Прочность, жесткость, динамика и устойчивость дискорам со смещающимися узлами и дисками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.17, кандидат технических наук Суреараччи Канканамалаге Равиндра Шри Дипал Суреараччи

• Суреараччи Канканамалаге Равиндра Шри Дипал Суреараччи
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Суреараччи Канканамалаге Равиндра Шри Дипал Суреараччи

Введение.

Глава 1. Дискостержневые конструкции. . .'.

1.1. Плоские шарнирные дискостержневые системы

1.2. Кинематический анализ плоских шарнирных дискостержневых систем.

1.3. Классификация плоских дискостержневых конструкций.

1.4. Статически определимые многоэтажные дискорамы.

Поэтажная схема. Расчет на постоянную нагрузку.

1.5. Линии влияния. Расчет на повторно-переменную и подвижную нагрузку. Огибающие эпюры.

1.6. Определение перемещений дисков и сечений стержней статически определимой дискостержневой конструкции.

1.7. Расчет статически неопределимых дискоферм и статически неопределимых дискорам со стержнями из упругого материала методом сил.

1.8. Расчет статически неопределимых дискорам со стержнями из упругопластического материала.

Глава 2. Расчет плоских статических неопределимых дискорам методом перемещений.

2.1. Расчет дискорам со смещающимися узлами и дисками. Особенности расчета.

2.2. Получение коэффициентов системы канонических уравнений метода перемещений.

2.3. Расчет дискорамы на силовую нагрузку. Приведение задачи к безразмерному виду.

2.4. Расчет дискорам на осадку опор. Приведение задачи к безразмерному виду.

2.5. Расчет дискорам на температурные воздействия. Сведение температурной задачи к задаче на принудительное смещение.

Глава 3. Динамика плоских дискостержневых конструкций.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Определение числа степеней свободы дискостержневой системы.

3.3. Собственные колебания консольной дискобалки.

3.4. Переход от массивного диска произвольной формы с произвольным распределением массы по плоскости к двум равным жестко скрепленным сосредоточенным массам.

3.5. Собственные колебания дискобалки на двух опорах с одним массивным диском.

3.6. Собственные колебания дискобалки на двух опорах с двумя массивными дисками.

3.7. Собственные колебания трехэтажной статически неопределимой дискорамы с двумя массивными дисками.

Глава 4. Устойчивость плоских дискостержневых конструкций.

4.1. Методы расчета рам на устойчивость

4.2. Опорные реакции и внутренние усилия в закрепленном однопролетном стержне, сжатом или растянутом, при единичном кинематическом воздействий.

4.3. Расчет на устойчивость дискорам со смещающимися узлами и дисками.

4.4. Расчет на устойчивость дискорам при различных, длинах, жестокостях на изгиб и продольных силах для каждого стержня. Пример составления уравнения для определения параметра критической нагрузки.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прочность, жесткость, динамика и устойчивость дискорам со смещающимися узлами и дисками»

В настоящее время расчет плоских стержневых конструкций "разработан достаточно глубоко.

В последнее время в связи с развитием панельного домостроения выявилось, что появились плоские конструкции, которые состоят одновременно из стержней и дисков. В дальнейшем для краткости будем называть эти конструкции дискостержневыми.

В целом ряде случаев появление дисков в стержневой конструкции бывает вызвано чисто техническими требованиями к эксплуатации данного сооружения. В других случаях диски вставляются в стержневую конструкцию для придания ей большей жесткости. В связи с этим встал вопрос о расчете этих дискостержневых конструкций на прочность, жесткость, устойчивость и колебания. Наиболее очевидным направлением исследования стало применение методов строительной механики к расчету таких конструкций. Это исследование показало, что в ряде разделов и для ряда видов конструкций строительная механика дискостержневых конструкций по трудности практически совпадает со строительной механикой стержневых конструкций. Для других же разделов и видов конструкций существуют существенные различия, что делает строительную механику дискостержневых конструкций значительно сложнее по сравнению со строительной механикой стержневых конструкций.

Целью диссертации является разработка методов расчета дискостержневых конструкций на прочность, жесткость, устойчивость и колебания, особенно в тех случаях, когда наличие дисков усложняет применение методов и приемов, применяемых для расчета стержневых систем.

На защиту выносятся классификация дискостержневых конструкций, существенные особенности метода перемещений при расчете статически неопределимых дискорам, динамика дискобалок и дискорам, устойчивость дискорам со смещающимися узлами и дисками.

Научная новизна заключается в следующих основных результатах

1. Подробная классификация плоских дискостержневых конструкций в зависимости от вида связей дисков со стержнями и от способа приложения внешних нагрузок (в любых местах конструкции, или только к узлам и дискам).

2. Методика использования метода перемещений при расчете статически неопределимых многоэтажных дискорам со смещающимися узлами и дисками.

3. Решение задачи о собственных колебаниях дискостержневых конструкций с массивными дисками путем замены последних двумя массами, жестко соединенными между собой.

4. Решение задачи об устойчивости дискорам со смещающимися узлами и дисками с использованием методики, упомянутой в пункте 2.

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением общепринятых гипотез и теорем, строгостью используемого математического аппарата и сопоставлением результатов для простых примеров, полученных различными методами.

Практическая ценность. Разработанные приемы и методы могут быть использованы при проектировании дискостержневых строительных конструкций.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях инженерного факультета РУДЫ в 1996,

1997, 1998, 1999г.г. и на семинаре кафедры строительных конструкций и сооружений под руководством профессора Б.И. Дидуха в1997 г.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 9 статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных результатов и выводов и списка литературы из 57 наименований, изложена на 128 страницах машинописного текста, содержит 109 рисунков и 4 таблицы.

Заключение диссертации по теме «Строительная механика», Суреараччи Канканамалаге Равиндра Шри Дипал Суреараччи

Основные результаты и выводы

1. Даны рекомендации по кинематическому анализу шарнирных дискос-тержневых систем. Приведена подробная классификация дискостержне-вых конструкций.

2. Рассмотрены два вида дискостержневых конструкций: конструкции, для которых методы расчета незначительно отличаются от методов расчета рамных конструкции и конструкции, для которых введение дисков существенно осложняет их расчет.

3. Подробно разработан метод перемещений для расчета наиболее сложного вида дискорам - дискорам со смещающимися узлами и дисками на силовую нагрузку, осадку опор и температурные воздействия.

4. При расчете на динамическую нагрузку учитывались массы и моменты инерции масс дисков. Решение задач было сведено к задачам, в которых каждый диск заменялся двумя жестко соединенными равными массами.

5. Даны расчет на устойчивость дискорам со смещающимися узлами и дисками. В ходе решения задачи разработана методика, объясняются физический смысл величин ц, V и р для однопролетного сжатого (или растянутого) стержня, один из концов которого подвергнут кинематическому воздействию, что позволило отказаться от применения таблиц, обычно использующихся в расчетах на устойчивость.

6. Все расчеты предложено сводить к безразмерным величинам, что обличает использование современной вычислений техники - в частности использование пакетов прикладных программ.

7. Рассмотренные примеры доведены до числового результата, или до этапа, после которого проведение вычислений не является принципиальной задачей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Суреараччи Канканамалаге Равиндра Шри Дипал Суреараччи, 2000 год

1. Безухов Н.И., Лужин О.В. Устойчивость и динамика сооружений в примерах и задачах. Учеб. пособие для вузов. - М.: Госстройиздат, 1963, 372с.

2. Бутенко Ю.И. (ред.) Строительная механика. Учебник для вузов. Киев.: "Выща школа", 1989, 480с.

3. Дарков A.B., Шапошников H.H. Строительная механика. Учебник для строит, спец. вузов. 8 изд. М.: Высш. шк., 1986. - 607с.

4. Ерхов М.И. Теория идеально пластических тел и конструкций. М "Наука" 1978, 852с.

5. Клейн Г.К., Рекач В.Г., Розенблат Г.И. Руководство к практическим занятиям по курсу строительной механики. Учеб. пособие для втузов. М.: "Высш. школа", 1972,320с.

6. Корноухов Н.В. Прочность и устойчивость стержневых систем. М.: Госстройиздат, 1949 408с.

7. Кривошапко С.Н. Основы устойчивости упругих систем. Учеб. посо-бе. М.: Изд-во РУДН, 1992. - 80с.

8. Куприянов В.В. Расчет рамных конструкций из упругопластическо-го матереала на повторно переменное загружение. // Строительная механика и расчет сооружений. - 1959 № 2. С. 21 - 26.

9. Куприянов В.В. Методика расчета рамных конструкций из упруго-пластического материала. // Вопросы теории пластичности и прочности строительных конструкций. Труды ЦНИИСК АС и А СССР. М.: Госстройиздат, 1961. Вып. 4. - С. 199 - 212.

10. Куприянов В.В. Расчет упругопластических рам с учетом влияния продольных и поперечных сил. // Исследования по строительной механике Труды ЦНИИСК АС и А СССР. М. - Л.: Госстройиздат, 1962. Вып. 5. - С. 96-107.

11. Куприянов В.В. Расчет упругопластических рам на подвижную нагрузку в упругой и упругопластической стадиях. // Исследования по строительной механике. Труды ЦНИИСК АС и А СССР.- М.: Госстройиздат, 1962. Вып. 5.-С. 108-128.

12. Куприянов В.В. Расчет дискорам в упругой и упругопластической стадии. // Исследования по расчету оболочек, стержневых и массивных конструкций. М.: Госстройиздат, 1963. - С. 165 — 178.

13. Куприянов В.В. Оптимальное проектирование упругопластических рам, находящихся в условия повторно-переменного загружения. // Труды УДН. М.: 1968 - Том XXX вып. 4 - С. 134-148.

14. Куприянов В.В. Методика оптимального проектирования упругопластических рам // Труды УДН М.: 1970 - Том XLVIII, - Вып. 6. - С. 114 -129.

15. Куприянов В.В. Некоторые вопросы оптимального конструирования упругопластических рам. // Проектирование металлических конструкций. Информационно реферативный сборник ЦИНИС и А. серия VII. - М.: 1971. -Вып. 9(29).- С. 82-88.

16. Куприянов В.В., Суреараччи С.К.Р.Ш.Д. Классификация плоских дискостержневых конструкций. // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. Межвузовский сборник научных трудов вып. 6.

17. М.: изд-во РУДН, 1996. С. 50-52.

18. Куприянов В.В., Суреараччи С.К.Р.Ш.Д. Классификация пространственных систем, состоящих из стержней и жестких пространственных блоков. Тезисы докладов XXXII научной конференции по направлению "Технические науки". М.: изд-во РУДН, 1996. - С. 72.

19. Куприянов В.В., Суреараччи С.К.Р.Ш.Д. Колебания стержневой системы с сосредоточенными массами и массивными дисками // Проблемы теории и практики в инженерных исследованиях. Труды XXXIII науч. конф. РУДН М.: изд-во РУДН 1997. - С. 148 - 149.

20. Куприянов В.В., Суреараччи С.К.Р.Ш.Д. Устойчивость дискорам // Проблемы теории и практики в инженерных исследованиях: сб. научных трудов.-М.: Изд-во АСВ, 1998.-С. 129- 131.

21. Куприянов В .В., Аджови Э.К. Огибающая эпюра изгибающего момента при подвижной нагрузке. // Вопросы прочности пространственных систем: Материалы XXVIII научной конференции инж. фак., секц. стр. мех. под ред . М.И. Ерхова. -М.: РУДН, 1992. С. 72-73.

22. Лейтес С.Д. Устойчивость сжатых стальных стержней. М.: Гос. изд. литературы по стоительству и архитектуре, 1954. 308 с.

23. Mathcad 6.0 Plus. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95./ Перевод с англ. М.: Инф.-изд. дом "Филинъ" 1996. -712с.

24. Матевосян P.P. Устойчивость сложных стержневых систем. Гос-стройиздат, 1961. 252с.

25. Москвитин В.В. Пластичность при переменных нагружениях. М.: МГУ, 1965. - 364с.

26. Нил Б.Г. Расчет конструкций с учетом пластических свойств материалов. М.: Госстройиздат, 1961. - 316с.

27. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. М.: "Наука", 1971. - 240с.

28. Пиковский A.A. Статика стержневых систем со сжатыми элементами. -М.: Физматгиз, 1961. 396с.

29. Прочность, устойчивость, колебания. Справочних в трех томах. Том 3. Под ред. д.т.н. И.А.Биргера и чл-корр АН Латвийской ССР Я.Г. Пановко. -М.: "Машиностроение", 1968. 568с.

30. Раевский А.Н. Основы расчета сооружений на устойчивость. М.: Высшая школа, 1962. - 160с.

31. Ржаницын А.Р. Устойчивость равновесия упругих систем. М.: ГИТТЛ, 1955.-476с.

32. Ржаницын А.Р. Строительная механика: Учеб.пособие для стро-ит.спец. вузов. 2-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1991. - 439с.

33. Светлицкий В.А., Стасенко И.В. Сборник задач по теории колебаний: Учебное пособие для студентов вузов 2-е изд. перераб. - М.: Высшая школа, 1979. - 369с.

34. Смирнов А.Ф. Устойчивость и колебания сооружений. М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1958.-572с.

35. Смирнов А.Ф. Таблицы функций для расчета стержневых систем на устойчивость и колебания. М.: Типография МИИТ 1965-116с.

36. Смирнов А.Ф., Александров A.B., Лащенников Б.Я.,Шапошников H.H. Строительная механика. Динамика и устойчивость сооружений: Учебник для вузов; Под ред. А.Ф. Смирнова. М.: Стройиздат, 1984. - 416 с.

37. Снитко Н.К., Устойчивость стержневых систем: М.: Госстройиздат, 1952.-266с.-12740. Спицина Д.Н., Строительная механика стержневых машиностроительных конструкций. Под. ред. проф. С.Д. Пономарева. Учеб. пособие для вузов М.: Высшая школа, 1977. 248с.

38. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретической Под. ред. д.т.н. проф. A.A. Уманского М.: Госстройиздат, 1960. - 1040с.

39. Суреараччи С.К. Р.Ш.Д. Колебания дискорам с массивными дисками // Тезисы докладов XXXII научной конференции по направлению "Технические науки". М. : изд-во РУДН, 1996. - С. 73.

40. Суреараччи С.К.Р.Ш.Д. Расчет дискорам на осадку опор и температурные воздействия // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. Межвуз.сб.науч.трудов, вып. 8 М.: изд-во АСВ, 1999. - С. 4854.

41. Тимошенко С.П. Устойчивость упругих систем. М.: ГИТТЛ 1955.568 с.

42. Феодосьев В.И. Избранные задачи и вопросы по сопротивлению материалов. Изд. 4-ое М.: Наука, 1973. 400с.

43. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. 8 изд, стериотип. М.: Наука, 1979-560с.

44. Филиппов А.П. Колебания деформируемых систем. Изд. 2 -е, М.: "Машиностроение", 1970. - 736с.

45. Чебышёв П.Л. Полное собрание сочитений., Т. 1 5 М. -., 19441951.

46. Эйлер Леонард, Метод нахождения кривых линий, обладающих свойствами максимума либо минимума, русское изд. ГТТИ, 1934. Подлинник издан в Лозанне в 1744г.

47. Bresse. Recherches analytiques sur la flexion et la resistance des pieces courbees.-Paris.: 1854.

48. Gruning M. Die Tragfähigkeit stastisah unbestimater Tragwerka ans Stahl bei beliebig häufig Wiederholter Belastung. Berlin. - 1926. - s 436.

49. Melan E. Theorie statisch unbestimmter sisteme aus ideal-plastischen Baustoff// Sitz, Ber. Ak. Wiss. Wien. - 1936 (Abt II a) -1, 145 - s 195 - 218.

50. Mohr O., Z. Architec u Ing. Ver., Hannover, 1874, s. 223, 509,1875s. 17.

51. Mohr O., Beitrog zur theorie der Holz und Eisen koustruktionen. Zeitschr d. Are u Ing. ver zu Hannover, 1868.

52. Winkler E., Mittl. Architec u Ing. ver Rohmen, 1868. s 19.