Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Методика расчета и совершенствование конструктивных форм рекламных конструкций Исаев Алексей Викторович

Методика расчета и совершенствование конструктивных форм рекламных конструкций
<
Методика расчета и совершенствование конструктивных форм рекламных конструкций Методика расчета и совершенствование конструктивных форм рекламных конструкций Методика расчета и совершенствование конструктивных форм рекламных конструкций Методика расчета и совершенствование конструктивных форм рекламных конструкций Методика расчета и совершенствование конструктивных форм рекламных конструкций
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Исаев Алексей Викторович. Методика расчета и совершенствование конструктивных форм рекламных конструкций : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.01 Казань, 2005 187 с. РГБ ОД, 61:05-5/4080

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса, цели и задачи исследования 9

1.1. Анализ опыта применения средств наружной рекламной информации 9

1.2. Обзор и классификация конструктивных форм средств наружной рекламы 12

1.3. Существующие подходы к расчету и проектированию рекламных конструкций. 29

1.3.1 Методы определения ветровой нагрузки 29

1.3.2 Существующие подходы к исследованию и действительной работы стальных конструкций 41

1.4. Цели и задачи исследований 45

2. Исследования действительного состояния рекламных конструкций 46

2.1. Задачи и методика обследования 46

2.2. Характерные дефекты и результаты натурного обследования рекламных конструкций 48

2.3. Выводы к главе 2 73

3. Исследования действительной работы рекламных конструкций 74

3.1. Анализ напряженно-деформированного состояния рекламных конструкций 74

3.1.1. При фронтальном действии ветра 74

3.1.2. При нсфронталыюм действии ветра 85

3.2. Определение динамического коэффициента 91

3.3. Численные исследования по оценке влияния несовершенств расчетных схем рекламных конструкций на их НДС 104

3.4. Учет влияния обшивок каркаса на НДС элементов рекламных конструкций 114

3.5. Определение коэффициента приведения расчетных длин стойки 117

3.6. Исследование действительной работы фундаментов балластного типа 123

3.7. Выводы к главе 3 133

4. Пути повышения эффективности рекламных конструкций 136

4.1. Методика учета влияния погрешностей изготовления элементов рекламных конструкций на их несущую способность 136

4.1.1 Учет влияния погрешностей изготовления элементов рекламных конструкций на их несущую способность 137

4.1.2 Рекомендации по оценке точности изготовления элементов рекламных конструкций 144

4.2. Разработка методики определения оптимальных параметров рекламных конструкций.

4.3. Разработка новых технических решений рекламных конструкций 164

4.4. Выводы к главе 4 172

Общие выводы 173

Литература 175

Приложение! 187

Введение к работе

/7 7oZ

Актуальность работы. Зарождение наружной рекламы в России можно отнести к последнему десятилетию XX века, ставшей эффективным инструментом рыночной экономики страны. В 1996 году в России появились первые формы средств наружной рекламной информации (СНРИ), наибольшее распространение среди которых получили рекламные щиты. Этому способствовало, прежде всего, относительная простота их изготовления и монтажа, мобильность, а также выигрышные места их размещения. Установленные, как правило, на самых оживленных трассах и автомагистралях, рекламные щиты превращаются в самое доступное средство информации.

Однако появление и начальное развитие СНРИ носило спонтанный характер, основывающийся на необоснованной компиляции зарубежного опыта их применения. При этом должного внимания вопросам безопасности несущих конструкций СНРИ уделено не было. Кажущаяся же простота конструктивной формы, а также наращивание объемов рекламной продукции привели к тому, что их применение приобрело массовый характер, что в свою очередь способствовало бессистемному подходу проектирования и возведения рекламных конструкций. Сравнительно непродолжительный опыт массовой эксплуатации СНРИ показывает, что их проектирование и возведение осуществляется с серьезными нарушениями. Об этом свидетельствуют массовые их разрушения, например, в Москве 21 июня 1998 года.

Данные обстоятельства указывают на отсутствие специальных исследований по обобщению опыта строительства и эксплуатации СНРИ. По сравнению с распространенными традиционными стоечно-балочными, рамными, арочными и т.п. системами металлоконструкций, несущие конструкции рекламных сооружений можно рассматривать как специальную конструктивную форму, для которой не решен ряд задач, необходимых для практической реализации. В частности, отсутствуют системные исследования: по изучению действительной работы СНРИ, по уточнению методик их расчета, обобщению опыта проектирования и эксплуатации. В связи с этим всестороннее исследование этих сооружений является весьма актуальным.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является систематизация опыта применения рекламных конструкций (РК), уточнение действительной работы, разработка методики расчета и повышение эффективности применения их конструктивных решений.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

систематизация опыта применения РК;

исследование действительной работы и разработка мфсэдтеи*Мстсп!йй' * j

СП О»

- разработка новых конструктивных, технологических и расчетных мероприятий по
повышению эффективности РК.

Научная новизна работы заключается в следующем:

выполнен обзор и систематизация опыта применения РК;

проведены системные исследования действительного состояния РК, качества их изготовления и монтажа по результатам натурных обследований эксплуатируемых РК;

выявлены характерные дефекты РК и разработаны рекомендации по учету их влияния на несущую способность;

проведены численные исследования, уточняющие действительную работу РК с учетом конструкции фундаментов;

даны рекомендации по назначению допусков изготовления элементов РК;

даны рекомендации по выбору оптимальных параметров РК;

выполнена разработка новых конструктивных решений РК, направленных на повышение эффективности их применения, 4 из которых защищены патентами на изобретение РФ.

Практическая значимость работы:

Проведена систематизация опыта применения СНРИ, уточнена действительная работа и даны рекомендации по их расчету, что позволяет обеспечить надежность и эффективность проектирования РК.

Реализация результатов исследований:

Результаты, полученные в диссертационной работе, использованы при разработке первой редакции Технических требований к расчетам, проектированию, оформлению технической документации, изготовлению, монтажу и эксплуатации конструкций средств наружной рекламы и информации г. Казани КТТ-1-03.

Реализация результатов исследований осуществлялась при расчете и конструировании 30-ти различных конструктивных решений рекламных конструкций реализованных при строительстве в республике Татарстан.

На защиту выносится:

результаты анализа и систематизации опыта применения РК;

результаты исследований действительного состояния РК, качества их изготовления;

результаты численных исследований, уточняющих действительную работу РК с учетом опорных конструкций;

рекомендации по назначению допусков изготовления элементов РК, рекомендации по выбору оптимальных параметров РК;

-, методику расчета отделцностоящих РК;

- новые-инструктивные решения РК.

*..,..+ .^-. -«*—.- — ЧиЧЬ мху*--

Апробация работы:

Основные результаты выполненных исследований доложены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава КГ АСУ 2001, 2002, 2003, 2004, 2005 годов; на научной сессии "Компьютерное моделирование и проектирование пространственных конструкций" МОО "Пространственные конструкции" в 2001 году, на международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов" МарГТУ в 2004 году, на VI международной конференции "Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения" СП6ТПУ в 2005 году.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 10 статей, 4 патента РФ, 2 тезиса.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Работа изложена на 186 листах машинописного текста, содержит 12 таблиц и 71 рисунок. Список литературы включает 112 наименований.

Автор выражает признательность научному консультанту профессору Кузнецову И.Л. за помощь в теоретических исследованиях.

Существующие подходы к исследованию и действительной работы стальных конструкций

Долгое время листовые металлы были едва ли не единственным материалом для вывесок. Теперь же все более популярным материалом в рекламном производстве становится алюминий. Он значительно легче других металлов, не подвержен коррозии, хорошо обрабатывается, обладает высокими прочностными характеристиками, отлично держит краску и самоклеящуюся пленку, В последние годы в России появился листовой алюминий, окрашенный в разные цвета в заводских условиях. Такое покрытие обладает долговечностью (производители гарантируют стойкость до 20 лет), не трескается и не сходит при работе с алюминием, при изготовлении из него сложных профилей и изделий. Однако недостатком этого материала является относительно высокая стоимость. Отечественная промышленность его не производит, поэтому приходится импортировать из других стран, преимущественно из СШЛ, как и подавляющее большинство других материалов.

Завозимый в Россию листовой окрашенный алюминий чаще всего имеет размер 122x305 см и толщину от 0,6 до 1 мм. Стоимость квадратного метра колеблется в зависимости от толщины и цвета металла от 200 до 400 руб. (при курсе около 30 руб. за 1 долл. СШЛ). Помимо окрашенного алюминия выпускаются также анодированные под золото и серебро листы.

Наибольшее применение листовой окрашенный алюминий получил в изготовлении боковых стенок световых объёмных букв для крышных конструкций. Для этих целей часто применяется завозимый из Германии так называемый профиль ALS. Это алюминиевая полоса белого цвета с перфорацией с одной стороны для удобного крепления к задней стенке объемной буквы. Наряду с алюминием, в производстве вывесок и в нашей стране, и за рубежом по-прежнему широко используется листовая сталь, причем в России, наиболее популярны листы из оцинкованной стали. Главное преимущество стального листа в том, что он в несколько раз дешевле алюминиевого. Кроме этого, в отличие от алюминия стальной лист можно использовать совместно с магнитным винилом для изготовления табло со сменной информацией. В то же время, как отмечалось ранее, нанесение на стальной лист пленочных материалов более трудоемко.

В производстве ненесущих элементов рекламных конструкций используется широкая гамма искусственных листовых материалов, которые весьма условно можно объединить в одну группу - пластики. Они отличаются и по химическому составу, и по физическим свойствам, во многом определяющих их сферу применения.

Самый распространенный вид пластика — акрил. Этот материал используется, прежде всего, для конструкций с внутренней подсветкой. В этих же целях применяют и более дорогой, но и гораздо более прочный поликарбонат. Светопропускающие характеристики прозрачного акрилового пластика близки к характеристикам обычного стекла. В то же время акрил подвержен охрупчиванию и легко повреждается как при физическом воздействии, так и под воздействием различных химических соединений. Поэтому производители вывесок вместо него используют более дорогой, но более прочный . поликарбонат. Наиболее востребованная толщина используемых в производстве листов - от 3 до 5 мм.

Среди других видов листовых пластиков, прежде всего, необходимо отметить вспененный ПВХ. Листы белого цвета производятся толщиной от 1 до 20 мм, а цветные обычно имеют толщину 3 и 6 мм. Листы вспененного ПВХ пока производятся только в Германии, Швейцарии, США. К недостаткам вспененного ПВХ можно отнести, прежде всего, подверженность к охрупчиванию, а также высокий коэффициент линейного расширения. Данный материал чаще всего используются для изготовления объёмных букв и задних стенок световых букв. Их часто используют вместо фанерных листов, тем более что при их обработке используются те же инструменты и технология.

Ещё одна группа материалов, широко используемых в рекламном производстве, виниловые ткани. Производятся они из полимервмнилхлоридной массы с добавлением пластификаторов. Эту массу наносят на сетку из полиэстра, которая обеспечивает материалу необходимую прочность. Обычно выделяют три класса виниловых тканей: банерную, тентовую и онинговую.

Банерная ткань относится к разряду наименее прочных и дешёвых. Обычно её применяют в относительно не долговечных изделиях — при изготовлении флагов, плакатов, лицевой части рекламных щитов. Эта ткань не работает на просвет и не рекомендуется для тентовых натяжных конструкций.

Тентовая ткань создана для производства тентов, козырьков, маркизов и других натяжных конструкций. Для этих же целей используется онинговая ткань. Её главное отличие от тентовой в том, что она работает на просвет и поэтому пригодна для изготовления вывесок с ві[утренней подсветкой. Помимо световых маркизов одно из важных применений онинговой ткани - изготовление бесстыковой лицевой части световых коробов большого размера.

Одна из главных характеристик виниловой ткани — её плотность, отражающая вес квадратного метра. Обычно эта характеристикаколеблется в пределах 2.5-5.0 Н/м . Лучшие производители виниловых тканей дают гарантию долговечности своей продукции в любых погодных условиях на пять- десять лет.

Характерные дефекты и результаты натурного обследования рекламных конструкций

Расчет конструкций является одним из важнейших этапов проектирования. Как известно проектирование сооружений начинается с разработки компоновочного решения и конструктивной схемы, назначения видов узловых соединений и т.п., после чего расчетом устанавливаются его технические характеристики. Особое положение здесь играют новые конструктивные формы, создание которых вызвано появлением новых отраслей хозяйства. При этом для любой конструктивной формы или конструкции, обладающей новизной, предварительным этапом являются детальные исследования, направленные на изучение действительной работы, включающие в себя уточнение силовых воздействий, фактической расчетной схемы, отвечающей действительной работе, изучение действительных условий ксплуатации, конечной целью которых является разработка и совершенствование методик расчета, конструирования и т.п.

Современному состоянию науки предшествовали многочисленные исследования, направленные на изучение действительной работы конструкций. Однако основным объектом этих исследований являются традиционные и наиболее распространенные конструктивные формы, например, стоечно-балочные, рамные, арочные системы.

Исследованию действительной работы металлоконструкций и их расчета посвящены труды Н.С. Стрелецкого [100], Е.И.Беленя [11], А.Н. Гениева, В.Л. Балдина [101]. Труды этих ученых посвящены также проблемам развития конструктивной формы. В частности, проведенный Н.С. Стрелецким анализ действительной работы мостовых сооружений [100], где автор особое внимание уделяет несовершенствам расчетных моделей, природе корректировочных коэффициентов, позволили в дальнейшем систематизировать многочисленные экспериментальные и теоретические исследования, например [19].

Исследованиям действительной работы и разработке методик расчета сопряжений баз стальных колонн с фундаментом посвящены работы Е.И. Беленя [11] В.В. Бирюлева [18] основанные на экспериментальных исследованиях, работа ИЛ. Пименова [81], где автор указывает на значение конструктивного оформления баз колонн при их расчете и дает рекомендации по их монтажу. Исследованиям действительной работы каркасов зданий с учетом конструктивных особенностей узловых решений посвящена работа А.Б. Павлова [75], автором произведена работа по систематизации узловых решений, применяемых как в отечественной практике строительства, так и зарубежной, дана классификация узловых соединений.

Развитие теории устойчивости упругих систем потребовала разработки инженерных методик для решения сложных задач бифуркационных состояний применительно к строительным конструкциям. Применительно к строительным конструкциям теории устойчивости посвящены значительное количество работ, из которых можно отметить работу А.С. Вольмира [24], а из числа современных работы Н.А. Ал футова [1], Безухова [10], Н.П. Абовского, Л.В. Енджиевского [44]. Особую роль в развитии инженерных методик расчета строительных конструкций сыграли исследования Г.Е. Вельского с детальным анализом работы сжатых стержней [12, 13]. С появлением эффективных конструкций из гнутых замкнутых профилей обладающих дополнительными резервами несущей способности потребовало изучения действительной их работы, а также количественной оценки этих резервов. Данной проблеме посвящены многочисленные исследования В.В. Бирюлева, из которых можно отметить работы [20, 21], Панкратова [76],

Развитие в 70-80-х годах прошлого столетия потребности в разработке эффективных конструктивных форм и конструкций открыло в строительстве направления вариантного проектирования, целью которого являлось разработка и исследование оптимальных по различным критериям конструкций. Существовавшие к этому времени многочисленные исследования Н.С. Стрелецкого, Н.Л. Белелюбекого, Ф.С. Ясинского, позднее Ю.В. Рацига, А.И. Виноградова лишь ставили основные предпосылки для расчета и проектирования конструкций наименьшего веса. Однако критерии минимума массы не оказались исчерпывающими на современном этапе развития, что с развитием электронно-вычислительной техники позволило решать многокритериальные задачи [25, 26, 50, 63, 104]. Тем не менее, критерии минимума веса и законы распределения последних, непосредственно влияющие на стоимость конструкций, дают первичную оценку эффективности конструкций при разработке и исследовании новых конструктивных форм. К числу многочисленных исследований весовых законов можно отнести работы Р. А. Гал им шин а [25, 26], В.И. Ершова [41], Л.П. Куницкого [60], Н. Ольхова [73]. Одним из направлений уточнения действительной работы сооружений является учет основания при помощи разработки контактных моделей основания. Исследованиям контактных моделей посвящено множество работ, наиболее известные из которых являются исследования М.И. Горбунава-Посадова [33], где особое место уделено различиям основных моделей основания. Исследования, посвященные расчету конструкций с учетом контактной модели основания приведены в работе С.Н. Клепикова [45], в которой автор указывает на достаточную практическую точность винклеровскои модели основания при расчете конструкций. Исследованиям предельной работы грунта основания при частичной потере контакта подошвы фундамента при знакопеременных нагрузках приведены в работах Б.И. Дидуха [35], а также А.Т. Маруфия [67], А. Муштак [72].

Численные исследования по оценке влияния несовершенств расчетных схем рекламных конструкций на их НДС

На основании проведенного обследования выборки РК можно сделать следующие выводы; - значительное количество зазоров в опорных плитах: не менее 60% РК выборки имеют дефект опирання в результате монтажа их на непроектные подкладки, а также неперпендикулярность оси стойки и грани опорной плиты, что приводит к отклонению оси стойки от вертикали. Кроме того, в 20% обследованных опорных плит РК обнаружена грибовидность. Перекос опорных плит составляет 2.7 -г 7.5%; - значительное количество зазоров фланцевых соединений крепления каркаса щита и стойки, в результате установки каркаса через подкладки, расцентровки отверстий, а также неперпендикулярности оси стойки и грани фланца, что приводит к отклонению каркаса щита стойки от вертикали. Не менее 16% рекламных щитов имеют перекос (крен) фланцевых соединений 0.7-1-4%. Также отмечена грибовидность фланцевых соединений, что свидетельствует о низкой точности изготовления отправочных единиц, которая в сочетании с низким качеством монтажа является одной из основных причин появления недопустимых дефектов и отклонений; - отсутствие болтов крепления фланцевых соединений, а также фундаментных болтов является следствием ранее перечисленных дефектов и отклонений, а также низкого уровня точности изготовления болтовых соединений (расцентровка осей отверстий болтов, расцентровка осей фланцевых соединений); - выявлен общий низкий уровень изготовления каркасов щита, имеющих значительные отклонения геометрии, дефекты в сварных соединениях в виде прожогов, непроваров, неполномерпости швов, что свидетельствует также о низкой точности и недостаточном уровне качества изготовления, а также низком уровне приемочного контроля. - выявлен общий низкий уровень качества проектирования рекламных сооружений. Об этом свидетельствует то, что 49% РК в выборке не обладают достаточной несущей способностью даже на действие средней составляющей ветровой нагрузки и 94% с учетом пульсациошюй ее составляющей. При этом до 40% РК не имеют технической документации, а сами металлоконструкции выполнены не специализированными организациями без расчетов их несущей способности. К наиболее типичным ошибкам проектирования можно отнести: - отсутствие расчетов по определению пульсационной составляющей. В частности, только в 18% обследованной выборки несущая способность РК было достаточна для восприятия этой компоненты ветровой нагрузки; - несоответствие расчетной и конструктивной схемы, как при определении действующих нагрузок, так и при расчетах несущей способности металлоконструкций. Например, отсутствие поверочных расчетов по результатам конструирования РК на действие нагрузок от собственного веса, что существенно может влиять на изменение динамических характеристик при учете пульсационной составляющей ветровой нагрузки; - несоответствие расчетных положений, в частности определение действующих нагрузок согласно требованиям [95], а проведение расчета несущей способности по методике допускаемых напряжений с необоснованным коэффициентом запаса. - отсутствие расчетов на устойчивость против опрокидывания фундаментов РК, а также расчетов несущей способности грунта основания. 1. Проведенными исследованиями выявлено, что общий уровень качества изготовления н монтажа РК является неприемлемо низким и требует разработки и реализации комплекса мероприятий для обеспечения необходимого качества проектирования, изготовления и монтажа, а именно: - исследование действительной работы рекламных сооружений, заключающееся в учете влияния несовершенств их конструктивных и расчетных схем на напряженно-деформированное состояние; - разработка методики определения допусков и отклонений параметров элементов РК при их изготовлении; - разработка новых конструктивных элементов, рекомендаций по проектированию, повышающих их несущую способность, снижающих влияние возможных дефектов изготовления и монтажа, 2. Наличие значительного количества РК с высоким уровнем дефектности их элементов требует проведения исследований по оценке влияния наиболее характерных дефектов на их несущую способность, таких как зазоры во фланцевых соединениях каркаса щита и стойки, дефектов опорных узлов стойки. 3. Кажущаяся простота конструктивной формы и стремительное наращивание объемов применения РК привели к ситуации, когда их проектированием, изготовлением и монтажом стали заниматься организации зачастую не имеющие опыта в этой области, что и определило существующий уровень качества изготовления и монтажа рекламных конструкций в 1998-2000 гг. в различных городах России [1].

Учет влияния погрешностей изготовления элементов рекламных конструкций на их несущую способность

Выбор расчетных схем при проведении практических расчетов определяется различными обстоятельствами: точностью исходных данных с выявлением факторов определяющих эксплуатационные характеристики, точностью и способом расчета. Как правило, достаточно трудно оценить влияние различных факторов, сказывающихся на результатах расчета, например, распределение ветровых нагрузок на элементы каркаса щита, совместность работы различных конструктивных элементов, жесткость соединений. При этом основные упрощения расчетных схем состоят в традиционном расчленении конструкций на отдельные элементы, как при статическом расчете конструкции, так и при решении задач о колебаниях системы. Подобные упрощения относятся преимущественно к инженерным расчетам, а также к проверочному "ручному" счету, где объем вычислений по возможности должен сводиться к минимуму. Однако при расчете конструкций с помощью специализированных программ ЭВМ формирование расчетных схем также ограничивается различными пределами.

Используемые при расчете РК расчетные схемы также обладают различной степенью упрощения или несовершенства. Для оценки точности расчета РК необходимы исследования влияния несовершенств расчетных схем на их НДС. Для выявления различных упрощений расчетных схем, а также допущений используемых при расчете проанализированы различные проектные решения, предоставленные МосГосЭкспертизой г. Москвы н ГлавАПУ г. Казани. При расчете РК преимущественно принимается расчетная модель, в которой используются следующие отступления от "идеальной" расчетной схемы: - замена пространственного каркаса щита плоской стержневой схемой при расчете на среднюю составляющую ветровой нагрузки; - замена пространственной системы консольным стержнем с сосредоточенной на конце массой каркаса щита (для определения собственных частот колебаний) при расчете РК с учетом пульсационной составляющей ветровой нагрузки; - ветровая нагрузка прикладывается к элементам каркаса щита по двум вариантам: а) равномерно - распределенная на все элементы каркаса щита; б) сосредоточенная в узлы конструкции; - обшивка (и ее раскрой) геометрически не моделируется и ее жесткость идет в запас жесткости всей конструкции. Для РК, вследствие новизны конструктивной формы, многообразия конструктивных решении и отсутствия методов их расчета, допустимость подобного рода замен должна содержать количественную оценку, что особенно важно при учете пульсационной составляющей ветровой нагрузки.

Исследования проведены для наиболее распространенных схем: одно-, двухстоечных РК формата 6x3 м. с высотой стойки до низа щита hc=3 6 м., рассматриваемых для 1Гго ветрового района. При этом "динамические" жесткости стальных конструкций приняты равным "статическим", а "динамический" модуль упругости бетона принят равным нормативному значению в соответствии с [94]. При этом сравнение результатов проведено с уточненными расчетными схемами РК, повторяющих геометрию каркаса щита, на ПК "ЛИРА - Windows".

При выполнении динамических расчетов наиболее часто принимается упрощенная расчетная схема РК в виде консольного стержня высотой //=/;с+(7;У2у1 (табл. 3.2, п.1) с сосредоточенной массой G-GU( для одностоечных и G=0.5GU1 для двухстоечных РК (здесь Gtlj — масса каркаса щита). При этом в расчетной схеме масса стойки не учитывается. Данная расчетная схема используется для определения пульсационной составляющей ветровой нагрузки по первой изгибной форме колебаний с частотой определяемой по формуле: где g - ускорение свободного падения, уст - статическое перемещение (прогиб), т.е. перемещение массы в заданном направлении под влиянием действующей в этом направлении силы, равной по величине собственной силе тяжести, с - жесткость системы, т.е. сила, вызывающая при ее статическом положении единичное безразмерное перемещение.

При определении частот собственных колебаний, как правило, используется метод эквивалентной сосредоточенной массы, определяемый из условия равенства статических прогибов.

Очевидным недостатком схемы в виде консольного стержня с сосредоточенной массой является то, что, вследствие минимального числа степеней свободы, в НДС стойки отсутствуют напряжения от высших форм колебаний каркаса щита и непосредственно участвует в расчете только первая собственная частота.

Сравнение результатов расчетных схем консольного типа (табл.3.2) производилось на базе расчетной схемы РК со средней несущей балкой по рис.3.1а, которая представляет собой пространственную конечно-элементную стержневую систему со спектром частот приведенных в табл. 3.1. Анализ результатов численных исследований применяемых расчетных схем и их сравнение показали, что погрешность определения усилий в стойках для рассматриваемых расчетных схем РК без учета массы стоек и с полным их учетом составляет 6+12.5%, вследствие погрешностей определения значений собственных частот, что доказывает несостоятельность этих расчетных схем.

Похожие диссертации на Методика расчета и совершенствование конструктивных форм рекламных конструкций