТРУИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕРЕВЯННОГО РЕБРИСТО-КОЛЬЦЕВОГО КУПОЛА С БЛОКАМИ ЖЕСТКОСТИ И СБОРНО-РАЗБОРНЫМИ УЗЛАМИ

05.23.01 - Строительные конегрукции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЭ159549

Тотс-2007

003159549

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Томском государственном архитектурно-строительном университете (ГОУ ВПО ТГЛСУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

Инжутов Иван Семенович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор.

Картопольцев Владимир Михайлович

кандидат технических наук, доцент. Пуртов Вячеслав Васильевич,

Ведущая организация^ ОАО «ЦНИИПромзданий»

Защита состоится «02» ноября 2007 г. в 14<KJ часов на заседании диссертаци онного совета Д 212.265.01 при ГОУ ВГ10 Томском государственном архитектурно строительном университете по адресу: 634003 г. Томск, пл. Соляная, 2, 307/5. Факс: (3822) 65-03-17, e-mail: tsuab@sibmail.com

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ НПО Том ского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан » сентября 2007 г.

диссертационного совета

Ученый секретарь

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Общеизвестно, что пространственные конструкции на основе древесины более эффективны по сравнению с плоскостными Они конкурентоспособны и по сравнению с аналогичными конструкциями одного класса из других традиционных материалов Легкость конструкций из дерева дает возможность (при равенстве суммарного веса) перевезти их в пятнадцать раз больше по сравнению с металлическими, а, следовательно, в пятнадцать раз сократить расходы на эти цели

Одними из наиболее распространенных пространственных конструкций с применением древесины являются ребристо-кольцевые купола Купольные покрытия из сборных деревянных элементов удачно сочетают в себе архитектурную выразительность и эффективность пространственных конструкций с технологичностью арочных Между тем, широкое внедрение куполов сдерживается отсутствием или недостаточной проработкой в нормативной, научно-технической и справочной литературе указаний и рекомендаций по конструированию и расчету таких конструкций Также не имеется обстоятельных исследований куполов с учетом изменения физико-механических свойств древесины в процессе эксплуатации, обусловленных существенной податливостью в узловых соединениях конструкций, изменчивостью прочности и деформативности древесины в зависимости от длительности действия нагрузки, физической нелинейностью древесины

Задачи повышения надежности, прочности и долговечности конструкций и сооружений, эффективного их использования, снижения материалоемкости и стоимости во все времена остаются важнейшей целью строительной отрасли

Поэтому разработка, исследование и совершенствование купольных конструкций на основе древесины не только актуальны, но и определяют новизну

Объект исследования: деревянный ребристо-кольцевой купол с блоками жесткости

Предмет исследования: конструкторские особенности и напряженно-деформированное состояние деревянного ребристо-кольцевого купола

Цель работы: разработка, конструирование и исследование деревянного ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости и сборно-разборными узлами, отвечающими требованиям быстрого монтажа и демонтажа, оценка влияния податливости узлового соединения, длительности действия нагрузки и физической нелинейности древесины Задачи исследования:

- обобщить и проанализировать опыт конструкторских разработок в направлении предпринятых автором исследований,

- разработать новую конструктивную форму ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости,

- разработать новые технические решения узлов для полученной конструктивной формы купола, обладающие надежностью, экономичностью, отвечающие требованиям быстрого монтажа и демонтажа,

- провести численный эксперимент для исследования напряженно-деформируемого состояния ребристо-кольцевого купола с использованием программных комплексов «SCAD» и «ЛИРА»,

- провести физический эксперимент по исследованию пролетного узла ребристо-кольцевого купола, выполненного в натуральную величину, с целью изучения характера его работы и проверки достоверности численного эксперимента,

- разработать рекомендации по расчету, конструированию и изготовлению деревянных ребристо-кольцевых куполов с блоками жесткости и сборно-разборными узлами,

- осуществить внедрение результатов исследований в практику проектирования и строительства

Методология работы.

Физический эксперимент выполнялся с использованием современного аттестованного измерительно-вычислительного оборудования в лаборатории деревянных конструкций при Томском государственном архитектурно-строительном университете и в лаборатории испытания строительных конструкций Института архитектуры и строительства Сибирского федерального университета, что обеспечило необходимую достоверность полученных результатов

Научная новизна работы:

- обоснована и исследована новая конструктивная форма ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости (новизна подтверждена патентом РФ на изобретение № 2298618),

- предложены и исследованы новые варианты узловых соединений купола,

- разработана расчетная модель конструкции ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости,

- оценены влияния податливости узлового соединения, длительности действия нагрузки и физической нелинейности древесины на напряженно-деформированное состояние ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости

Практическая значимость работы: разработаны до стадии альбомов рабочих чертежей конструкции ребристо-кольцевых куполов с блоками жесткости, выполненных из цельной древесины для пролетов от 9 до 36 м, обладающие прочностью, надежностью и долговечностью, а также мобильностью и малой массой, применяемые для быстровозводимых зданий Предложены рекомендации по формообразованию, конструированию, расчету, изготовлению, сборке и монтажу ребристо-кольцевых куполов, позволяющие

снизить материалоемкость, трудоемкость изготовления и стоимость «в деле» по сравнению с известными типовыми решениями

Достоверность теоретических положений, расчетных и физических моделей, обоснованность выводов обеспечивается корректностью поставленных задач и использованием общепринятых в механике твердого деформированного тела и строительной механике гипотез и допущений Сравнение результатов численного эксперимента, выполненного посредством ВК «ЛИРА, лицензия № 521821425» и «SCAD, лицензия № 2E2DDBFB», подтверждаются хорошим согласованием с данными, полученными в ходе физического эксперимента

Реализация результатов диссертационной работы: Результаты исследований использованы при проектировании реальных конструкций разработанного ребристо-кольцевого купола в Красноярском «Гражданпроекте», ОАО «Томскводпроекте», ООО СП «Рекон» (г Томск), ООО «Сибирской строительной компании - ТМ» (г Томск) Личный вклад диссертанта состоит

- в разработке конструктивной формы ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости,

- в разработке технических решений сборно-разборных узлов купола,

- в разработке методики и проведении численного эксперимента ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости,

- в разработке методики и проведении численного и физического экспериментов пролетного узла ребристо-кольцевого купола

На защиту выносятся:

- Разработанное автором конструктивное решение ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости и сборно-разборными узлами,

- методика и результаты численных экспериментов по исследованию НДС разработанного купола с учетом влияния податливости узлового соединения, длительности действия нагрузки и физической нелинейности древесины,

- результаты натурного испытания пролетного узла ребристо-кольцевого купола пролетом 12 м,

- рекомендации по проектированию, изготовлению, сборке и монтажу деревянных ребристо-кольцевых куполов с блоками жесткости,

Апробация работы.

Материалы диссертации были доложены, обсуждены и получили положительную оценку на научно-технических конференциях НГАСУ (Новосибирск, 2005-2006 г г), на региональных научно-технических конференциях «Проблемы строительства и архитектуры» (Красноярск, 2005-2007 г г), на Международном симпозиуме «Современные строительные конструкции из металла, дерева и пластмасс» (Одесса, 2006 г), на Международной научно-технической конференции молодых ученых (аспирантов, докторантов) «Актуальные проблемы современного строительства» (Санкт-Петербург, 2007 г )

Публикации.

По материалам диссертационных исследований получен 1 патент РФ на изобретение, опубликованы 1 авторская (3 стр ) и 1 соавторская (8 стр) статьи в журналах, входящих в перечень ВАК РФ Всего по теме диссертации опубликовано 8 печатных работ

Объем и структура диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, рекомендаций, общих выводов, списка литературы из 171 наименования, в том числе 25 наименований на иностранных языках Общий объем работы 183 страницы, 84 рисунка, 9 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проводимых исследований, дана краткая характеристика состояния вопроса, сформулирована цель работы, раскрыта ее научная новизна и практическая ценность полученных результатов

Отмечается, что проблемами совершенствования конструкторских решений, расчетами и исследованиями различных видов соединений элементов посвящены работы многих ученых В А Большакова, П А Дмитриева, А А Журавлева, Е М Знаменского, Г Н Зубарева, В Ф Иванова, И С Инжутова, Г Г Карлсена, М Е Когана, В Г Котлова, В М Коченова, Л Р Куправа, Б В Лабудина, Б К Михайлова, В А Освенского, В В Пуртова, К П Пятикре-стовского, Ю В Слицкоухова, В В Стоянова, А В Туркова и др Вопросы изучения изменения физико-механических свойств древесины в процессе эксплуатации и длительности действия нагрузки рассмотрены в трудах В В Быкова, С М Ванина, Е Н Квасникова, Р Б Орловича, Е М Панюжева, Л М Перелыгина, А В Прыгункова, Е Н Серова, В А Цепаева, В В Фурсова и др

В первой главе приведен краткий исторический обзор развития купольных конструкций в мировой и отечественной практике Автором отмечается какие величайшие купольные конструкции были построены Из них выделяется купол Пантеона, это самый большой купол в мире XIX века, его диаметр 43,5 м Среди сооружений новейшего времени, особенно замечательными по своей величине, искусной конструкции и изяществу являются купола московского храма Христа Спасителя и петербургского Исаакиевско-го собора

Анализ современных конструктивных решений купольных покрытий с применением древесины показывает, что наиболее широкое распространение в гражданском и промышленном строительстве получили ребристо-кольцевые купола Конструктивные решения таких куполов можно представить следующими примерами Спортивный зал с деревянным куполом в Монтана (США), пролет которого 91,5 м, высота 15,3, основными несущими элементами которого являются меридиональные арки - ребра Уникальное

здание Олимпийского тренировочного комплекса в Такома (США) с деревянным куполом диаметром 256 м является самым крупным в мире по размеру пролета из клееной древесины

Также в первой главе приводятся области рационального применения сборных деревянных куполов, и дается обзор методов расчета ребристо-кольцевых куполов

Во второй главе приведен анализ формообразования, приведен пример реализации положений в разработке ребристо-кольцевого купола пролетом 12 м с различными конструктивными решениями узловых сопряжений

При разработке опытной конструкции автор исходил из целесообразности, необходимости и возможности использовать рациональную конструктивную форму, эффективно использовать свойства применяемых в конструкциях материалов, руководствоваться принципом упрощения конструктивной формы при одновременном уменьшении общей массы конструкции; создать сборно-разборную конструкцию с отсутствием врубок, подтесок и т п, конструировать узлы с учетом требований скоростного монтажа и демонтажа, многократного использования, транспортабельности конструкций, мобильности, наделить конструкцию высокими эстетическими качествами, простотой устройства проемов - ворот, дверей, окон, выполнения конструкции и из других современных материалов и изделий, обеспечения пространственной работы купольной конструкции постановкой системы связей

Обоснованию выбора геометрической схемы купола автор уделил особое внимание, поскольку именно от этого зависят число типоразмеров элементов, конструкция узлов сопряжения, способы изготовления и монтажа элементов и, в конечном итоге, эффективность и надежность конструкции.

Предложенная новая (патент РФ на изобретение № 2298618) конструктивная форма купола, которая базируется на синтезе наилучших свойств двух систем разрезки, меридионально-кольцевой и звездчатой

Суть меридионально-кольцевой системы разрезки заключается в членении поверхности вращения меридиональными и параллельными плоскостями на треугольные (у полюса) и трапециевидные элементы (рис 1)

Рис 1 Меридионально-кольцевая разрезка (а) и разрезка сферы двумя

пучками меридиональных плоскостей с взаимно перпендикулярными осями (б)

К достоинствам этой системы, по мнению автора, следует отнести простоту формы и исполнения узловых сопряжений элементов К очевидным недостаткам можно отнести неэффективность работы при воздействии несимметричных нагрузок, что может быть устранено в многосвязной системе, например, в системе звездчатого типа

При выполнении звездчатой системы разрезки (рис 2) на сферический сегмент наносится сеть меридианов Каждый полученный участок делится четырехугольными ячейками таким образом, чтобы два противоположных узла ячейки располагались на одном меридиане, а два других - на одной параллели

Рис 2 Звездчатая система

а - на основе сети Чебышева, б - на основе сети локсодромий

К недостаткам звездчатой системы можно отнести достаточно большое количество стержней, сходящихся в узле, что приводит к существенному усложнению конструкции узловых элементов

Предложенная автором шахматная система разрезки (рис 3) устраняет основной недостаток звездчатой системы - сгущения сетки, и в тоже время, обладает прочностью и жесткостью при действии несимметричных нагрузках Жесткость конструкции придают раскосы, образующие ромб (блок жесткости), который располагается в плоскости трапециевидных секций купола и раскрепляет их своими вершинами середины длин, тем самым разгружая сходимость элементов в узле и уменьшая расчетную длину меридиональных и кольцевых стержней

Рис 3 Шахматная система разрезки

Использование адресной установки блоков жесткости позволяет, в первую очередь, исключить из общей работы большое количество малона-груженных связей, достичь экономии материала на изготовление купола, а также снизить его массу, что является весьма актуальным, в частности, для сейсмоопасных районов Помимо этого значительно снижается трудоемкость, т к чем меньше связей, тем проще возвести купол

а)

В качестве примера реализации шахматной системы разрезки купола автором был разработан до стадии альбома рабочих чертежей деревянный ребристо-кольцевой купол с блоками жесткости, расставленными в шахматном порядке (рис. 4).

1™

Рис. 4. Деревянный ребристо-кольцевой купол с блоками жесткости, расставленными в шахматном порядке

Ребристо-кольцевой купол имеет вид сегмента, вписанного в сферу радиусом 12 м и высотой 4 м. Отношение стрелы подъема к пролету купола составляет 1:3. Площадь купола составляет 113 м:. Объем внутреннего пространства составляет 235 м\ Купол образован двенадцатью меридиональными ребрами (каждое ребро образовано тремя панелями), тремя кольцами прогонов, сорока восьмью раскосами. В целях унификации панели всех меридиональных ребер имеют длину в осях 2,5 м. Меридиональные ребра располагаются на сфере с углом поворота 30°.

Соединений меридиональных ребер в верхней точки купола происходит при номоши верхнего опорного кольца (рис. 5, а). Верхнее опорное кольцо принято металлическим, состоящим из трубы и усилено приваренным листом железа. Диаметр верхнего опорного кольца принимался конструктивно минимальным, равным 450 мм.

а) Трубя

к- : Л.Н:

Рис. 5. Опорные элементы:

а - верхнее опорное кольцо; б — нижний опорный элемент

Опирание нижнего опорного кольца и меридиональных ребер на нижележащие конструкции происходит с использованием нижнего опорного элемента (рис. 5, б), который в рассматриваемом случае состоит из о!юрной металлической площадки, на которую опирается отрезок трубы.

Покрытие купола предусмотрено из сборных утепленных панелей с креплением в узлах каркаса купола.

С точки зрения автора, одной из основных технических задач при конструировании узловых сопряжений куполов является создание наконечников, которые бы обеспечивали простоту соединения деревянных стержней с узловыми элементами и были бы способны воспринимать усилия сжатия и растяжения, возникающие от внешних нагрузок. Гак: как задачей является создание сборно-разборных конструкций, то в качестве наконечников деревянных стержней рационально использовать изделия из металла.

Анализ научно-технической литературы свидетельствует о том, что до настоящего времени проблема поиска эффективных решений сопряжения стержней многоугольных ребристо-кольцевых куполов остается актуальной.

Ниже изображено одно из ряда разработанных автором решений наконечника стержней, представляющее наибольший технический интерес. Данный наконечник (РКК-12-СРДЗ) служит для образования сборно-разборных узлов деревянного ребристо-кольцевого купола пролетом 12 м (рис. 6).

Рис. 6. Техническое решение наконечника РКК-12-СРДЗ: 1 - узловой элемент; 2 — шаровая опора; 3 - деревянный стержень; 4 - болт; 5 - упорное кольцо; 6 - Г-образная пластина; 7 - шпилька; 8 - хомут

В представленном техническом решении наконечника РКК-12-СРДЗ обеспечена возможность регулировки длины элемента в осях при сборке и в

период эксплуатации, вкручивая или выкручивая болт (4) Так же данное решение наконечника позволяет исключить возможность возникновения изгибающих моментов их, иУ, в стержне за счет использования шаровых опор (2), что для пространственных стержневых конструкций является весьма важным

Предлагаемая конструкция ребристо-кольцевого купола применяется в зданиях различного назначения, в том числе в сельской местности - в культурно-бытовых, производственных, складских одноэтажных зданиях и сооружениях В гражданском строительстве целесообразно применение разработанного деревянного ребристо-кольцевого купола в покрытии залов, общественных зданий, выставочных павильонов, рынков, зданий физкультурно-оздоровительных комплексов, в малоэтажном домостроении В промышленном строительстве деревянные ребристо-кольцевые купола могут применяться в одноэтажных отапливаемых и неотапливаемых зданиях

Таблица 1

Показатели расхода основных материалов ребристо-кольцевых куполов с

Схема и тип купола Расход материалов на купол/ на 1м2

Древесина, м3 Сталь, кг

Многоугольный из цельных брусьев РКК-12-СРД1 1080 9,5

РКК-12-СРД2 1,96 0,017 970 8,6

РКК-12-СРДЗ 952 8,4

Конический из прямолинейных клееных балок 2.61 0,023 881 7,8

Сферический из гну-токлееных балок 2.52 0,022 881 7,8

В табл 1 приведены данные по расходу основных материалов разработанного купола пролетом 12 м с тремя различными видами наконечников, а

также в качестве сравнительного примера представлен расход древесины и стали ребристо-кольцевых куполов с традиционными конструктивными решениями меридиональных арок на 1 м2 плана (для IV снегового района) Из данных табл 1 следует, что в куполах с многоугольными ребрами расход древесины меньше на 28-33 % при перерасходе металла на 8 % Однако, следует иметь в виду, что стоимость прямолинейных клееных элементов в 5-6 раз дороже неклееной древесины, а стоимость криволинейных клееных элементов на 30 % выше, чем прямолинейных клееных

В третьей главе приведены результаты численного эксперимента и оценка напряженно-деформированного состояния разработанного ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости с учетом влияния податливости узлового соединения, длительности действия нагрузки и физической нелинейности древесины

Задачи численного эксперимента являлись следующее изучить с использованием вычислительных комплексов «SCAD» и «Лира» НДС деревянный ребристо-кольцевой купол с блоками жесткости с учетом влияния податливости узлового соединения, исследовать влияние схемы расстановки блоков жесткости на НДС куполов с контрастными схемами, выявить зависимость деформаций и усилий исследуемого купола при длительных нагрузках, выявить зависимость деформаций и усилий исследуемого купола с учетом физической нелинейности древесины

Объектом численного эксперимента являлся деревянный ребристо-кольцевой купол с блоками жесткости, расставленными в шахматном порядке пролетом 24,0 и высотой 6,0 м, образованный шестнадцатью меридиональными ребрами, пятью кольцами прогонов, тридцатью двумя раскосами Панели меридиональных ребер имели длину 2,73 м Сечения всех элементов равны d = 120 мм

Элементы расчетной схемы моделировались для признака схемы № 5 (шесть степеней свободы в узле) В качестве конечного элемента был выбран универсальный пространственный стержень КЭ-10, имеющий возможность располагаться в плоскости произвольно Узлы ребристо-кольцевого купола в расчетной схеме принимались шарнирными

Напряженно-деформированное состояние ребристо-кольцевого купола изучалось по пространственной схеме от действия сосредоточенных сил, приложенных в узлы сходимости меридиональных и кольцевых элементов Расчет выполнялся для двух схем загружения

- полная нагрузка (снеговая для IV района и постоянная) приложена симметрично к куполу,

- постоянная нагрузка приложена симметрично по всей поверхности купола, а снеговая - несимметрично

Заметим, что наибольшие значения несимметричных снеговых нагрузок прикладывались в четверти пролета купола

Расчет узловых соединений конструкций на основе древесины проводили по деформируемой схеме с использованием условного модуля деформа-тивности Еу

Условный модуль деформативности вычислялся в соответствии с методикой, разработанной И С Инжутовым, А Ф Рожковым по формуле

Е__*_

t Rom Р

где Е - исходный модуль упругости, 5 - расчетное предельное значение деформаций податливости, принимаемое в зависимости от предельной деформации узлового соединения (на лобовых врубках и торец в торец - 1,5 мм, на нагелях всех видов - 2,0 мм, в примыканиях поперек волокон - 3,0 мм), 1 - длина стержня, м, к,ф - коэффициент учитывающий кратковременность действия нагрузки, при кратковременной нагрузке к,,, = 0,5, при длительной -kKp = 1, R,.,,, - расчетное сопротивление древесины местному смятию.

Заметим, что в этом методе условный модуль деформативности стержня не зависит от величины продольного усилия и площади поперечного сечения элемента

Длительный модуль упругости, зависящий от влажности древесины и длительности эксплуатации конструкций с учетом развития деформаций последействия, рассчитывался в соответствии с методикой, разработанной В А Цепаевым по формуле

EOT(ö>) = E» ш(т,ю), (2)

где Eü(co) - кратковременный модуль упругости, определяемый для древесины хвойных пород с влажностью ш (%), т(т,ю)- коэффициент длительной деформативности при действии неизменной нагрузки в течение всего срока службы конструкций

Учет в расчетах неупругих деформаций древесины позволяет выявить дополнительные резервы несущей способности конструкции В основу современных расчетов строительных конструкций положены диаграммы деформирования конструкционных материалов

Автором были проведены экспериментальные исследования стандартных образцов древесины сосны при растяжении и сжатии Всего испытано по 10 образцов для каждого вида напряженного состояния Эксперименты проведены в разрывной машине Р-5 на действие статической нагрузки Деформации образцов измерялись посредством тензометрических преобразователей Измерения проведены в реальном масштабе времени расчетно-измерительным комплексом

Результаты экспериментов представлены в виде диаграмм растяжения и сжатия на рис 7

сг,

МПа 1

56

52

44

40

36

32 ;

28

24

20 _ - Л

16 /

12 8 . 1

•• ¡РОР

4 1

растяжение.

'Ч

Сжатае

4 г 12 16 20 24 28 32 36 40 44

£■10

Рис 7 Диаграмма о-е для стандартных образцов древесины сосны при растяжении и сжатии вдоль волокон

Предел пропорциональности при сжатии составил р0Р =15 МПа Соответствующие деформации ес= 15 10"4 Сжатые образцы разрушены напряжением сс тах = 32,3 МПа При растяжении упругие деформации не превысили £р = 35 10"4

Полученные диаграммы работы образцов были аппроксимированы и представлены в виде уравнений

сжатие ес>, = 0,005х?+0,514х,+14,24 , (3)

растяжение ер>1 = -0,00\х22 + 0,473х2 + 34,49 (4)

Неизвестными X] и х2 приняты значения точек аппроксимации, расположенных по оси абсцисс, е0 и £р - соответствующие им полученные деформации для сжатия и растяжения

Физическую нелинейность учитывали предложенным автором коэффициентом относительных напряжений к, отражающим запас несущей способности конструкции при возможном увеличении временной нагрузки или при уменьшении расчетного сечения стержней

(5)

к. =-

Л»

где а, - значения сжимающих напряжений, для сжатых и растянутых стержней, 11в - нормативное значение расчетного сопротивления

Физически нелинейный модуль упругости Еф, определяемый для области неупругих деформаций вследствие учета коэффициента относительных напряжений к, определялся по формулам

<*е. N - сжатие -=-!—

е., Ф р ес.

- сжатие

(6)

тг СТР>

- растяжение Еф = —— =-—,

(7)

где сс>1, ср>1 - значения сжимающего напряжения в 1-точке кривой диаграммы о-е для сжатых и растянутых стержней соответственно, £с „ еР|, -деформации для 1-точки кривой диаграммы а-г для сжатых и растянутых стержней соответственно, >}, - возникающее в стержнях купола продольное усилие, ср -коэффициент продольного изгиба, Б - площадь поперечного сечения элемента с учетом его ослабления

Результаты исследования показали, что при действии симметричной статической нагрузки напряженно-деформированное состояние панелей меридиональных ребер не зависит от количества и месторасположения блоков жесткости

При исходном модуле упругости и несимметричном статическом на-гружении купола наибольшие расчетные значения перемещений узлов составили 1/900 диаметра купола

Учет податливости узловых соединений приводит к увеличению расчетных значений перемещений узлов до 1/760 диаметра купола

Учет длительности действия нагрузки приводит к дальнейшему увеличению расчетных значений перемещений узлов до 1/580 диаметра купола

Учет коэффициента относительных напряжений, который в нашем случае принимался равный к = 2,15, и физически нелинейного модуля упругости позволяют увеличивать расчетные значения перемещения узлов до 1/330 диаметра купола

Сопоставляя картину деформирования куполов с контрастными схемами расстановки блоков жесткости (блоки жесткости отсутствуют РК-1, блоки жесткости расположены в шахматном порядке по поверхности полусферы РК-2, блоки жесткости расположены по всей поверхности полусферы РК-3), установлено, что разница значений нормальных усилий для всех трех схем куполов находится в пределах 13 % При установке блоков жесткости во все ярусы и секции купола (схема РК-3) расчетные значения перемещений узлов достигают 1/2600 диаметра, при схеме РК-2 - 1/760 диаметра, при схеме РК-1 - 1/40 диаметра купола

В четвертой главе приведена методика численного и физического экспериментов по исследованию НДС пролетного узла ребристо-кольцевого купола, выполненного в натуральную величину, с техническим решением наконечника РКК-12-СРДЗ

Для проведения физического эксперимента была разработана и использована установка, предназначенная для испытания пролетного узла реб-

ристокольцевого купола в лабораторных условиях на усилия сжатия и растяжения (рис. 8),

Рис. 8. Схема обозначения основных элементов испытательной установки:

1 - силовой пол; 2 - швеллер №1; 3 - швеллер №2; 4 - панель меридионального элемента; 5 - панель кольцевого элемента; 6 - домкрат; 7 - силоизмерительный датчик (динамометр); 8 - опорный башмак (для сжатых элементов); 9 - опорный башмак (для растянутых элементов); 10 - узловой элемент

Конструкция была подвергнута испытаниям статической нагрузкой. Интенсивность нормативной нагрузки, сосредоточенно приложенной вдоль оси стержней меридиональных элементов, составляет 20 кП. Нагрузку создавали при помощи механических 5 т домкратов и контролировали ее силою-мерительными датчиками (рис. 9, а).

Перед основным испытанием конструкции проводилось пробное за-гружение, принимаемое 10 % от нормативной наг рузки, которое позволяло проверить правильность установки приборов и их способность измерять деформации, удобство осуществления загрузки конструкции, согласованность работы членов испытательной бригады.

В ходе эксперимента величину испытательной нагрузки делили на десять частей. Величину ступени нагрузки принимали равной 10 % или 2 кН от нормативной. После приложения каждой ступени нагружения конструкция выдерживалась под нагрузкой 10 мин, время контролировалось секундомером.

В ходе эксперимента измеряли: - вертикальные перемещения узла при помощи датчика перемещений с тензорезистивной схемой измерения (рис. 9, б);

- горизонтальные перемещения узла при помощи отвеса и жестко закрепленных на основании стенда миллиметровых линеек по направлению X и У;

- напряжения в элементах с помощью проволочных тензорезисторов типа КФ с базой 20 мм и 10 мм (для деревянных и стальных элементов соответственно). В качестве регистрирующего устройства использовали измерительно-вычислительный комплекс (ИБК) М1С-400, заводской № 40104, который имеет сертификат об утверждении типа средств измерений Ки.С.34.010.Л № 9569 ГОССТАНДАРТа России.

Рис. 9, Измерительные датчики: а) силоизмерительный; б) перемещений

Силоизмерительные датчики и датчики перемещений разработаны в лаборатории автоматизации эксперимента при кафедре ЖЕиКК ТГАСУ.

Всего в испытании узла было использовано; тензорезисторов - 20, датчиков вертикальных перемещений - 1, отвесов - 5, силоизмерительных датчиков -2.

Для построения расчетной модели с действительными упругими механическими характеристиками цельной древесины были произведены испытания стандартных образцов. В результате эксперимента были определены значения модулей упругости, которые составил*): вдоль волокон - 9820 МЛа; поперек волокон - 385 МПа.

Численный эксперимент по определению НДС пролетного узла ребристо-кольцевого купола выполнялся с учетом полученных действительных механических характеристик древесины и податливости соединений посредством вычислительных комплексов «SCAD» и «Лира».

В численном эксперименте автор счел необходимым учесть возможные неблагоприятные факторы, которые могут возникать вследствие технологических допусков. Неблагоприятные факторы {эксцентриситеты, возникающие в результате расцентровки осей стержней в узле) моделировались в расчетной схеме жесткими вставками. Величина жесткой вставки принималась равной 4 мм по ГОСТ 21779-82 для 6 класса точности.

Жесткостные характеристики для древесины в расчетной схеме были приняты следующие: условный модуль деформативности, полученный по

формуле (1), значение которого составило Еу = 5557 МПа, коэффициент Пуассона принимался р = 0,5, плотность древесины р = 5,5 кН/м3

В пятой главе изложен анализ результатов численного и физического экспериментов Дана оценка технологичности изготовления натурной конструкции Выполнена оценка несущей способности и деформативности разработанного пролетного узла ребристо-кольцевого для купола пролетом 12 м с учетом неблагоприятных факторов

Изготовление, сборка и монтаж пролетного узла купола выполненного в натуральную величину подтвердили технологичность принятого конструктивного решения и соответствие конструкции скоростному монтажу и демонтажу

Выполненный численный эксперимент пролетного узла ребристо-кольцевого купола позволил выявить, что начальные эксцентриситеты влияют на значения расчетных перемещений не более 1-2 % Наибольший выгиб узла составил 1/478 диаметра купола, наибольшее усилие в стержнях - 20 кН Физический эксперимент показал, что опытная конструкция характеризуется малой деформативностью при нормативной нагрузке наибольший выгиб узла составил 1/438 диметра купола

Разработанная конструкция пролетного узла купола обладает достаточной прочностью, жесткостью и надежностью с коэффициентом безопасности 1,2, и может быть рекомендована для использования ее в составе купольного покрытия, а разработанная конструктивная форма ребристо-кольцевого купола - к применению в строительстве

В конце диссертации приводятся рекомендации по конструированию, расчету и изготовлению деревянных ребристо-кольцевых куполов с блоками жесткости Указана технология изготовления, сборка и монтаж разработанной конструкции, а также представлена огне-биозащита древесины и металла

Произведена сравнительная оценка экономической эффективности ребристо-кольцевых куполов с контрастными конструктивными схемами (рис 10)

А П (руб/м )

1000

РХК-12-СРДЗ

600

500

с — Ибл.же(т й - 11 ячеек

0 0,1 0,2 о,} 04 0*1 Об О,"1 0,8 0 9 1 0

Рис 10 Изменение приведенных затрат

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю -доктору технических наук, профессору Ивану Семеновичу Инжутову, доктору технических наук, профессору Петру Андреевичу Дмитриеву за ценные консультации во время работы над диссертацией, а также коллективам кафедр «МиДК» ТГАСУ и «СК» ИАС СФУ за внимание, помощь и критические замечания, сделанные в процессе подготовки диссертационной работы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Сформулированы принципы формообразования и конструирования ребристо-кольцевого купола со связями с применением калиброванного, в том числе тонкомерного бревна, для зданий различного функционального назначения Предложена новая конструктивная форма ребристо-кольцевого купола, техническая новизна которой подтверждена патентом РФ на изобретение

2 Проведен конструкторский поиск рациональных узловых сопряжений деревянного ребристо-кольцевого купола Разработано три варианта технических решений узлов сопряжения элементов купола Установлено, что наименее металлоемким является узел, основанный на наконечнике РКК-12-СРДЗ

3 В результате численного эксперимента установлено, что учет податливости узловых соединений приводит к увеличению расчетных значений перемещений узлов до 1/760 диаметра купола, учет длительности действия нагрузки приводит к дальнейшему увеличению расчетных значений перемещений узлов до 1/580 диаметра купола, учет коэффициента относительных напряжений к = 2,15 и физически нелинейного модуля упругости увеличивает расчетные значения перемещения узлов до 1/330 диаметра купола

4 Анализ результатов численного и физического экспериментов пролетного узла ребристо-кольцевого купола позволил установить, что опытная конструкция характеризуется малой деформативностью, технологичностью принятого конструктивного решения и высокой скоростью монтажу и демонтажу Показано, что начальные эксцентриситеты узловых сопряжений стержней влияют на значения перемещений узла не более, чем на 2 %

5 Значения перемещения пролетного узла купола составили 1/478 диаметра купола при численном эксперименте и 1/438 диаметра купола при физическом эксперименте

6 Разработанная конструкция пролетного узла купола обладает достаточной прочностью, жесткостью и надежностью с коэффициентом безопасности по нагрузке 1,2

7 Сравнительная оценка экономической эффективности ребристо-кольцевых куполов с различными конструктивными схемами показывает, что предлагаемая конструкция является конкурентоспособной

Публикации по теме диссертации Статьи в журналах, включенных в перечень ВАК

1 Инжутов, И С Ребристо-кольцевой купол со сборно-разборными узлами / И С Инжутов, П А Дмитриев, О.Ю. Дериглазов // Изв вузов Строительство 2007 - № 4 (доля автора 50 %)

2 Дериглазов, О.Ю. Экспериментальное обоснование модуля упругости в численных расчетах конструкций из древесины сосны / О Ю Дериглазов // Вестник ТГАСУ 2007 - № 3 (доля автора 80 %)

Статьи в других печатных изданиях

3 Дериглазов, О.Ю. Ребристо-кольцевой купол с расставленными в шахматном порядке раскосами / О Ю Дериглазов, Д Г Копаница, И С Инжутов, П.А Дмитриев // Современные строительные конструкции из металла и древесины сб науч тр - Одесса ОГАСА, ВАК Украины 2006 -С 58-62 (доля автора50%)

4 Дериглазов, О.Ю. Информационный листок «Пространственно-стержневой купол диаметром 12 м» опубликован в БД «Промышленные инновации» Томского ЦНТИ под № 72-060-05,2005 - 2 с (доля автора 80 %)

5 Дериглазов, О.Ю. Деревянные купольные здания базы отдыха «Даурское» КрасГАСА / О Ю Дериглазов, Д А Куклина, В А Колесников // Проблемы строительства и архитектуры сб материалов XXIV регион научно - технич конф - Красноярск КрасГАСА 2006 - С 56-58 (доля автора 50 %)

6 Дериглазов, О.Ю. Опыт изготовления деревянного геодезического купола диаметром 9 м / О Ю Дериглазов, А В Баранов, С А Чибирьков, М И. Хасанов // Проблемы строительства и архитектуры сб материалов XXV регион научно - технич конф - Красноярск ИАС СФУ, 2007 -С 34-36 (доля автора 50 %)

7 Дериглазов, О.Ю. Опытно-конструкторская разработка ребристо-кольцевого купола / О Ю Дериглазов // Актуальные проблемы современного строительства сб материалов 60-й междунар научно - технич конф - СПб СПбГАСУ, 2007 (доля автора 80 %)

Патент

8 Пат 2298618 Российская Федерация, МПК7 Е 04 В 7/08, Е 04 В 1/32 Ребристый купол / И С Инжутов, П А Дмитриев, В И Жаданов, О.Ю. Дериглазов , заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «ТГАСУ» -№ 2005132118 заявл 17 10 2005, опубл 10 05 2007 - 7 с (доля автора 25 %)

Подписано в печать 2709О7. Формат 60x90/16 Бумага офсет Гарнитура Тайме, печать офсет Уч-изд л 1 Тираж 100 экз Заказ

Изд-во ТГАСУ, 634003, г Томск, пл Соляная, 2 Отпечатано с оригинал - макета в ООП ТГАСУ 634003, г Томск, ул Партизанская, 15

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОБОСНОВАНИЕ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Общие сведения о конструкциях куполов.

1.1.1. Краткий исторический обзор развития купольных конструкций в мировой практике.

1.1.2. Краткий исторический обзор развития купольных конструкций в отечественной практике.

1.1.3. Краткий анализ современных конструктивных решений купольных покрытий с применением древесины.

1.2. Области рационального применения сборных деревянных куполов в отечественном строительстве.

1.3. Обзор методов расчета пространственных систем типа сводчатых и купольных покрытий.

1.4. Обзор методов расчета ребристо-кольцевых куполов.

1.5. Выводы и задачи исследования.

2. ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ДЕРЕВЯННОГО РЕБРИСТО-КОЛЬЦЕВОГО КУПОЛА.

2.1. Общие положения, принятые при разработке.

2.2. Формообразование новой формы ребристо-кольцевого купола.

2.2.1. Общие сведения.

2.2.2. Меридионально-кольцевая система разрезки.

2.2.3. Звездчатая система разрезки.

2.2.4. Шахматная система разрезки.

2.3. Конструирование деревянного ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости.

2.4. Технические решения узловых сопряжений.

2.4.1. Техническое решение наконечника РКК-12-СРД1.

2.4.2. Техническое решение наконечника РКК-12-СРД2.

2.4.3. Техническое решение наконечника РКК-12-СРДЗ.

2.5. Области применения.

2.6. Выводы по второй главе.

3. ЧИСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ РЕБРИСТО-КОЛЬЦЕВОГО КУПОЛА.

3.1. Метод формирования матрицы жесткости стержневых конечных элементов с учетом их узловой податливости. Физическая нелинейность.

3.2. Цели и задачи численного эксперимента.

3.3. Методика численного эксперимента по исследованию напряженно-деформированного состояния ребристо-кольцевого купола пролетом 24 м.

3.4. Результаты численных исследований напряженно-деформированного состояния ребристо-кольцевого купола.

3.4.1. Влияние податливости узловых соединений на НДС.

3.4.2. Влияние схемы расстановки блоков жесткости на НДС.

3.4.3. НДС купола при длительных нагрузках.

3.4.4. Учет физической нелинейности древесины.

3.5. Выводы по третьей главе.

4. МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО И ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТОВ

ПО ИССЛЕДОВАНИЮ НДС ПРОЛЕТНОГО УЗЛА КУПОЛА.

4.1. Цели и задачи исследований.

4.2. Методика проведения физического эксперимента. Оборудование для испытаний.

4.2.1. Испытательная установка. Материалы для испытаний.

4.2.2. Измерительно-вычислительный комплекс. Тарировка.

4.2.3. Этапы эксперимента.

4.2.4. Определение механических характеристик деревянных элементов.

4.2.5. Построение расчетной модели численного эксперимента с учетом неблагоприятных факторов.

5. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННОГО И ФИЗИЧЕСКОГО

ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПРОЛЕТНОГО УЗЛА КУПОЛА.

5.1. Исходные данные и сборка опытной конструкции.

5.2. Результаты численного эксперимента по исследованию НДС пролетного узла ребристо-кольцевого купола.

5.3. Испытания пролетного узла ребристо-кольцевого купола обкаточной нагрузкой.

5.4. Результаты физического эксперимента пролетного узла ребристо-кольцевого купола.

5.5. Выводы по пятой главе.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ, РАСЧЕТУ И ИЗГОТОВЛЕНИЮ ДЕРЕВЯННЫХ РЕБРИСТО-КОЛЬЦЕВЫХ КУПОЛОВ И ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.

Общие положения.

Материалы.

Конструирование и расчет.

Технология изготовления, сборка и монтаж деревянного купола, огне-биозащита.

Сравнительная оценка экономической эффективности ребристо-кольцевых куполов с контрастными конструктивными схемами.

В настоящее время в России наблюдается возрождение интереса к конструкциям на основе древесины. Вместе с тем, развитие конструкций из древесины испытывает здесь существенные трудности, связанные с сокращением объема поставок на отечественный рынок лесоматериалов с развитыми размерами поперечных сечений. В частности, эта проблема отразилась в отказе, в большинстве случаев, от использования в строительстве традиционных плоскостных конструкций, хорошо зарекомендовавших себя ранее. Заметим, что вершинник (тонкая часть ствола) не используется должным образом, а складируется и сжигается в большинстве леспромхозов.

Общеизвестно, что пространственные конструкции на основе древесины более эффективны по сравнению с плоскостными, при этом с увеличением пролетов эффективность возрастает. Снижение стоимости пространственных конструкций по сравнению с плоскостными клеедощатыми конструкциями достигает 30-40 %. Они конкурентоспособны и по сравнению с аналогичными конструкциями одного класса из других традиционных материалов.

Задачи повышения технического уровня и качества конструкций и сооружений, увеличения эффективности их использования, снижения материалоемкости и стоимости во все времена остается важнейшей целью строительного производства.

Проблемы совершенствования конструкторских решений, расчета и долговечности деревянных конструкций содержатся в работах Г.Г. Карлсена, В.Ф. Иванова, И.С. Инжутова, А.А. Журавлева, Б.В. Лабудина, В.В. Стоянова, А.В. Туркова, В.А. Большакова, Г.Н. Свенцицкого, М.Е. Когана, В.А. Освенского, Ю.В. Слицкоухова, и др. Исследованием различных видов соединений элементов деревянных конструкций занимались П.А. Дмитриев, Е.М. Знаменский, В.М. Коченов, В.В. Пуртов и др. Проводятся научно-исследовательские работы в области технологии изготовления, контроля качества и экономики этих конструкций (JI.M. Ковальчук, B.C. Сарычев, С.Н. Пластинин, В.А. Куликов, А.Ф. Новожилов, Н.И. Барановская и др.)

Разработкой, исследованием, а также координацией этих работ в нашей стране занимаются крупные научно-исследовательские институты: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, ЦНИИЭППромзданий, ОАО НАУЧДрев-пром - ЦНИИМОД, ЦНИИЭП им. Б.С. Мезенцева, ЦНИИЭПСельстрой, ЦНИИФ, кафедры и лаборатории строительных, лесотехнических и политехнических институтов, университетов (МГСУ, СПбГАСУ, НАС СФУ, ТГАСУ, НГАСУ, РГСУ УралГТУ, АЛГТУ и др.) проектные организации (ГипроНИсельхоз, Гипролеспром, "Проектный институт" (ПИ-1) и др.). Вопросы индустриального производства и применения деревянных конструкций обсуждаются в проходящих ежегодно международных научно-технических конференциях в Одессе, Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске, Красноярске, в ряде семинаров, выставок.

Все это позволило решить большой комплекс проблем и задач по созданию и совершенствованию различных видов деревянных конструкций, в том числе и новых. Однако, многие из них требуют своего решения в связи с меняющимися технологическими принципами, появлением новых материалов и конструкций. Так не получили еще должного развития пространственные конструкции на основе древесины.

Между тем, опыт предыдущих лет со всей очевидностью показал, что пространственные конструкции начала XX века являются эффективными, несмотря на то, что страдают существенным недостатком - многодельно-стыо и неиндустриальностью. Но это препятствие может для некоторых конструкций преодолено сегодня благодаря наличию высокопроизводительного заводского оборудования по изготовлению и обработке элементов ДК. Перед проектировщиками встает задача выбрать среди пространственных конструкций такие, которые бы отвечали всем требованиям индустриальности, начиная с изготовления и кончая монтажом ДК. К числу таких конструкций можно отнести купольные покрытия. Купола издавна применялись в нашей стране, известны многочисленные примеры их применения [15, 16, 37, 56, 64, 92,122].

Купольные покрытия из сборных деревянных элементов удачно сочетают в себе архитектурную выразительность и эффективность пространственных конструкций с технологичностью арочных. Между тем, широкое внедрение куполов сдерживается отсутствием или недостаточной проработкой в нормативной, научно-технической и справочной литературе указаний и рекомендаций по конструированию и расчету таких конструкций. Также не имеется обстоятельных исследований куполов с учетом изменения физико-механических свойств древесины в процессе эксплуатации, достаточно подробно рассмотренных в трудах С.М. Ванина, Е.Н. Квасни-кова, JI.M. Перелыгина, А.В. Прыгункова, Е.Н. Серова, В.В. Фурсова, связанных, в первую очередь, с ползучестью и обусловленных существенной податливостью в узловых соединениях конструкций.

Предшествующий опыт эксплуатации деревянных куполов для зданий различного функционального назначения показал, что не во всех случаях они имели достаточную надежность и долговечность. Так, например, в условиях длительной эксплуатации наблюдалось развитие деформаций и, как следствие, появление трещин в покрытии купола. Все это в конечном счете приводило к аварийному состоянию здания, вследствие того, что при проектировании конструкций не было учтено влияние фактора времени на механические свойства материала, прочность и деформативность конструкции в целом. Среди различных факторов, влияющих на показатели долговечности конструкций из древесины, изменчивость прочности и дефор-мативности материалов, обусловленная их зависимостью от длительности действия нагрузки, играет определяющую роль. Решение данного вопроса занимались В.А. Цепаев, Р.Б. Орлович, Е.М. Панюжев, Е.М. Знаменский, В.В. Быков и др.

Учитывая эти обстоятельства, в диссертационной работе рассматриваются вопросы теоретического исследования разработанной нами новой конструктивной формы ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости (патент РФ на изобретение №2298618 [168]), его формообразование, определяется влияние симметрии нагрузки на купол, учитывается упругая податливость узлов, длительность действия нагрузки и физическая нелинейность.

В работе анализируется отечественный и зарубежный опыт исследования, проектирования и строительства деревянных куполов и методы их расчета, ставятся задачи исследования. Даются технические решения узлов сопряжения элементов купола. Проводится физический эксперимент по исследованию пролетного узла купола, полученные опытные данные анализируются и сопоставляются с данными полученными при численном эксперименте. Для расчета экспериментальной конструкции определяются необходимые механические характеристики материала и соединений. Составляется программа и методика проведения физического эксперимента.

Проводится численный эксперимент по определению усилий и перемещений узлов купола при контрастных схемах пространственного раскрепления связями с учетом упругой податливости узлов. Полученные значения сравниваются с новой конструктивной формой, где блоки жесткости устанавливаются в шахматном порядке (адресная установка).

Таким образом, актуальность работы обусловлена:

- ростом объемов работ по строительству малоэтажных зданий разнообразного назначения, потребностью комплексной, рациональной переработки древесины и необходимостью разработки новых эффективных конструкций;

- отсутствие.^надежной методики инженерного расчета деревянных ребристо-кольцевых куполов как пространственно стержневой системы;

- малочисленностью конструктивных решений узлов ребристо-кольцевых куполов для сборно-разборных сооружений;

- в нормативной литературе не отражено влияние длительности действия нагрузки и физической нелинейности древесины для реальных условий эксплуатации.

Учитывая вышеизложенное, целью работы является разработка, конструирование и исследование деревянного ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости и сборно-разборными узлами, отвечающими требованиям быстрого монтажа и демонтажа, оценка влияния податливости узлового соединения, длительности действия нагрузки и физической нелинейности древесины.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

- обобщить и проанализировать опыт конструкторских разработок в направлении предпринятых автором исследований;

- разработать новую конструктивную форму ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости;

- разработать новые технические решения узлов для полученной конструктивной формы купола, обладающие надежностью, экономичностью, отвечающие требованиям быстрого монтажа и демонтажа;

- провести численный эксперимент для исследования напряженно-деформируемого состояния (НДС) ребристо-кольцевого купола с использованием программных комплексов «SCAD» и «ЛИРА»;

- провести физический эксперимент по исследованию пролетного узла ребристо-кольцевого купола, выполненного в натуральную величину, с целью изучения характера его работы и проверки достоверности численного эксперимента;

- разработать рекомендации по расчету, конструированию и изготовлению деревянных ребристо-кольцевых куполов с блоками жесткости и сборно-разборными узлами;

- осуществить внедрение результатов исследований в практику проектирования и строительства.

Научная новизна работы:

- обоснована и исследована новая конструктивная форма ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости (новизна подтверждена патентом РФ на изобретение № 2298618);

- предложены и исследованы новые варианты узловых соединений купола;

- разработана расчетная модель конструкции ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости;

- оценены влияния податливости узлового соединения, длительности действия нагрузки и физической нелинейности древесины на напряженно-деформированное состояние ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости.

Достоверность теоретических положений, расчетных и физических моделей, обоснованность выводов обеспечивается корректностью поставленных задач и использованием общепринятых в механике твердого деформированного тела и строительной механике гипотез и допущений. Сравнение результатов численного эксперимента, выполненного посредством ВК «ЛИРА, лицензия № 521821425» и «SCAD, лицензия № 2E2DDBFB», подтверждаются хорошим согласованием с данными, полученными в ходе физического эксперимента.

Практическая значимость работы заключается в том, что разработаны до стадии альбомов рабочих чертежей конструкции ребристо-кольцевых куполов с блоками жесткости, выполненных из цельной древесины для пролетов от 9 до 36 м, обладающие прочностью, надежностью и долговечностью, а также мобильностью и малой массой, применяемые для быстровозводимых зданий. Предложены рекомендации по формообразованию, конструированию, расчету, изготовлению, сборке и монтажу ребристо-кольцевых куполов, позволяющие снизить материалоёмкость, трудоёмкость изготовления и стоимость «в деле» по сравнению с известными типовыми решениями.

В первой главе приведен исторический обзор развития купольных конструкций в мировой и отечественной практике, представлен анализ современных конструктивных решений купольных покрытий с применением древесины, приведены области рационального применения сборных деревянных куполов, рассмотрен обзор методов расчета пространственных систем типа сводчатых и купольных покрытий.

Во второй главе изложены основные принципы формообразования ребристо-кольцевых куполов, рассматривается конструирование ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости, приведен пример реализации положений в разработке купола пролетом 12 м, с различными техническими решениями узловых сопряжений. Показана область применения и варианты внутренней планировки купола.

Третья глава содержит задачи, методику и анализ результатов численных экспериментов по исследованию напряжённо-деформированного состояния разработанного ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости с учетом влияния податливости узлового соединения, длительности действия нагрузки и физической нелинейности древесины. Сопоставляется картина деформирования куполов с контрастными схемами расстановки блоков жесткости (блоки жесткости отсутствуют; блоки жесткости расположены в шахматном порядке по поверхности полусферы; блоки жесткости расположены по всей поверхности полусферы).

Численные эксперименты проведены с использованием вычислительных комплексов SCAD (Лицензия № 2E2DDBFB) и ЛИРА (Лицензия №521821425).

В четвертой главе представлена цель и методика численного и физического эксперимента по исследованию НДС пролетного узла ребристо-кольцевого купола, выполненного в натуральную величину, с техническим решением наконечника РКК-12-СРДЗ. Рассматривается построение расчетной модели эксперимента с учетом неблагоприятных факторов оказывающих влияние на НДС узлов купола. Описывается испытательная установка, оборудование использованное в эксперименте. Находятся физико-механические характеристики древесины, используемой в эксперименте и необходимые для дальнейшего построения расчетной модели.

Пятая глава посвящена анализу результатов численного и физического экспериментов пролетного узла ребристо кольцевого купола. Дана оценка технологичности изготовления натурной конструкции. Выполнена оценка несущей способности и деформативности разработанного пролетного узла ребристо-кольцевого для купола пролетом 12 м, с учетом неблагоприятных факторов. Основные результаты представлены в виде графиков и таблиц.

В конце диссертации приводятся рекомендации по конструированию, расчету и изготовлению деревянных ребристо-кольцевых куполов с блоками жесткости. Указана технология изготовления, сборка и монтаж разработанной конструкции, а также представлена огне-биозащита древесины и металла.

Произведена сравнительная оценка экономической эффективности ребристо-кольцевых куполов с контрастными конструктивными схемами.

Достоверность научных положений и результатов основывается на использовании современных конечно-элементных методов расчета и программных средств и подтверждается хорошей сходимостью результатов численных и физических экспериментов с опытной конструкцией.

Апробация работы.

Основные положения диссертаций докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях НГАСУ (Новосибирск, 2005-2006 г.г.), на региональных научно-технических конференциях «Проблемы строительства и архитектуры» (Красноярск, 2005-2007 г.г.), на Международном симпозиуме «Современные строительные конструкции из металла, дерева и пластмасс» (Одесса, 2006 г.), на Международной научно-технической конференции молодых ученых (аспирантов, докторантов) «Актуальные проблемы современного строительства» (Санкт-Петербург, 2007 г.). В полном объеме диссертационная работа докладывалась на расширенном научном семинаре кафедры «Металлические и деревянные конструкции» ТГАСУ в 2007 г.

Публикации.

По материалам диссертационных исследований получен 1 патент РФ на изобретение, опубликованы 1 авторская (3 стр.) и 1 соавторская (8 стр.) статьи в журналах, входящих в перечень ВАК РФ. Всего по теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

На защиту выносятся:

- разработанное автором конструктивное решение ребристо-кольцевого купола с блоками жесткости и сборно-разборными узлами;

- методика и результаты численных экспериментов по исследованию НДС разработанного купола с учетом влияния податливости узлового соединения, длительности действия нагрузки и физической нелинейности древесины;

- результаты натурного испытания пролетного узла ребристо-кольцевого купола пролетом 12 м;

- рекомендации по проектированию, изготовлению, сборке и монтажу деревянных ребристо-кольцевых куполов с блоками жесткости.

Объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, рекомендаций, общих выводов, списка литературы из 171 наименования, в том числе 25 наименований на иностранных языках. Общий объем работы 187 страницы, 84 рисунка, 9 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Сформулированы принципы формообразования и конструирования ребристо-кольцевого купола со связями с применением калиброванного, в том числе тонкомерного бревна, для зданий различного функционального назначения. Предложена новая конструктивная форма ребристо-кольцевого купола, техническая новизна которой подтверждена патентом РФ на изобретение.

2. Проведен конструкторский поиск рациональных узловых сопряжений деревянного ребристо-кольцевого купола. Разработано три варианта технических решений узлов сопряжения элементов купола. Установлено, что наименее металлоемким является узел, основанный на наконечнике РКК-12-СРДЗ.

3. В результате численного эксперимента установлено, что: учет податливости узловых соединений приводит к увеличению расчетных значений перемещений узлов до 1/760 диаметра купола; учет длительности действия нагрузки приводит к дальнейшему увеличению расчетных значений перемещений узлов до 1/580 диаметра купола; учет коэффициента относительных напряжений к = 2,15 и физически нелинейного модуля упругости увеличивает расчетные значения перемещения узлов до 1/330 диаметра купола.

4. Анализ результатов численного и физического экспериментов пролетного узла ребристо-кольцевого купола позволил установить, что: опытная конструкция характеризуется малой деформативностью, технологичностью принятого конструктивного решения и высокой скоростью монтажу и демонтажу. Показано, что начальные эксцентриситеты узловых сопряжений стержней влияют на значения перемещений узла не более, чем на 2 %.

5. Значения перемещения пролетного узла купола составили 1/478 диаметра купола при численном эксперименте и 1/438 диаметра купола при физическом эксперименте.

6. Разработанная конструкция пролетного узла купола обладает достаточной прочностью, жесткостью и надежностью с коэффициентом безопасности по нагрузке 1,2.

7. Сравнительная оценка экономической эффективности ребристо-кольце-вых куполов с различными конструктивными схемами показывает, что предлагаемая конструкция является конкурентоспособной.

1. Абовский, Н.П. Современное состояние развития сейсмостойкого строительства. Обзор литературы и патентные предложения кафедры строительной механики и управления конструкциями КрасГАСА / Н.П. Абовский. Красноярск : КрасГАСА, 2006. - 213 с.

2. А.с. 947327 СССР, МКИ3 Е 04 В 1/48, Е 04 В 1/58. Узловое соединение деревянных стержней пространственного каркаса / П.А. Дмитриев, Ю.Д. Стрижаков, С.И. Цибилев. № 3244165/29-33 ; заявл. 02.02.81 ; опубл. 30.07.82, Бюл. № 28. -4с.: ил.

3. А.с. 1654482 А1 СССР, МКИ3 Е 04 В 1/38. Узловое соединение деревянных стержней пространственного каркаса / П.А. Дмитриев, Ю.Д. Стрижаков, С.Г. Комиссаров, С.Ю. Кабаков. № 4611346/33 ; заявл. 01.12.88 ; опубл. 07.06.91, Бюл. № 21. -4 с.: ил.

4. Амиро, И.Я. К определению напряженного состояния оболочек вращения, подверженных действию локальных нагрузок / И.Я. Амиров // Прикладная механика, 1994. т.ЗО. - № 11. - С. 43-49.

5. Андреев, О.О. Учет податливости соединений в методе конечных элементов / О.О. Андреев // сб. науч. тр. вып. 46. - М. : ЦНИИСК им. Кучеренко, 1975.-С. 54-62.

6. Арсеньев, Л.Б. Пневматические сооружения / Л.Б. Арсеньев. М. : НПП «Хитон», www.chiton.org. - 1981.

7. Артюхин, Ю.П. Применение метода граничных элементов для расчета напряженно-деформированного состояния пологих сферических оболочек / Ю.П. Артюхин, М.В. Крамин. Казань : Казан, гос. универ, 1994.-384 с.

8. Атлас деревянных конструкций / К.-Г. Гетц, Д. Хорд, К. Меллер. -М.: Стройиздат, 1985. 272 с.

9. Бадриев, И.Б. Исследование разрешимости стационарных задач для сетчатых оболочек / И.Б. Бадриев, О.А. Задворнов // Изв. вузов. Математика, 1992.-№11.

10. Балабух, Л.И. Контактные задачи сопряжения безмоментных оболочек вращения с упругими кольцами / Л.И. Балабух, Л.Н. Шаповалов // Изв. Акад. наук СССР. Отд-ние техн. наук. Механика и машиностроение. -1962.-№4.-С.77-90.

11. Барашиков, Ю.А. Архитектурно-конструктивное решение купольных покрытий из клееной древесины : автореф. дис. . канд. архит. -М.: 1976.- 17 с.

12. Башкиров, А.С. Антисейсмизм древней архитектуры / А.С. Баш-киров // Раздел I. Калининский гос. педаг. ин-т. Ученые записки. Калинин, 1948.-293 с.

13. Беликов, А.Н. Расчет сферической оболочки при нагружении через круглый фланец в полюсе с учетом реальной диаграммы деформирования / А.Н. Беликов // сб. науч. тр. Самар. ин-т инж. ж-д. трансп. 2004. № 2.-С. 71-79.

14. Биргер, И.А. Стержни, пластинки, оболочки. -М. : Наука, 1992. -390 с.

15. Большаков, В.В. Развитие деревянных конструкций в Советском Союзе за 40 лет / В.В. Большаков // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1959.-№ 3.-С.78-96.

16. Большаков, В.В. Развитие конструкций из дерева и пластмасс /

17. B.В. Большаков // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1967. № 10.1. C. 56-57.

18. Бреббия, К. Методы граничных элементов / К. Бреббия, Ж. Тел-лес, Л. Вроубел. М.: Мир, 1987. - 524 с.

19. Вайнберг, Д.В. Пространственные рамные каркасы инженерных сооружений / Д.В. Вайнберг, В.Г. Чудновский. Киев, Госстройиздат, 1948.-240 с.

20. Вайнберг, Д.В. Расчет пространственных рам / Д.В. Вайнберг, В.Г. Чудновский. Киев, Госстройиздат, 1964. - 308 с.

21. Вопросы расчета современных металлических и деревянных конструкций / под ред. А.А. Клечановского // РИСИ. Ростов-на-Дону, 1973. -122 с.

22. Гаянов, Ф.Ф. Расчет оболочек, подкрепленных ребрами ограниченной длины / Ф.Ф. Гаянов // Расчет строительных конструкций на статические и динамические нагрузки. — Л., 1985.-С. 106-115.

23. Геккелер, И.В. Статика упругого тела / И.В. Геккелер. М., Л. : Гостехтеориздат, 1934. - 287 с.

24. Городецкий, А.С. Компьютерные модели конструкций / А.С. Городецкий, И. Д. Евзеров. К.: издательство «Факт», 2005. - 344 с.

25. ГОСТ 16483.0-89. Древесина. Общие требования к физико-механическим испытаниям. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 10 с.

26. ГОСТ 16483.10-73*. Древесина. Методы определения предела прочности при сжатии вдоль волокон. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 6 с.

27. ГОСТ 16483.24-73*. Древесина. Методы определения модуля упругости при сжатии вдоль волокон. -М.: Изд-во стандартов, 1989. 6 с.

28. ГОСТ 1759.4-87*. Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытания. М.: изд-во стандартов, 1987. - 22 с.

29. ГОСТ 20429-84*. Фольгоизол. Технические условия. М. : Изд-во стандартов, 1985. - 6с.

30. ГОСТ 21779-82. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Технологические допуски. М. : Изд-во стандартов, 1982.- Юс.

31. ГОСТ 24140-80. Скобы и хомуты. Технические условия. М. : Изд-во стандартов, 1980. - 2 с.

32. ГОСТ 24454-80*. Пиломатериалы хвойных пород. Размеры. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 3 с.

33. ГОСТ 27772-88*. Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. М.: изд-во стандартов, 1988. - 21 с.

34. ГОСТ 30340-95. Листы асбестоцементные волнистые. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1996. - 9 с.

35. ГОСТ 8486-86*. Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия. М. : изд-во стандартов, 1986. - 10 с.

36. ГОСТ 926-82*. Эмаль ПФ-133. Технические условия. М. : Изд-во стандартов, 1982. - 7 с.

37. ГОСТ 9573-96. Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные. Технические условия. М. : Изд-во стандартов, 1996. - 8 с.

38. Гохарь-Хармандарян, И.Г. Большепролетные купольные здания. М.: Стройиздат, 1972. - 149 с.

39. Григоренко, Я.М. Изотропные и анизотропные слоистые оболочки вращения переменной жесткости / Я.М. Григоренко. Киев : Наук, думка, 1973.-228 с.

40. Гузь, А.Е. Экспериментальные исследования тонкостенных конструкций / А.Е. Гузь, В.А. Заруцкий. Киев : Наук, думка, 1984. - 240 с.

41. Гусейнов, Н.М. Дифференциальные уравнения пологих сетчатых оболочек с учетом деформации поперечного сдвига / Н.М. Гусейнов, И.Г. Тагиев // Азерб. с-х. ин-т. Кировабад, 1987. - 12 с.

42. Долидзе, Д.Е. Испытание конструкций и сооружений / Д.Е. До-лидзе. М.: Высшая школа, 1975. - 250 с.

43. Ершов, Г.Ф. Исследование устойчивости элементов сетчатого купола с нерегулярной решеткой / Г.Ф. Ершов, Э.Т. Косых, И.А. Тавгень // Теорет. и прикладная механика (Минск). 1989. -№ 16. - С. 99-101.

44. Журавлев, А.А. Купольное покрытие из клеефанерных плит / А.А. Журавлев // Сел. стр-во. 1990. № 5. - С. 21-23.

45. Журавлев, В.А. К расчету подкрепленной оболочки в форме многогранного купола / В.А. Журавлев // Изв. вузов. Стр-во и архитектура. -1986.-№8.-С. 37-40.

46. Заварихин, Д.С. Совершенствование плитно-структурных конструкций с применением клеефанерных труб, включенных в совместную работу с плитными настилами кровли : автореф. дис. . канд. техн. наук / Д.С. Заварихин. СПб., 2004. - 18 с.

47. Заполь, М.Ю. Несущая способность массивных клеедеревянных конструкций в условиях пожара / М.Ю. Заполь, М.Я. Ройтман, Г.Р. Баранов // Промышленное строительство, 1973. -№ 10. 17 с.

48. Зубарев, Г.Н. Конструкция из дерева пластмасс / Г.Н. Зубарев, И.М. Лялин. -М.: Высшая школа, 1980. 279 с.

49. Иванов, В.Ф. Конструкции из дерева и пластмасс / В.Ф. Иванов. -Л. М.: Стройиздат, 1976. - 32 с.

50. Иванов, Е.К. Клееные деревянные конструкции / Е.К. Иванов // Опыт строительства за рубежом. М.: Госстройиздат, 1961. - 84 с.

51. Икрамбаев, М.А. Применение прогрессивных структурных деревянных конструкций на строительных объектах Узбекистана / М.А. Икрамбаев // Строительство и архитектура Узбекистана, 1984. № 11. -С. 4-5.

52. Инжутов, И.С. Пространственные конструкции блочного типа на основе древесины / И.С. Инжутов, П.А. Дмитриев, С.В. Деордиев, В.И. Жаданов // КрасГАСА. Красноярск, 2004. - 120 с.

53. Инструкция по проектированию деревянных конструкций. М. : Стройиздат Наркомстроя, 1940.- 191 с.

54. Исследование в области обеспечения долговечности деревянных конструкций. Под. ред. Л.О. Лепарского. М.: ЦНИИСК, 1976. - 191 с.

55. Исследование рациональных решений большепролетных клееных деревянных зданий с химически агрессивной средой / Отчет ЦНИИПром-зданий, -М.: 1981.-47 с.

56. История строительной техники / под ред. В.Ф. Иванова. Л. - М.: Госстройиздат, 1962. - 560 с.

57. Карлсен, Г.Г. Конструкции из дерева и пластмасс / Г.Г. Карлсен, В.В. Большаков, М.Е. Коган. М.: Стройиздат, 1975. - 688 с.

58. Карлсен, Г.Г. Курс деревянных конструкций / Г.Г. Карлсен. 2-е изд. М.: Стройиздат, 1943. - 634 с.

59. Карпов, В.В. Исследование влияния жесткости ребер на устойчивость пологих оболочек с учетом нелинейности деформаций / В.В. Карпов, Михайлов Б.К // Числ. методы в задачах мат. физики : сб. статей. JI., 1983.

60. Клятис, Г.Я. Современное состояние и перспективы развития стельных конструкций за рубежом (обзор) / Г.Я. Клятис. М. : ЦИНИС, 1969.- 118 с.

61. Кобелев, А.В. Изгиб пластин, соединенных перекрестной системой ребер / А.В. Кобелев // Проблемы расчета строительных конструкций с учетом физической и геометрической нелинейности. JL, 1986. - С. 99104.

62. Кононов, В.А. Расчет многонагельных соединений деревянных конструкций с учетом неточности их сборки и изготовления элементов : автореф. дис. канд. техн. наук/ В.А.Кононов. JI.: 1988. -24 с.

63. Конструкции из дерева и пластмасс / под. ред. Г.Г. Карлсена, Ю.В. Слицкоухова. М.: Стройиздат, 1986. - 543 с.

64. Корчинский, И.Л. Расчет строительных конструкций на вибрационную нагрузку / И.Л. Корчинский. М.: Стройиздат, 1948. - 134 с.

65. Корчинский, И.Л. Динамические характеристики древесины, бетона и железобетона / И.Л. Корчинский // в сб. : Динамические свойства строительных материалов. М.: Стройиздат, 1940. - Р. 29-123.

66. Коченов, В.М. Несущая способность элементов и соединений деревянных конструкций / В.М. Коченов. М.: Госстройиздат, 1953. - 320 с.

67. Краснопольская, Н.Б. Расчет стержневых систем с упруго-податливыми узлами на прочность, устойчивость и колебания : автореф. дис. . канд. техн. наук / Н.Б. Краснопольская; Ленингр. политех, ин-т. Л., 1973.- 16 с.

68. Курдюмов, А.А. К вопросу о расчете перекрытий, подкрепленных несколькими перекрестными связями / А.А. Курдюмов // сб. трудов ЛКИ. -1937.-вып. 1.

69. Куршин, Л.М. Изгиб подкрепленной пластины / Л.М. Куршин, К.А. Матвеев, Е.Г. Подружин // Изв. вузов. Стр-во и архитектура. 1982. -№ 8.-С. 35-38.

70. Лабудин, Б.В. К вопросу о расчете перекрестных балок из сборных клееных деревянных элементов с учетом податливости узлов / Б.В. Лабудин // Конструкции из клееной древесины и пластмасс. Л. : ЛИСИ, 1979,- С. 65-71.

71. Лабудин, Б.В. Совершенствование деревянных клееных конструкций с пространственно-регулярной структурой : дис. д-ра техн. наук. / Б.В. Лабудин. СПб., 2007. - 311 с.

72. Лебедев, В.А. Инженерная теория расчета на прочность цекличе-ски симметричных систем ребристо-кольцевой структуры : автореф. дис. доктора тенх. наук. Л.: ЛИСИ, 1969. - 52 с.

73. Липницкий, М.Е. Купола (Расчет и проектирование) / М.Е. Лип-ницкий. Л.: Стройиздат, 1973. - 129 с.

74. Липницкий, М.Е. Купольные покрытия для строительства в условиях сурового климата / М.Е. Липницкий. Л.: Стройиздат, 1987. - 136 с.

75. Липницкий, М.Е. Железобетонные пространственные покрытия зданий / М.Е. Липницкий, Б.В. Горенштейн, Г.Г. Виноградов. М. : Стройиздат, 1965. - 474 с.

76. Лира. Программный комплекс для расчета и проектирования конструкций. Киев, 2002. Лицензия № 521821425.

77. Менабдишвили, П.З. Применение метода конечных элементов для расчета тонкостенных ребристых оболочечных конструкций / П.З. Менабдишвили // Тбилиси : изд-во «Техн. ун-т». 2002. - 133 с.

78. Миряев, Б.В. Прочность, устойчивость и деформативность сетчатых куполов из дерева и пластмасс : дис. . докт. техн. наук. / Б.В. Миряев. 2006.

79. Михайлов, Б.К. Вопросы расчета оболочек с ребрами и изломами срединной поверхности / Б.К. Михайлов // Исследования по расчету и проектированию сооружений : сб. науч. тр. / Ленингр. инженер.-строит. ин-т №74.-Л., 1972.-С. 103-114.

80. Михайлов, Б.К. Деформативность и устойчивость пространственных пластинчатых систем с разрывными параметрами / Б.К. Михайлов, Г.О. Кипиани. СПб.: Стройиздат, 1996. - 443 с.

81. Михайлов, Б.К. Теория расчета оболочек и пластин с разрывными параметрами : дис. д-ра техн. наук. / Б.К. Михайлов. Л., 1978. - 310 с.

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

83. Никитин, Г.В. К вопросу о влиянии жесткости узлов в пространственных стержневых системах / Г.В. Никитин // сб. науч. тр. Вып. 3 / Ленингр. ин-т инж. коммун, хоз-ва. - Л.: 1936. - С. 58-62.

84. Новожилов, В.В. Теория тонких оболочек / В.В. Новожилов. Л.: Судпромгиз. Ленингр. отд-ние, 1951. - 344 с.

85. Орлович, Р.Б. Длительная прочность деревянных элементов при сложном напряженном состоянии / Р.Б. Орлович // Стр-во и архит. -1986. -№ 11. С.115-117. - (Изв. высш. учеб. заведений).

86. Павилайнен, В.Я. Напряженно-деформирован-ное состояние сферической оболочки при осесимметричном сжатии локальной нагрузкой /

87. B.Я. Павилайнен, О.Б. Терушкина // вторые Поляховские чтения : Всероссийская научная конференция по механике. СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 2000.- 131 с.

88. Попов, А.П. Применение асбестоцементных панелей в конструкциях покрытий одноэтажных промышленных зданий / А.П. Попов // в сб. : Строительная механика расчет и конструирование сооружений. М. : 1970.-вып. 2.-71 с.

89. Пшеничнов, Г.И. Исследование статической задачи подкрепленной ребрами жесткости оболочек вращения / Г.И. Пшеничнов, А.А. Тарасов // Докл. XIII Всесоюз. конф. по теории пластин и оболочек. Таллин, 1983.-С. 108-113.

90. Пятикрестовский, К.П. Пространственные деревянные конструкции / К.П. Пятикрестовский // в кн. : Состояние и перспективы исследований в области деревянных конструкций. М. : ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1983.-С. 49-65.

91. Ревуцкий, В.Н. Устойчивость несовершенных ребристых сферических оболочек / В.Н. Ревуцкий // Прикладная механика. Киев, 1989.1. C. 20-24.

92. Рекомендации по испытанию деревянных конструкций. М. : Стройиздат, 1976. - 28 с.

93. Рекомендации по испытанию соединений деревянных конструкций / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. М.: Стройиздат, 1980. - 40 с.

94. Рекомендации по проектированию деревянных клееных куполов для покрытий залов общественных зданий. ЦНИИЭП им. Б.С. Мезенцева. -М.: 1989.- 115 с.

95. Роша, К.Н. Деревянные клееные конструкции эффективны в промышленном строительстве / К.Н. Роша // Промышленное строительство, 1973.-№3.- 18 с.

96. Рожков, А.Ф. Управляемые блок-секции с предварительно напряженными деревянными элементами : автореф. дис. . канд. техн. наук / А.Ф. Рожков. Красноярск, 2006. - 20 с.

97. Руководство по обеспечению долговечности деревянных клееных конструкций при воздействии на них микроклимата зданий различного назначения и атмосферных факторов // ЦНИИСК им. Кучеренко. М. : Стройиздат, 1981. - 96 с.

98. Рулонные кровельные наплавляемые материалы "РУБЕМАСТ", "CTEKJIOMACT", "ATAKJIOH". Открытое акционерное общество "ОМСККРОВЛЯ", г. Омск, ул. Комбинатская, 38.

99. Сарычев, B.C. Методические рекомендации по технико-экономической оценке деревянных конструкций / B.C. Сарычев, Калугин. -М.: ЦМИПСК при МИСИ им. В.В. Куйбышева, 1981. 82 с.

100. Светозарова, Е.И. К вопросу проектирования и изготовления клеефанерных конструкций / Е.И. Светозарова // в кн : Клееные и клеефа-нерные конструкции с применением пластмасс / сб. науч. трудов ЛИСИ. -Л.: ЛИСИ, 1961.

101. Слезингер, И.Н. Расчет прямоугольных пластин перекрестной системой неполных ребер / И.Н. Слезингер, С. Марега // Изв. вузов. Стр-во и архитектура. 1989. - № 5. - С. 26-29.

102. Слезингер, И.Н. Расчет прямоугольных пластин с перекрестной системой ребер / И.Н. Слезингер // Изв. вузов. Стр-во и архитектура. -1987.-№6.-С. 27-30.

103. СН 420-71. Указания по герметизации стыков при монтаже строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1971. - 17 с.

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

105. СНиП П-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1983. - 33 с.

106. СНиП П-26-76. Кровли. Нормы проектирования. М. : Стройиздат, 1979. -22 с.

107. СНиП 2.01.02-85*. Противопожарные нормы. М. : ЦИТП Госстроя СССР, 1991.-12 с.

108. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М. : ФГУП ЦПП, 2005.-44 с.

109. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии. М.: ФГУП ЦПП, 2003. - 48 с.

110. Соболев, Ю.С. Древесина как конструкционный материал. М. : Стройиздат, 1979. - 248 с.

111. Статический расчет на ЭВМ сквозных конструкций на основе древесины с учетом деформаций податливости узловых соединений / И.С. Инжутов, В.Н. Шапошников, Е.А. Хорошавин, Т.В. Ульянова / КИСИ. -Красноярск, 1990. 44 с.

112. Стрелецкий, Н.С. Стальные конструкции / Н.С. Стрелецкий. -М.: Стройиздат, 1952. 852 с.

113. Стрелец-Стрелецкий, Е.Б. Лира 9.2. Руководство пользователя. Основы. Учебное пособие / Е.Б. Стрелец-Стрелецкий, Ю.В. Гензер-ский, М.В. Лазнюк // под ред. Академика РААСН А.С. Городецкого. К. : издательство «ФАКТ», 2005. - 146 с.

114. Тимошенко, С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек / С.П. Тимошенко. М.: Наука, 1971. -456 с.

115. ТП 101-81. Технические правила по экономическому расходованию строительных материалов. М.: Стройиздат, 1982. - 41 с.

116. ТУ 84-246-85. Мастики тиоколовые строительного назначения. М. : Минздрав РСФСР, 1985. - 5 с.

117. Тур, В.И. К вопросу об устойчивости сетчатых куполов / В.И. Тур // Состояние, перспективы развития и применения пространственных строительных конструкций. Свердловск, 1989. - 77 с.

118. Тур, В.И. Купольные конструкции: формообразование, расчет, конструирование, повышение эффективности : Учебное пособие / В.И. Тур. М.: Издательство АСВ, 2004. - 96 с.

119. Турков А.В. Разработка и исследование ребристого купола : дис. канд. техн. наук / А.В. Турков. Душанбе, 1988.

120. Турковский, С.Б. Опыт применения клееных деревянных конструкций в Московской области / С.Б. Турковский, В.Г. Курганский, Б.Г. Почерняев // НТО Стройиндустрии. М. : Стройиздат, 1987. - вып. 2. -56 с.

121. Туровский, JI.M. К динамическому расчету плоских и пространственных рам с податливыми узлами / JI.M. Туровский // Расчет пространственных конструкций. Вып. 13. - М. : Стройиздат, 1970. - С. 5462.

122. Фридкин, А.Я. Стальные рамы промышленных зданий с упру-го-поддатливыми соединениями в узлах : автореф. дис. канд. техн. наук / А.Я. Фридкин.-Л., 1955.

123. Хайруллин, Ф.С. О расчете оболочечно-стержневых конструкций / Ф.С. Хайруллин // Механика оболочек и пластин : сб. докладов 19 Международной конференции по теории оболочек и пластин. Н. Новгород : Изд-во ННГУ. 1999. - С. 196-200.

124. Хрулев, В.М. Огнестойкость конструкций из дерева и пластмасс / В.М. Хрулев, Р.И. Рыков // Восточно-Сибирское книжное изд-во. Иркутск, 1974. 15 с.

125. Хунагов, Х.С. Напряженно-деформированное состояние оболочки из клееной древесины и фанеры при несимметричных длительно действующих нагрузках : автореф. дис. . канд. техн. наук / Х.С. Хунагов. -М.: 1984.-20 с.

126. Цвингман, Г.А. Деревянные конструкции в капитальном строительстве СССР / Г.А. Цвингман. JI. - М.: Гостройиздат, 1932. - 141 с.

127. Цепаев, В.А. О кратковременном и длительном модуле упругости древесины хвойных пород/ В.А. Цепаев // Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов : материалы международ, науч. практич. конф. ч. 2. Йошкар-Ола, 2004. - С. 87-94.

128. Чураян, A.JI. Некоторые особенности центрических зданий // A.JI. Чураян, Ш.А. Джабуа // Тбилиси, изд. АН Груз. ССР, 1954. 61 с.

129. Ширяев, Г.В. Суперэлементный расчет решетного сферического купола составленного из типовых элементов / Г.В. Ширяев, В.А. Соколов // Облегченные конструкции покрытий зданий. Ростов н/Д, 1984. -С. 40 -45.

130. Шишков, Ю.А. Опыт проектирования сейсмостойких зданий и сооружений в Республике Алтай / Ю.А. Шишков, В.И. Грохотов // Проектирование и строительство в Сибири. 2004. - № 5. - С. 22-28.

131. Щепеткина, Е.Н. Купольные конструкции из клееной древесины / Е.Н. Щепеткина // Теоретические и экспериментальные исследования строительных конструкций. М. : ЦНИИСК им. Кучеренко, 1980. -С. 134-144.

132. Щепеткина, Е.Н. Расчет купольного покрытия из клееной древесины по методу конечных элементов / Е.Н. Шепеткина, В.В. Ульяние, Е.П. Логутова // Несущие деревянные конструкции. М. : ЦНИИСК. -Вып. 7. - № 4. - 1981. - С. 34-42.

133. Щепеткина, Е.Н. Экспериментальные и теоретические исследования напряженно-деформированного состояния новой конструкции куполов из клееной древесины : автореф. дис. . канд. техн. наук / Е.Н. Щепеткина. -М. : 1981. 17 с.

134. Юст, Э.Э. Экспериментальное исследование деревянного ребристого купола / Э.Э. Юст, О.В. Пукк // Тр. Тал. политехи, ин-та. 1989. -С. 85-93.

135. Andre, Ch. Palais des expositions de la foire Avidnoon / Ch. Andre, E. Dexheimer // Technique et architecture, 1978. № 321. - P.48-49.

136. Architectural Forum, 1963. v. 138. -№ 5.-41 p.

137. Biggest Wood Dome Spans 300 Feet. Engineering News-Record, 1957,-v. 158.-№ 2. - P. 32-34.

138. Cement, 1968.-№ 11.-P. 438-440.

139. Couple en bois lamelle-colle pour gymnase. Batir, 1968. - № 169. - 10 p.

140. Davidson, J.B., Centro de deportes bellen Parth-Gran Bretana / J.B. Davidson, T.R. Wabker, J.N. Carnegie // Informes de la Construccion, 1971. — №227.-P. 15-19.

141. Drosche, H. Holzkuppel / H. Drosche // Deutsches Baumeister, 1974. -№ 8. P.736-737.

142. Ilie, G. Structure din elemente de lemalamelat / G. Ilie. Constructii, 1979.-№6.-P. 10-12.

143. Jacnecke, W. Munchen Zirkbau in Holzleimkonstruktion / W. Jac-necke. Schweizer Baublatt, 1967. - № 8. - P. 6-7.

144. Kalnins Arturs Limit pressures of cylindrical and spherical shells / Arturs Kalnins // Trans. ASHE. J. Pressure Vessel Technol. 2005. - № 3, C. 288-292.

145. Li, Zhongxue Shaking table tests of two shallow reticuled shells / Zhongxue Li, Zuyan Shen // Int. J. Solids and Struct. 2006. - № 44, C. 18751884.

146. Marchelin, J.L. Genetic optimization of stiffened plates and shells / J.L. Marchelin // Int. J. Numer. Meth. Eng. 2006. -№ 9, C. 1079-1088.

147. Maurice, J.Rhud Research needed in wood Structuras / J.Rhud Maurice // Journal of the Structural Division. Proceedings of the American Society of Civil Engineering, 1967. v. 93. - № 2. - P.75-89.

148. Monck W. Die Anwendung deklebter freitragender Holz-konstruk-tionen / W. Monck. -Holzindustrie, 1966. №3. - P.76-80.

149. Monck, W. Holzbau. Grundlagen fur Bemessung und Konstruktion / W. Monck.-Berlin, 1974.

150. Nishida, Akemi, Liu Peng / Akemi Nishida, Peng Liu // Mon. J. Inst. Ind. Sci. Univ. Tokyo. 2006. - № 11, C. 45-48.

151. SCAD Group, 252180, Киев, Украина, Чоколовский бульвар, 13, Версия 7.27, лицензия № 2E2DDBFB.

152. Timber arena dome is world is langest. Engineering News-Record, 1968.-v. 181.-№ 15.-P. 44-45.

153. Timber teams with prestressed concret to roof storage dome. Engineering News-Record, 1967, - v. 178. - № 7. - P.28-29.

154. Tsze-Sheng, Shjh. Analysis of ribbed domes with polygonal rings / Shjh. Tsze-Sheng // Proc. of the Amer.Soc. of Civ. Eng., J. of Structural Division, 1956.-v. 82.

155. Wood Cantilevers Support Arena Roof, Engineering News-Record, 1957.-v. 158.-P. 45-46.

156. Wu, T.Y. Axisymmetric bending solution of shells of revolution by the generalized differential quadrature rule / T.Y. Wu, G.R. Liu // Int. J. Pressure Vessels and Pip. 2005. - № 4, C. 149-157.

157. Yamazaki, Koetsu Nohon kikai gakkai ronbunshu / Koetsu Yama-zaki, Yuya Koitabashi // A = Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. 2006. - № 63. -C. 1730-1736.

158. Yan, Wen-jun Hebei gongue daxue xuebao / Wen-jun Yan, Hong-kai Wang // J. Hebei. Univ. Technol. 2002. - № 4. - C. 77-80.

159. Zuzuland university arena and auditorium / Neal D. Jn : Proseed-ings of the IASS symposium held June 1980 at Oulu, Finland, 1980. - P. 107— 116.

160. Работы автора, на которые имеются ссылки в тексте

161. Дериглазов, О.Ю. Информационный листок "Пространственно-стержневой купол диаметром 12 м" опубликован в БД "Промышленные инновации" Томского ЦНТИ под № 72-060-05, 2005. 2 с.

162. Инжутов И.С. Ребристо-кольцевой купол со сборно-разборными узлами / И.С. Инжутов, П.А. Дмитриев, О.Ю. Дериглазов // Изв. вузов. Строительство. 2007. № 4.

163. Пат. 2298618 Российская Федерация, МПК7 Е 04 В 7/08, Е 04 В 1/32 . Ребристый купол / И.С. Инжутов, П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов, О.Ю. Дериглазов ; заявитель и патентообладатель ГОУВПО «ТГАСУ» -№2005132118 заявл. 17.10.2005; опубл. 10.05.2007. 7 с.

164. Дериглазов, О.Ю. Опытно-конструкторская разработка ребристо-кольцевого купола / О.Ю. Дериглазов // Актуальные проблемы современного строительства : сб. материалов 60-й междунар. научно технич. конф. - СПб : СПбГАСУ, 2007.

165. Дериглазов О.Ю. Экспериментальное обоснование модуля упругости в численных расчетах конструкций из древесины сосны / О.Ю. Дериглазов // Вестник ТГАСУ. 2007. № 3.