Тема: Оценка надежности бескаркасных арочных конструкций

В 70-е годы в Соединённых штатах Америки была создана уникальная строительная конструкция, представляющая собой конструкцию в виде совершенной и сильной формы - арки, созданная на заводе или на строительной площадке. Себестоимость и время монтажа существенно ниже, чем у подобных строений. Конструкция могла выдерживать большие нагрузки без опор, балок и ферм. Данная конструкция производится из оцинкованной рулонной стали. Листы стали прокатываются в арочные сигменты, непосредственно на самом объекте, им задается необходимые параметры (длина, ширина, радиус) и ребра жесткости. Между собой профиля соединяются в секции и монтируются на или в фундамент. Данная технология обрела высокий спрос и использовалась в сельхоз индустрии (хранилища зерна, картофеля и овощей, и скотные дворы и т.д.), в индустриальной и коммерческой сфере (склады, гаражи, производственные цеха и т.д.). В настоящее время данные сооружения являются одним из самых эффективных способов строительства и пользуются спросом во всем мире.
Рассвет подобной технологии начался во время специальной операции «Буря в пустыне» в городе Ирак. Соединенные Штаты показали всем, как за совсем небольшой срок возводить склады, ангары, казармы, бункера, укрытия, гаражи и другие военно-технические сооружения. Строительство бескаркасных арочных конструкций является одним из самых востребованных и эффективных способов возведения подобного типа сооружений, в более чем в 60-ти странах мира.
Технология бескаркасного арочного строительства в России появилась относительно недавно - около 20-30 лет назад, на рынке были показаны машины из Соединённых штатов Америки для изготовления быстровозводимых арочных конструкций. Но распространиться данной технологии, для изготовления арочных профилей, в России не получилось, так как, производимые ими конструкции, совсем не предназначены для нашей полосы и климата, из-за снеговых и ветровых нагрузок. Как утверждали конструкторы, производимые сооружения, зачастую обрушаются или прогибаются под весом снега, или же под воздействием ветровой нагрузки.
В России по праву оценили достоинства подобной технологии. Данная конструкция выдерживает большие нагрузки без внутренних опор, балок и ферм. Данная конструкция производится непосредственно на строительной площадке. Между собой сегменты соединяются в блоки герметичным швом, с помощью электрической закаточной машины, без использования крепежных элементов (по принципу закатывания консервной банки), это делает бескаркасные ангары абсолютно герметичными. Затем данные блоки устанавливаются на фундамент и вся, конструкция, по периметру погружается в армированный бетон. Подобная конструкция обладает колоссальной прочностью, герметичностью и долговечностью.
Современный метод быстровозводимого бескаркасного строительства произвел революцию в мировом строительстве. Его множество плюсов и экономичность возведения привлекают все больше и больше инвесторов и заказчиков по всему миру. А самое лучшее что есть в этой конструкции — это ее уникальность. Сочетание мобильности с экономичностью, скорости строительства с разнообразием.
В связи с вышеизложенным, вопрос изучения работы бескаркасных арок является весьма актуальным. Целью данной магистерской диссертации (МД) является изучение вопроса применимости технических решений конструкций бескаркасных арок с использованием программного комплекса «ЛИРА-САПР» [10] в климатических условиях Свердловской области [9].
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• Изучить области применения и особенностей технологии производства бескаркасных арочных покрытий.
• Проанализировать особенности монтажа бескаркасных арочных конструкций.
• Изучить нормативную и техническую документацию по расчету конструкций.
• Собрать нагрузки.
• Создать модель бескаркасной арочной конструкции серийного типа для строительства в климатических условиях Свердловской области с использованием программного комплекса «Лира САПР».
• Определить возможности применения исследуемой бескаркасной арочной конструкции в климатических условиях Свердловской области.
• Проверить надежность данного метода.
• Провести анализ полученных результатов.

Купить

Сопоставление результатов магистерской диссертации с её задачами позволяет сделать следующие выводы:
- изучены области применения и особенностей технологии производства бескаркасных арочных покрытий;
- проанализированы особенности монтажа бескаркасных арочных конструкций;
- изучена нормативная и техническая документация по расчету конструкций;
- собраны нагрузки;
- создана модель бескаркасной арочной конструкции серийного типа для строительства в климатических условиях Свердловской области с использованием программного комплекса «Лира САПР»;
- определены возможности применения исследуемой бескаркасной арочной конструкции в климатических условиях Свердловской области;
- проверена надежность данного метода;
- проведен анализ полученных результатов.
Данные выводы позволяют констатировать, что задачи магистерской диссертации решены и цель её достигнута.
Анализ результатов расчетов показал, что в большинстве опорных элементов рассматриваемой конструкции возникают напряжения, превышающие значения 520 МПа, что значительно больше предела текучести и временного сопротивления материала арок ангара. В связи с чем можно сделать вывод о невозможности применения рассматриваемых конструкций пролетом 35 м в климатических условиях Свердловской области в виду недостаточной несущей способности таких конструкций. 
Дополнительные расчеты, выполненные для арки пролетом 20 м, также показывают недостаточную несущую способность подобных бескаркасных арок для применения в климатических условиях Свердловской области.
Купить