Введение к работе
Актуальность темы. Проектирование и расчет тонкостенных пространственных конструкций представляет собой сложную и одновременно весьма важную область строительной науки вообще и строительной механики в частности. Наиболее распространенными и применяемыми конструкциями подобного типа являются пластины и пологие оболочки. 1 Широкое применение этих конструкций объясняется тем, что присущие тонкостенным конструкциям легкость^ рациональность форм сочетаются с их высокой несущей способностью, экономичностью и хорошей технологичностью, а в большинстве случаев и эстетическими достоинствами.
Современное состояние строительной промышленности позволяет более широко внедрять пространственные конструкции в практику производства. Для этого необходимо квалифицированно проектировать и уметь быстро рассчитывать эти конструкции. В настоящее время одной из наиболее сложных и важных задач строительной механики является расчет строительных конструкций, в том числе пространственных при сейсмических воздействиях. В практике проектирования 'строительных объектов основой для расчета сооружений на сейсмостойкость являются данные, полученные при исследовании прошедших землетрясений, а именно акселерограммы ускорений. Поэтому построение схем прямого интегрирования уравнений движения пластин и пологих оболочек с повышенной точностью определения скоростей и ускорений является актуальной задачей. При землетрясении реакция сооружений может быть достаточно интенсивной, что приводит к серьезным разрушениям конструкций, по этой причине для правильной оценки работы сооружений нельзя ограничиваться лишь упругой стадией работы материала. Кроме того, при таких нагрузках становится неприемлем принцип малых пере-
мещений, т. к. форма и размеры конструкций существенно меняются, т. е. необходим учет геометрической нелинейности сооружений.
Таким образом, разработка и совершенствование методов расчета нелинейных пологих оболочек и пластин при сейсмических воздействиях, повышение точности схем прямого интегрирования уравнений движения названных конструкций является актуальной задачей.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ состоит в разработке численного метода, конечно-элементной методики и алгоритма расчета подкрепленных многослойных пологих оболочек и пластин в физически и геометрически нелинейной постановках при статических и динамических воздействиях, разработке программного комплекса, численно реализующего предложенную методику.
НАУЧНУЮ НОВИЗНУ РАБОТЫ составляют следующие результаты, защищаемые автором: *
предложен метод повышения точности схем прямого интегрирования уравнений движения, а также с помощью предлагаемого метода получена схема прямого интегрирования;
разработана конечно-элементная методика расчета подкрепленных многослойных, несимметрично-армированных пологих оболочек и пластин, позволяющая по единому алгоритму решать нелинейные задачи статики, динамики и устойчивости;
- разработаны и апробированы алгоритм и программный комплекс.
численно реализующий предлагаемую методику;
ДОСТОВЕРНОСТЬ проведенных научных исследований и полученных численных результатов подтверждается применением фундаментальных принципов и методов строительной механики, решением контрольных примеров, имеющих аналитическое решение, либо решенных другими методами.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ состоит в том, что разработанные в диссертации методика, алгоритм и программный комплекс могут быть использованы при решении широкого круга прикладных задач по расчету подкрепленных пологих оболочек и пластин, как в упругой, так и в нелинейной постановках, при статических, кинематических и динамических воздействиях.
Разработанный автором программный комплекс внедрен в учебный процесс по кафедре строительной механики Ростовской государственной академии строительства.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ: Основные результаты, изложенные в диссертации, докладывались на научно-технических конференциях преподавателей кафедр Ростовской государственной академии строительства (Ростов - на - Дону, 1992, 1993, 1994, 1995 гг.), на объединенном семинаре кафедр' механического цикла РГАС (1995 г.), на семинаре кафедри сопротивления материалов и строительной механики Новочеркасского государственного технического университета (Новочеркасск, 1995 г.).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 2 печатных работы.
^СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы, включающего 124 наименования. Полный объем диссертации - 161 страница, включая 49 рисунков ц 16 таблиц. Основной текст (без оглавления, списка литературы, рисунков и та-блиц) излагается на 120 страницах машинописного текста.
Нумерация формул, таблиц и рисунков ведется отдельно по каждо'-. му разделу. Нумерация источников выполнена сквозная по всей работе.