Construction and Architecture Construction and Architecture Строительство и архитектура 2308-0191 2500-1477 197 10.12737/335 05.23.01 Строительные конструкции, здания и сооружения 05.23.01 CONSTRUCTION DESIGNS, BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS 05.23.01 Строительные конструкции, здания и сооружения Geometrically Nonlinear Calculation of Trailing rod designs. Part 1. Calculation of flexible threads Геометрически нелинейный расчет висячих стержневых конструкций. Часть 1. Расчет гибких нитей Свентиков Андрей Александрович Sventikov Andrey Aleksandrovich

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Воронежский государственный архитектурно-строительный университет Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering 01 05 2013 01 05 2013 1 1 7 17 https://conarc.ru/en/nauka/article/197/view

Рассматривается геометрически нелинейный матричный расчет стержневых конструкций с использованием гибких нитей. Первая часть посвящена изучению основных расчетных зависимостей гибких нитей. Установлено, что геометрическая нелинейность гибких стержней зависит от куба соотношения расчета при нулевых смещениях концевых закреплений к его текущему значению. Также выявлено, что конструктивная нелинейность является частным случаем геометрической нелинейности и зависит от степени влияния на НДС гибкой нити нагрузки от собственного веса. Найдено, что предварительная регулировка длин гибких стержней приводит к увеличению доли напряжений от постоянной нагрузки и соответственно к приближению характера работы данных элементов к линейной модели.

Is treated geometrically nonlinear matrix calculation core construction with the use of flexible threads. The first part is devoted to the study the major calculation dependencies of flexible threads. It is established that the geometric nonlinearity of flexible rods depends on the cube of the ratio of the calculation in a zero-offsets end stabilize relations to its current value. Also found that the constructive nonlinearity is a special case of geometrical nonlinearity and depends on the degree of impact on the VDS of flexible thread load on its own weight. It is found that the preliminary adjustment of the length of flexible rods leads to the increase of the share of the stresses of constant load and, accordingly, to the approximation of the nature of the work of these elements into a linear model.

 стержень гибкая нить перемещение деформация усилие конструкция система нелинейность конечный элемент. rod flexible thread displacement deformation effort design system nonlinearity end element.

ВведениеКак известно, основной отличительной особенностью висячих и вантовых конструкций является геометрическая нелинейность, вызванная повышенными упругими удлинениями высокопрочных элементов и кинематическими перемещениями узлов [1, 2, 3]. Исходя из этого является актуальной разработка эффективных матричных алгоритмов расчета подобных конструктивных систем. Так как в основе расчета висячих стержневых конструкций лежит изучение нелинейного поведения гибких нитей, первоначально рассмотрим расчетные аспекты данных конструктивных элементов висячих конструкций.Расчетные предпосылки и основные расчетные зависимостиВ качестве основного расчетного метода использован метод конечных элементов (МКЭ) в форме метода перемещений. При составлении расчетной схемы конкретной висячей системы по МКЭ будем аппроксимировать гибкие нити идеализированными прямолинейными стержнями. Предварительно укажем несколько особенностей поведения гибких нитей под нагрузкой:нить воспринимает преимущественно узловую нагрузку, которая прикладывается через концевые сечения (исключение составляют собственный вес и ветровая нагрузка);гибкая нить ввиду малой изгибной жесткости не может воспринимать сжимающие усилия и находится в провисающем состоянии;гибкая нить как элемент конструкции всегда находится в условиях центрального растяжения. 

Качурин В.К. Теория висячих систем. М.: Госстройиздат, 1962. 224 с. Kachurin V.K. Teoriya visyachikh sistem. M.: Gosstroyizdat, 1962. 224 s. Москалев Н.С. Конструкции висячих покрытий. М.: Стройиздат, 1980. 331 с. Moskalev N.S. Konstruktsii visyachikh pokrytiy. M.: Stroyizdat, 1980. 331 s. Кирсанов Н.М. Висячие системы повышенной жесткости. М.: Стройиздат, 1973. 116 с. Kirsanov N.M. Visyachie sistemy povyshennoy zhestkosti. M.: Stroyizdat, 1973. 116 s. Михайлов В.В. Предварительно напряженные комбинированные стержневые и вантовые конструкции. М.: Издательство АСВ, 2002. 256 с. Mikhaylov V.V. Predvaritel'no napryazhennye kombinirovannye sterzhnevye i vantovye konstruktsii. M.: Izdatel'stvo ASV, 2002. 256 s. Перельмутер А.В. Основы расчета вантово-стержневых систем. М.: Стройиздат, 1969. 190 с. Perel'muter A.V. Osnovy rascheta vantovo-sterzhnevykh sistem. M.: Stroyizdat, 1969. 190 s. Демидович Б.П. Основы вычислительной математики / Б.П. Демидович. И.А. Марон. СПб.: Лань, 2006. 672 с. Demidovich B.P. Osnovy vychislitel'noy matematiki / B.P. Demidovich. I.A. Maron. SPb.: Lan', 2006. 672 s. Устинов С.М. Вычислительная математика / С.М. Устинов, В.А. Зимницкий. СПб.: БХВ-Петербург, 2009. 336 с. Ustinov S.M. Vychislitel'naya matematika / S.M. Ustinov, V.A. Zimnitskiy. SPb.: BKhV-Peterburg, 2009. 336 s. Стрелецкий Н.Н. Решетчатые комбинированные системы мостов / Н.Н. Стрелецкий. М.: Дориздат, 1953. 219 с. Streletskiy N.N. Reshetchatye kombinirovannye sistemy mostov / N.N. Streletskiy. M.: Dorizdat, 1953. 219 s. Рабинович И.М. Вопросы теории статического расчета сооружений с односторонними связями. М.: Строй издат, 1975. 144 с. Rabinovich I.M. Voprosy teorii staticheskogo rascheta sooruzheniy s odnostoronnimi svyazyami. M.: Stroy izdat, 1975. 144 s.