Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Metal and Timber Structures
кандидат технических наук, доцент кафедры металлических и деревянных конструкций
The influence of the type of joint on the internal forces in the elements of the metal frame of a ribbed-ring dome, and specifically considering different number of supporting columns, was studied. In this respect, cyclic symmetry of the columns along the entire contour of the dome is preserved. All elements of the dome frame and the columns are made of steel pipes. The objects of the study were dome frames, which differed from each other, both in different nodal connections and in different numbers of supporting columns. The domes have the same geometric structure and dimensions, the same cross-sections of the same type of frame elements and carry the same loads. The study was performed by analyzing computer models of the frames. Models with different joints were obtained by gradually converting the originally assigned hinges into rigid connections, and variation in the number of columns was implemented by regularly removing them from the original computer model. In the calculation process, internal forces N and M in the frame elements of all models were determined, which were compared with each other. Comparative diagrams of internal forces N and M in the frame elements of the original and all transformed models are obtained. The behavior of the elements of ribbed-ring domes with different nodal connections for frames with different numbers of columns is evaluated. According to the results of the study, significant changes in bending moments M in the lower ring and axial forces N in the columns were noted. Moreover, the nature of these changes depends on the type of nodal connection.
Исследовалось влияние узловых сопряжений на величины внутренних усилий в элементах металлического каркаса ребристо-кольцевого купола, в том числе и при разном количестве поддерживающих его колонн. При этом сохранялась циклическая симметрия колонн по всему контуру купола. Все элементы купольного каркаса и колонны приняты из стальных труб. Объектами исследования служили купольные каркасы, которые отличались друг от друга как разными узловыми сопряжениями, так и разным количеством поддерживающих его колонн. Купола имеют одинаковое геометрическое строение и размеры, одинаковые сечения однотипных элементов каркаса и воспринимают одинаковые нагрузки. Исследования проводились посредством расчетов компьютерных моделей каркасов. Модели с разными узловыми сопряжениями получены постепенным преобразованием изначально назначенных шарнирных узлов в жесткие, а разное количество колонн создавалось регулярным их удалением из исходной компьютерной модели. В процессе расчетов определялись внутренние усилия N и M в элементах каркасов всех моделей, которые сравнивались между собой. Получены сравнительные диаграммы внутренних усилий N и M в элементах каркасов исходной и всех преобразованных моделей. Дана оценка работы элементов ребристо-кольцевых куполов с разными узловыми сопряжениями для каркасов с разным количеством колонн. По результатам исследования отмечены значительные изменения изгибающих моментов M в нижнем кольце и продольных сил N в колоннах. Причем характер изменения усилий зависит от вида узловых сопряжений.