ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ


DOI: http://dx.doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-6-475-484

Полный текст:


Аннотация

Цель работы – выделить основные направления в развитии пространственных стержневых конструкций. Для этого поставлены задачи: провести обзор известных конструктивных решений, узловых соединений и особенностей проектирования пространственных стержневых конструкций. Сделать выводы о целесообразности усовершенствования рассмотренных конструктивных решений с целью разработки новых, не имеющих недостатков, присущих аналогам. Для решения поставленных задач проведен анализ работ зарубежных и отечественных ученых, посвященных теоретическим, численным и экспериментальным исследованиям напряженно-деформированного состояния и влияния на него различных факторов, а также геометрической оптимизации и проектированию пространственных стержневых конструкций. Проанализированы пространственные стержневые конструкции, в частности структурные плиты и наиболее часто встречаемые конструкции их узлов. Проведен краткий обзор истории развития структурных конструкций. Установлено, что быстрому развитию структурных конструкций способствовал научно-технический прогресс, в частности повышение физико-механических свойств материалов, развитие методов расчета, использование для моделирования условий работы на разные виды нагрузок программных комплексов, что существенно увеличивает точность расчета и уменьшает трудоемкость проектных работ. Также установлено, что основными параметрами, которые влияют на эффективность структурной конструкции, являются геометрические размеры его модульных элементов, соотношение его высоты к пролету покрытия. Изучен мировой опыт по разработке узлов соединения. Приведена общая классификация узловых соединений. Выделены основные преимущества и недостатки существующих пространственных стержневых конструкций. В результате проведенного теоретического исследования установлено, что основным направлением усовершенствования пространственных стержневых конструкций является разработка новых узловых соединений. Учитывая полученные результаты, предложено несколько способов усовершенствования узлов.


Об авторе

Г. М. Гасий
Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка
Украина

Кандидат технических наук, доцент 

Адрес для переписки: Гасий Григорий Михайлович  – Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка, просп. Первомайский, 24, 36011, г. Полтава, Украина    grigoriigm@gmail.com



Список литературы

1. Furche, A. Tragkonstruktionen: Basiswissen für Architekten / A. Furche. Springer Vieweg, 2016. 210 p.

2. Шимановський, О. В. Особливості проектування великопрогонових просторових покриттів на основі структурних плит / О. В. Шимановський, С. М. Беспалов // Будівництво України. 2002. № 5. С. 21–24.

3. Chilton, J. Space Grid Structures / J. Chilton. Boston: Architectural Press, 2000. 180 p.

4. Канчели, Н. В. Строительные пространственные конструкции. 3-е изд., доп. и перераб. / Н. В. Канчели. М.: АСВ, 2009. 112 с.

5. Lan, T. T. Space Frame Structures / T. T. Lan. Boca Raton: CRC Press LLC, 1999. 129 p.

6. Allen, E. Fundamentals of Building Construction. Materials and Methods: 6th ed. / E. Allen, J. Iano. Wiley, 2013. 1024 p.

7. Parke, G. A. R. Space Structures 5 / G. A. R. Parke, P. Disney. London: Thomas Telford Ltd, 2002. 1613 p.

8. Лубо, Л. Н. Плиты регулярной пространственной структуры / Л. Н. Лубо, Б. А. Миронков. М.: Стройиздат, 1976. 105 с.

9. Морозов, А. П. Пространственные конструкции общественных зданий / А. П. Морозов, О. В. Василенко, Б. А. Миронков. Л.: Стройиздат, 1977. 168 с.

10. Геммерлинг, А. В. Структурные конструкции из эффективных гнутых профилей / А. В. Геммерлинг. Саарбрюкен: Lap Lambert, 2014. 137 с.

11. Мітрофанов, С. В. Робота вузлових елементів структурної конструкції / С. В. Мітрофанов // Металеві конструкції. 2012. Т. 18, № 1. С. 17–25.

12. Condit, C. W. American Building Art: the Twentieth Century / C. W. Condit. Oxford University Press, 1961. 427 p.

13. Schueller, W. Horizontal-Span Building Structures / W. Schueller. John Wiley and Sons, 1983. 594 p.

14. Edmondson, A. C. A Fuller Explanation: the Synergetic Geometry of R. Buckminster Fuller / A. C. Edmondson. Pueblo: Emergent World Press, 2007. 339 p.

15. Bai, Y. Novel Joint for Assembly of All-Composite Space Truss Structures: Conceptual Design and Preliminary Study / Y. Bai, X. Yang // Journal of Composites for Construction. 2012. Vol. 17, No 1. P. 130–138.

16. Gerrits, J. M. An Architectonic Approach of Choosing a Space Frame System / J. M. Gerrits // Lightweight Structures in Architecture, Engineering and Construction. 1998. Vol. 2. P. 992–999.

17. Makowski, Z. S. Development of Jointing Systems for Modular Prefabricated Steel Space Structures / Z. S. Makowski // Proceedings of the International Symposium. Warsaw: IASS Polish Chapter, 2002. P. 17–41.

18. Tubular Space Trusses with Simple and Reinforced End-Flattened Nodes-an Overview and Experiments / de S. A. L. Andrade [et al.] // Journal of Constructional Steel Research. 2005. Vol. 61, No 8. P. 1025–1050.

19. Yang, X. Structural Performance of a Large-Scale Space Frame Assembled Using Pultruded GFRP Composites / X. Yang, Y. Bai, F. Ding // Composite Structures. 2015. Vol. 133. P. 986–996.

20. Городецкий, А. С. Компьютерные модели конструкций / А. С. Городецкий, И. Д. Евзеров. Киев: Факт, 2005. 344 с.

21. Innovations in Design and Construction of the New Stadiums and Gymnasiums for the 2008 Beijing Olympic Games / X. Liu [et al.] // Journal of the International Association for Shell and Spatial Structures. 2011. Vol. 52, Nо 1. P. 39–52.

22. Холопов, И. С. Применение решетчатых пространственных металлических конструкций в покрытиях машинных залов ГЭС / И. С. Холопов, М. И. Бальзанников, В. Ю. Алпатов // Вестник ВолгГАСУ. Сер. Строительство и архитектура. 2012. Т. 47, № 28. С. 225–232.

23. Engel, Н. Structure Systems / H. Engel. Ostfildern: Hatje Cantz, 2009. 352 p.

24. Tashakori, A. Optimum Design of Cold-Formed Steel Space Structures Using Neural Dynamics Model / A. Tashakori, H. Adeli // Journal of Constructional Steel Research. 2002. Vol. 58, No 12. P. 1545–1566.

25. Трофимов, В. И. Структурные конструкции / В. И. Трофимов, Г. Б. Бегун. М.: Стройиздат, 1972. 172 c.

26. Кирсанов, М. Н. Статический расчет и анализ пространственной стержневой системы / М. Н. Кирсанов // Инженерно-строительный журнал. 2011. Т. 24, № 6. С. 28–34.

27. Шимановский, В. Н. Оптимальное проектирование пространственных решетчатых покрытий / В. Н. Шимановский, В. Н. Гордеев, М. Л. Гринберг. Киев: Будiвельник, 1987. 223 с.

28. Makowski, Z. S. Space Frames and Trusses / Z. S. Makowski // Constructional Steel Design. an International Guide. London: Elsevier, 1992. P. 791–843.

29. Ramaswamy, G. S. Analysis Design and Construction of Steel Space Frames / G. S. Ramaswamy, M. Eekhout, G. R. Suresh. London: Thomas Telford Ltd, 2002. 262 p.

30. Lan, T. T. A Study on the Optimum Design of Space Trusses-Optimal Geometrical Configuration and Selection of Type / T. T. Lan, R. Qian // Shells, Membranes and Space Frames. Proc. IASS Symp. Amsterdam: Elsevier, 1986. Р. 191–198.

31. Chen, W. F. Handbook of Structural Engineering, Second еd. / W. F. Chen, E. M. Lui. CRC Press. 2005. 1768 p.

32. Анализ существующих узлов сопряжения пространственных конструкций и разработка сборно-разборного узлового элемента / И. С. Инжутов [и др.] // Вестник МГСУ. 2013. Вып. 3. С. 61–71.

33. Stephan, S. Reticulated Structures on Free-Form Surface / S. Stephan, J. Sánchez-Alvarez, K. Knebel // Stahlbau. 2004. Vol. 73, No 8. P. 562–572.

34. Кагановский, Л. О. Новые решения узловых соединений стержней структурных и однослойных решетчатых конструкций / Л. О. Кагановский // Збірник наукових праць Українського науково-дослідного та проектного інституту сталевих конструкцій імені В. М. Шимановського. 2010. № 5. С. 192–198.

35. Хисамов, Р. И. Расчет и конструирование структурных покрытий / Р. И. Хисамов. Киев: Будiвельник, 1981. 79 с.

36. Зуева, И. И. Влияние податливости болтового соединения на напряженно-деформированное состояние структурных конструкций / И. И. Зуева, В. В. Зуев // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2010. № 1. С. 40–46.

37. Зуева, И. И. Особенности проектирования структурных конструкций типа «ЦНИИСК» / И. И. Зуева, С. Л. Иванова // Вестник ПНИПУ: Строительство и архитектура. 2013. Вып. 1. С. 91–97.

38. Тур, В. И. Влияние податливости узловых соединений на напряженно-деформированное состояние металлического сетчатого купола / В. И. Тур, А. В. Тур // Фундаментальные исследования. 2014. № 6. С. 1165–1168.

39. Стороженко, Л. І. Просторові сталезалізобетонні структурно-вантові покриття / Л. І. Стороженко, Г. М. Гасій, С. А. Гапченко. Полтава: ТОВ «АСМІ», 2015. 216 с.

40. Стороженко, Л. І. Особливості конструктивного рішення та проектування повнорозмірного експериментального зразка структурно-вантового сталезалізобетонного покриття / Л. І. Стороженко, Г. М. Гасій // Збірник наукових праць. Сер. Галузеве машинобудування, будівництво / Полтавський національний технічний університет імя Ю. Кондратюка. Полтава: ПолтНТУ, 2016. Вип. 46, № 1. С. 52–60.

41. Стороженко, Л. І. Нові сталезалізобетонні структурновантові конструкції / Л. І. Стороженко, Г. М. Гасій, С. А. Гапченко // Збірник наукових праць. Сер. Галузеве машинобудування, будівництво / Полтавський національний технічний університет імя Ю. Кондратюка. Полтава: ПолтНТУ, 2014. Вип. 40, № 1. С. 91–96.

42. Гасій, Г. М. Основи формотворення і проектування просторових покриттів із структурно-вантових сталезалізобетонних конструкцій / Г. М. Гасій // Строительство, материаловедение, машиностроение: сб. науч. тр. 2016. Вип. 87. С. 48–53.

43. Гасій, Г. М. Аналіз напружено-деформованого стану трапецієподібної сталевої пластини вузла з’єднання елементів нижнього пояса експериментальної структурно-вантової сталезалізобетонної циліндричної оболонки / Г. М. Гасій // Збірник наукових праць УкрДУЗТ. Харків: УкрДУЗТ, 2016. Вип. 162. С. 41–47.

44. Гасій, Г. М. Напружено-деформований стан сталевої пластини прямокутної форми вузла з’єднання стрижневих елементів структурно-вантової сталезалізобетонної циліндричної оболонки / Г. М. Гасій // Вісник ОДАБА. Одеса: Зовнішрекламсервіс, 2016. Вип. 62. С. 215–219.

45. Гасій, Г. М. Експериментальні дослідження структурно-вантових покриттів / Г. М. Гасій // Збірник наукових праць. Серія: галузеве машинобудування, будівництво / Полтавський національний технічний університет імя Ю. Кондратюка. Полтава: ПолтНТУ, 2014. Вип. 42, № 3. С. 47–51.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Гасий Г.М. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ. НАУКА и ТЕХНИКА. 2017;16(6):475-484. DOI:10.21122/2227-1031-2017-16-6-475-484

For citation: Gasii G.M. STRUCTURAL AND DESIGN SPECIFICS OF SPACE GRID SYSTEMS. Science & Technique. 2017;16(6):475-484. DOI:10.21122/2227-1031-2017-16-6-475-484

Просмотров: 20

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)