Анотація до роботи:

Руднєва І.М. Особливості просторової роботи висячого покриття, що утворюється системою жорстких ниток. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – Будівельні конструкції, будівлі та споруди. – Донбаська національна академія будівництва і архітектури, Макіївка, 2006.

У дисертації розглядаються питання розрахунку і проектування конструкцій покриттів у вигляді великопролітних положистих висячих оболонок з вирізом на еліптичному плані, утворених системою жорстких ниток наскрізного перерізу та огороджуючою конструкцією, виконаної з полікарбонатних вуглепластиків.

Отримана система просторово - жорсткісних параметрів для висячої оболонки, на основі якої був проведений чисельний експеримент та отримані залежності між безрозмірними просторово - жорсткісними параметрами конструкції та безрозмірними параметрами напружено - деформованого стану її елементів.

Проведено експериментальні дослідження міцності і деформативних властивостей вуглепластику «Danpalon» у вихідному стані й у результаті старіння.

Проведено натурні дослідження снігових навантажень на покриття з огороджуючими конструкціями, виконаними з полікарбонатних вуглепластиків.

Зроблено великомасштабну модель блоку висячих ферм, яка є фрагментом оболонки покриття, та за допомогою проведення експериментальних та теоретичних досліджень розроблено методику розрахунку і проектування конструкції покриття, яка дозволяє визначати і оцінювати геометричні параметри, жорсткісні характеристики основних несучих елементів, а також забезпечує експлуатаційну надійность огороджуючих конструкцій, виконаних з вуглепластиків.

1. На підставі результатів виконаних теоретичних і експериментальних досліджень розроблена експериментально обґрунтована методика розрахунку і проектування конструкції покриття у вигляді великопрольотної висячої оболонки з вирізом на еліптичному плані, що дозволяє забезпечити експлуатаційну надійність огороджуючих конструкцій, виконаних з полікарбонатних пластиків.

2. Запропоновано раціональну геометрію покриття у вигляді великопрольотної висячої оболонки з вирізом на еліптичному плані, утвореної системою згинально-жорстких ниток наскрізного перерізу і огороджуючої конструкції, виконаної з вуглепластику, при якій забезпечуються мінімальні переміщення від заданих навантажень і раціональний розподіл зусиль в елементах конструкції. При цьому:

- стріла прогину внутрішнього опорного контуру уздовж довгої півосі (де а- довга піввісь);

- стріла підйому внутрішнього опорного контуру уздовж короткої півосі (де b- коротка піввісь);

Рис. 22. Блок-схема методики розрахунку висячого покриття з великим вирізом

3. Зусилля в елементах ферм, отримані в ході експериментального дослідження

фрагмента оболонки, підтверджують якісну картину розподілу зусиль в елементах

ферм, що виникають внаслідок чисельного моделювання для постійного і тимчасо-

вого (снігового) навантаження. Аналогічний якісний збіг результатів розрахунку з результатами екпериментальних досліджень спостерігається при аналізі величин вертикальних переміщень. При цьому, відмінності в порівнюваних величинах максимальних переміщень складають до 10-19%.

4. За результатами випробувань фізико-механічних властивостей вуглепластику встановлено, що внаслідок старіння головні характеристики () змінюються несуттєво в межах 1.3%...4.4%. Найбільшого впливу зазнає зона пружної роботи матеріалу, яка внаслідок старіння скорочується на 25% (з 0.4R_розр до 0.3R_розр) і сприяє ранішому переходу матеріалу в пружньо-пластичну стадію роботи.

5. Розроблені рекомендації з використанням понижуючих коефіцієнтів з визначення розрахункових значень снігових навантажень і дозволяють знизити у ряді випадків матеріалоємкість несучої конструкції до 20%, а огороджуючої до 50%.

6. Результати проведених досліджень при розробці проектів покриття над трибунами стадіону „Олімпійський” (м.Донецьк) забезпечують витрати сталі до 35-40 кг/м², а для ЦС „Шахтар” у м.Донецьк до 70 кг/м², що знаходиться на рівні кращих світових конструктивних рішень для даного класу конструкцій.

Публікації автора:

1. Мущанов В.Ф., Прядко И.Н.(Руднева И.Н.). Теоретическое исследование закономерностей работы висячей стержневой оболочки с вырезом на эллиптическом плане // Вiсник ДонДАБА. – вип. 2003 – 3 (40). «Будiвлi та споруди із застосуванням нових конструкцій та матеріалів».Том 1. - С. 49-51.

2. Мущанов В.Ф., Прядко И.Н.(Руднева И.Н.). Уточнение прочностных и деформативных качеств современного светопрозрачного поликарбонатного пластика «Danpalon» // Вiсник ДонДАБА. – вип. 2003 –2 (39). Том 1. - С.96-100 .

3. Мущанов В.Ф., Руднева И.Н., Прядко Ю.Н. Экспериментальное исследование блока висячих ферм при действии неравновесных нагрузок // Журнал «Металлические конструкции». – Том 8. - № 1. Макеевка. – 2005. – С.35-42.

4. Руднева И.Н. Методика расчета и проектирования большепролетной висячей оболочки, учитывающая эксплуатационную надежность ограждающих конструкций, выполненных из вуглепластиков // Журнал «Металлические конструкции». – Том 9. - № 1. Макеевка. – 2006. – С.5 -17.

5. Мущанов В.Ф., Руднева И.Н. Экспериментальные исследования величин и характера снеговых нагрузок на покрытия с ограждающей конструкцией из ячеистого поликарбонатного пластика // Вiсник ДонДАБА. – Вип. 2005 – 3 (51). «Будiвельнi конструкцii, будiвлi та споруди». – С. 66-71.

6. Мущанов В.Ф., Руднева И.Н., Прядко Ю.Н. Экспериментальное исследование блока висячих ферм пространственной стержневой оболочки // Сб. научных трудов «Современные строительные конструкции из металла и древесины». – Одесса: ОГАСА. – 2005. – часть 1. – С. 138-144.

7. Горохов Е.В., Мущанов В.Ф., Касимов В.Р., Сивоконь Ю.В., Прядко И.Н. (Руднева И.Н.). К расчету и проектированию пространственных конструкций стационарных покрытий над трибунами стадионов // Материалы VIII Украинской научно-технической конференции «Металлические конструкции: взгляд в прошлое и будущее», посвященной 60-летию образования ОАО «УкрНИИпроектстальконструкция им.В.Н.Шимановского». – Киев. – 2004. – С.323 -332.

8. Мущанов В.Ф., Руднева И.Н., Прядко Ю.Н. Экспериментальное исследование блока висячих ферм пространственной стержневой оболочки // Журнал «Металлические конструкции». – Том 7. - № 1. Макеевка. – 2004. – С. 55-59.

9. Gorokhov Y.V., Mushchanov V.F., Rudneva I.N. Behavior features of translucent carbon fiber-reinforced plastic panels in structure of suspended rod shell // Proceedings of Х International Colloquium of IASS Polish Chapter on «LIGHTWEIGHT STRUCTURES IN CIVIL ENGINEERING». - Poland, Warsaw, September 12-14, 2005. – P.247-254

Особистий внесок автора в цих публікаціях

У [1, 4, 7, 9] викладено результати чисельних досліджень закономірностей роботи великопрольотної висячої стрижневої оболонки з вирізом на еліптичному плані й установлений вплив просторово-жорсткісних параметрів на безрозмірні параметри напружено - деформованого стану; у [2, 7, 9] проведені експериментальні дослідження міцнісних і деформативних властивостей вуглепластику «Danpalon» у вихідному стані й у результаті старіння; у [5, 9] виконані експериментальні дослідження снігових навантажень на покриття з огороджуючою конструкцією з ніздрюватих вуглепластиків; у [3, 4, 6, 7, 8, 9] проведені експериментальні дослідження напружено - деформованого стану блоку висячих ферм, як фрагменту просторової висячої оболонки з вирізом на еліптичному плані, у [4] запропоновано методику розрахунку великопрольотної висячої оболонки.