Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Metal and Timber Structures
кандидат технических наук, доцент кафедры металлических и деревянных конструкций
The effect of asymmetric load on the deformation of the frame and on the stress state of the main elements of the ribbed-ring dome was studied. The aspects of the dome frame resistance under asymmetric load compared with a symmetrical one with increase in the distance between the columns supporting the dome were investigated. At the same time, the relationship between the stress-strain state of the dome frame and the type of nodal connections of its elements was also established. A metal ribbed-ring dome made of steel pipes was considered as the object of the study. The dome had four different support arrangements, characterized by the fact that the columns were not located under each rib, but cyclically symmetrical along the contour. For each support scheme in the dome, the types of nodal connections of the frame elements to each other varied. There were five different connection type combinations. The research was carried out by calculating different frame systems as computer models. There were twenty computer models studied in total. During the calculations, strain and stress in the main elements of each dome model were determined. Data on the stress-strain state of all models under asymmetric and symmetrical loads were obtained, which were compared with each other. Comparative diagrams of the relationships the dome deformations and stress in its main elements and asymmetric and symmetrical loads for all the considered models have been compiled. The diagrams showed a significant influence of the asymmetric load on the deformation of the dome and the stress state of the elements of the ribbed-ring dome for all support arrangements and types of nodal connections. It is noted that with an asymmetric load, the greatest increase in stresses compared to a symmetrical one occurs in the meridional ribs and a significant increase - in the upper ring of the dome. The greatest increase in deformations and stress occurs with hinged nodal connections and depends on the support arrangement of the dome frame.
Исследовано влияние несимметричной нагрузки на деформацию каркаса и на напряженное состояние основных элементов ребристо-кольцевого купола. Выявлена особенность работы купольного каркаса на несимметричную нагрузку по сравнению с симметричной при увеличении расстояния между поддерживающими купол колоннами. Одновременно с этим также установлена зависимость напряженно-деформированного состояния купольного каркаса от вида узловых сопряжений его элементов. В качестве объекта исследования рассматривался металлический ребристо-кольцевой купол из стальных труб. Купол имел четыре разные схемы опирания, характеризующиеся тем, что колонны располагались не под каждым ребром, но циклически симметрично по контуру. Для каждой схемы опирания в куполе изменялись виды узловых сопряжений элементов каркаса между собой. Разных схем по комбинациям видов сопряжений было пять. Исследования проводились посредством расчетов разных схем каркасов на компьютерных моделях. Всего исследованных расчетных компьютерных моделей насчитывалось двадцать. В процессе расчетов определялись деформации и напряжения в основных элементах купола каждой модели. Получены сведения о напряженно-деформированном состоянии всех моделей для несимметричной и симметричной нагрузок, которые сравнивались друг с другом. Составлены сравнительные диаграммы зависимостей деформаций купола и напряжений в его основных элементах от несимметричной и симметричной нагрузок для всех рассмотренных моделей. Диаграммы показали существенное влияние несимметричной нагрузки на деформацию купола и напряженное состояние элементов ребристо-кольцевого купола для всех схем опирания и видов узловых сопряжений. Отмечено, что при несимметричной нагрузке наибольшее увеличение напряжений по сравнению с симметричной происходит в меридиональных ребрах и значительное в верхнем кольце купола. В наибольшей степени увеличение деформаций и напряжений наблюдается при шарнирных узловых сопряжениях и зависит от схемы опирания купольного каркаса.