Система из двух оболочек
Применение метода сил для расчета пространственных систем, состоящих из сочленённых замкнутых цилиндрических оболочек, на примере тонкостенной пространственной системы замкнутых оболочек, одна из которых находится под действием радиальной нагрузки.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.03.2019 |
| Размер файла | 306,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГБОУ ВО "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А"
Кафедра "Теория сооружений и строительных конструкций"
СИСТЕМА ИЗ ДВУХ ОБОЛОЧЕК
Шагивалеев Камиль Фатыхович
Сурнина Елена Камилевна
Богомолова Анастасия Юрьевна
г. Саратов
Аннотация
Для расчета пространственных систем, состоящих из сочленённых замкнутых цилиндрических оболочек, предложен один из известных методов строительной механики - метод сил. Сущность метода изложена на примере тонкостенной пространственной системы, состоящей из двух замкнутых цилиндрических оболочек, одна из которых находится под действием радиальной нагрузки.
Ключевые слова: оболочка, нагрузка, реактивное давление, метод сил, сопряжение, перемещение, сосредоточенная сила, система, управление.
To calculate the thin-walled spatial system, consisting of two closed barrel shells use one of the methods of structural mechanics, namely, the method of forces. The essence of a method is stated on an example of the thin-walled spatial system, consisting of two closed barrel shells, one of which is subjected to a radial load.
Keywords: shell, loading, reaction pressure, method of forces, mating, moving, concentrated force, system, equation.
Пространственные системы, состоящие из ряда замкнутых цилиндрических оболочек, находят широкое применение в разных областях современной техники: в промышленном и гражданском строительстве, машиностроении, судостроении. Такие системы применяются в виде силосных корпусов для хранения и переработки сыпучих материалов, в портовых гидротехнических сооружениях, в конструкциях типа реакторов.
В статье рассмотрена система из двух замкнутых цилиндрических оболочек, расположенных на некотором расстоянии друг от друга и соединенных между собой одной промежуточной (жесткой) связью. На одном конце оболочки имеют жесткое закрепление, а на другом - свободный конец. Одна из оболочек находится под действием сосредоточенной нагрузки F, приложенной на свободном конце. Для каждой оболочки принята своя система координат (рис. 1).
|
Рис.1 |
Рис.2 |
Для расчета пространственной системы применим метод сил. Основную систему выберем, разрезая горизонтальный стержень, заменяя его действием реактивной силы FR (рис. 2). В рассматриваемом случае реактивная сила представляет собой сосредоточенную нагрузку, возникающую в месте контакта оболочек.
Неизвестную реактивную силу FR находим из условия сопряжения оболочек. В точке контакта оболочек радиальные перемещения оболочек равны.
Используя аналитические выражения для определения перемещений, усилий и моментов при действии сосредоточенных нагрузок, приведенные в работе [1], был выполнен расчет пространственной системы. Пространственная система состоит из двух замкнутых цилиндрических оболочек с одинаковыми геометрическими параметрами: длина оболочек L=30 м, радиус R=3 м,
б0=L/R=10,
толщина стенки h=0,16 м, коэффициент Пуассона v=0,2. Одна из оболочек нагружена сосредоточенной радиальной нагрузкой F, приложенной на свободном конце оболочки на образующей . Промежуточная связь расположена на расстоянии
.
По формулам, приведенным в работе [1], были определены радиальные перемещения в первой и второй оболочках в точке контакта оболочек.
Радиальные перемещения в первой оболочке (в точке контакта оболочек) от действия сосредоточенной силы F:
Радиальные перемещения в первой оболочке (в точке контакта оболочек) от действия неизвестной сосредоточенной силы FR:
Радиальные перемещения во второй оболочке (в точке контакта оболочек) от действия неизвестной сосредоточенной силы FR:
При определении радиальных перемещений в оболочках от действия внешней сосредоточенной нагрузки и неизвестной реактивной силы FR нагрузка раскладывалась в тригонометрический ряд по переменной в и удерживалось 100 членов тригонометрического ряда.
Из условия, что в точке контакта оболочек радиальные перемещения оболочек равны, была определена неизвестная реактивная сила .
(1)
Тогда
(2)
Зная , можно определить напряженно-деформированное состояние каждой оболочки [1].
Посмотрим, как изменяется реактивное давление при изменении расположения промежуточной связи.
Промежуточная связь расположена на расстоянии
.
Радиальные перемещения в первой оболочке (в точке контакта оболочек) от действия сосредоточенной силы F:
Радиальные перемещения в первой оболочке (в точке контакта оболочек) от действия неизвестной сосредоточенной силы FR:
Радиальные перемещения во второй оболочке (в точке контакта оболочек) от действия неизвестной сосредоточенной силы FR:
(3)
Тогда
(4)
Проделав аналогичные операции, были получены значения реактивных давлений при разных расположениях промежуточной связи по высоте оболочек. Результаты расчетов приведены в таблице 1.
Таблица 1. Реактивные давления при разных расположениях промежуточной связи
|
41,66 |
103,8 |
165,3 |
250,1 |
261,3 |
254,8 |
227,3 |
155,2 |
65,1 |
Значения, приведенные в таблице, необходимо умножить на 10-3F.
Из результатов расчета видно, как изменяются реактивные давления при изменении расположения промежуточной связи.
Результаты работы могут быть использованы инженерами-проектировщиками, научными работниками, аспирантами и студентами.
Литература
пространственный оболочка радиальный нагрузка
1. Шагивалеев К.Ф. Расчет замкнутой цилиндрической оболочки на локальные и сосредоточенные нагрузки / К.Ф. Шагивалеев. - Саратов: СГТУ, 2011. - 316 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Современное состояние теории расчета сводчатых оболочек с учетом неупругого деформирования железобетона. Конструкция модели, изготовление полигональных сводов оболочки. Расчет сводов оболочек с учетом деформированного состояния опорного контура.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 10.07.2015Жилые дома на основе малопролётных оболочек. ArchiCAD: библиотечные элементы, простые фигуры и трехмерное пространство. Календарный план разработки автоматизированной системы. Основные требования к организации и оборудованию рабочих мест с ПЭВМ.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 07.07.2012Изучение видов и эффективности применяемых современных строительных конструкций. Определение и классификация жестких оболочек. Своды и купола, как разновидности изогнутых железобетонных оболочек. Оболочки положительной и отрицательной гауссовой кривизны.
реферат [15,2 K], добавлен 31.05.2013История использования в архитектурной практике оболочки - строительной конструкции перекрытий зданий и сооружений. Эксплуатация архитектурных оболочек в условиях российского климата. Основные виды оболочек и характеристика особенностей их конструкции.
презентация [5,1 M], добавлен 07.10.2015Понятие и функции пространственных конструкций как технических систем, в которых обеспечена совместность работы составляющих их элементов в двух и более плоскостях. Типы сводов: гладкие, ребристые, волнистые, кружально-сетчатые, двойной сплошной.
презентация [1,1 M], добавлен 24.11.2013Компоновка пролетного строения пирса. Выбор сетки свай оболочек и разбивка пирса на секции. Определение воздействий на эстакаду. Расчет на образование трещин, нормальных к продольной оси. Уточнение высоты сечения ригеля. Построение эпюры арматуры.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 23.02.2014Проектирование причального фронта, определение размеров акватории порта для разработки оградительных сооружений. Расчет разворотного круга, расположение и размеры входа в порт. Оценка волнового режима порта. Основные габариты оградительных сооружений.
курсовая работа [626,1 K], добавлен 29.07.2012Кинематический анализ трехшарнирных систем (ТШС). Особые случаи распорных ТШС, для которых целесообразно изменение порядка расчета в сравнении с общим алгоритмом. Решение системы уравнений равновесия дисков. ТШС с прямолинейной незагруженной затяжкой.
презентация [201,9 K], добавлен 25.09.2013Тектоника как художественное выражение работы конструкций и материала. Тектоника стеновых конструкций, ордерных систем, каркасных сооружений, сводчатых конструкций. Перспективы и направления создания современных пространственных конструкций в строительств
реферат [15,8 K], добавлен 27.04.2009Анализ основных факторов, оказавших влияние на формирование пространственной организации Москвы. Изменение плотности жилой застройки, запланированное Генеральным планом города. Рекомендации по повышению эффективности системы градорегулирования города.
диссертация [10,8 M], добавлен 22.01.2016Кадастр. Геоинформационные системы. Исследование различных вариантов представления атрибутивной и пространственной информации в базах данных ГИС и процедуры работы с данными в ГИС. ГИС-технология "Компас-2". Назначение, содержание, сферы применения.
дипломная работа [281,9 K], добавлен 11.10.2008Разработка методов расчета и получения данных для проектирования зданий и сооружений как задача строительной механики. Кинематический анализ схем для рам, балок и арок. Построение эпюр от заданной постоянной нагрузки. Определение опорных реакций.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 23.01.2013Характеристика моста двухбалочного мостового крана, состоящего из двух жестких балок. Произведение основных расчетов металлоконструкции моста: определение нагрузки, веса, нагрузки, силы. Анализ основных геометрических параметров поперечного сечения.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 03.04.2012Международная система единиц - система единиц физических величин, современный вариант метрической системы. Переход к системе СИ в строительной отрасли России. Неудобства для производственных лабораторий, возникшие в результате перехода на систему СИ.
презентация [817,5 K], добавлен 19.03.2013Консольные мосты, пролетные строения которых свешиваются за пределами опор. Консольные и другие балочные системы, используемые в конце XIX века, история их развития. Схемы балочных разрезных и неразрезных систем. Достоинства консольно-балочной системы.
реферат [935,7 K], добавлен 08.04.2012Определение нагрузки на предварительно напряженную плиту покрытия. Методика расчета полки плиты. Действие постоянной и сосредоточенной нагрузки. Вычисление параметров продольных ребер. Расчет плиты по II группе предельных состояний. Прогиб плиты.
курсовая работа [288,7 K], добавлен 09.11.2010Методика расчета конструкции не утепленного покрытия кровельных щитов ели. Конструктивный расчет прогона. Порядок проверки опорного и конькового узлов на смятие и скалывание. Особенности обеспечения пространственной устойчивости деревянного сооружения.
курсовая работа [78,1 K], добавлен 04.10.2010Применение коротких свай в промышленном и гражданском строительстве. Методы расчета сопротивления коротких забивных свай. Применения численных методов расчета свай и свайных фундаментов. Применение МГЭ в расчетах сопротивления бипирамидальных свай.
диссертация [170,4 K], добавлен 29.12.2003Характеристика инженерных систем зданий и сооружений и их основные параметры. Свойства жидкости как рабочего тела инженерных систем, законы и понятия гидростатики и гидродинамики рабочего тела. Порядок расчета магистральных трубопроводов и воздуховодов.
учебное пособие [5,0 M], добавлен 08.10.2010Особенности монтажа системы отопления при построении современного дома. Перспективные разработки в этой области. Классификация систем отопления, оценка их эффективности. Описание и технические характеристики различных видов двухтрубных систем отопления.
курсовая работа [384,8 K], добавлен 17.11.2009
