CC BY
1
прогнозируют дальнейшее применение пневматических сооружений во всех сферах нашей жизни в ближайшее время.
Использованные источники:
1. Ермолов В.В. Пневматические строительные конструкции / В.В. Ермолов, У.У. Бэрд и другие. Под редакцией В.В. Ермолова. - М.: Стройиздат, 1983. -304 с.
2. Ким А.Ю. Итерационный метод приращений параметров в теории расчета мембранно-пневматических систем с учетом нелинейных факторов / А.Ю. Ким. Монография. Саратовский государственный Технический университет. - Саратов: Издательство СГТУ, 2005. - 188 с.
Ким А.Ю., доктор технических наук
доцент, профессор
кафедра «Теории сооружений и строительных конструкций»
Харитонов С.П. аспирант
кафедра «Теории сооружений и строительных конструкций» Саратовский государственный технический университет
имени Гагарина Ю.А. Россия, г. Саратов
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НА МОДЕЛИ РАБОТЫ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО СООРУДЕНИЯ
В статье описывается проведение экспериментального исследования на модели пневматического сооружения, предназначенного для снижения стоимости натурного сооружения в условиях экономического кризиса. Многие проблемы раскроя и экономии материала мягких оболочек пневматических сооружений, можно заранее смоделировать на модели натурного сооружения, используя теорию подобия Кирпичёва.
Ключевые слова: экспериментальная модель пневматического сооружения, численное исследование натурного сооружения на ЭВМ.
Kim A. Y., dr. of technical science, of «Theory of structures and
constructions» department, Saratov state technical university named after Y. A. Gagarin,
Russia, Saratov.
Kharitonov S.P., postgraduate student of «Theory of structures and
constructions» department, Saratov state technical university named after Y. A. Gagarin,
Russia, Saratov.
EXPERIMENTAL STUDY ON THE MODEL OF PNEUMATIC
STRUCTURES
This article describes a pilot study on the model of inflatable structure designed to reduce the cost of full-scale structures under conditions of economic crisis. Many of the problems of nesting and save material soft shells, pneumatic
structures, you can pre-simulate the full-scale model structures, using the theory of similarity Kirpicheva.
Key words: experimental model of the inflatable structure, numerical investigation of full-scale structures on a computer.
В натурных сооружениях различного назначения воздухоопорные мембранно-пневматические покрытия выполняются обычно с мембраной из стеклоткани с тефлоновым покрытием. Поэтому в соответствии с критериями подобия, исследуемая модель покрытия выполнена с мембраной из плёнки ПВХ.
При размерах покрытия реального сооружения в плане 210x70 м (стрела подъёма мембраны f=8 м) модель покрытия имеет размеры в плане 2,10x0,70 м. (стрела подъёма мембраны f=0,08 м). Масштаб изменения геометрических размеров реального сооружения составляет для модели 1:100.
Собственный вес и внешние нагрузки на мембрану модели находятся в тех же пропорциях, что и в реальном сооружении. Соотношение жёсткостей мембраны сооружения и модели равно соотношению величин соответствующих пролётов. Интенсивность внешней вертикальной нагрузки и интенсивность избыточного давления воздуха во внутреннем помещении здания равны соответствующим интенсивностям нагрузки и давления воздуха в реальном сооружении и модели.
Рисунок 1. Воздухоопорное покрытие стадиона в г. Мичигане (США).
Эти соотношения авторы получили, выполняя критерии подобия исследуемой модели и реального сооружения. Однако авторы не ставят перед собой целью исследовать работу реального сооружения на основе поведения модели. В настоящее время, при наличии достаточно точных и универсальных методик расчёта пневматических систем, необходимости в этом нет. По сути дела, реальным сооружением в данном случае является сама модель покрытия сооружения (рис. 2) [1, а 87].
Мембрана выполнена из плёнки ПВХ в виде прямоугольной в плане и плоской на стадии монтажа мембраны, имеющей размеры 2,10x0,70 м и закреплённой в опорном контуре. Модуль упругости плёнки Е=6000 Н/м,
прочность на растяжение R=1 кН/м, масса плёнки g=g2=1 Н/м2, толщина плёнки d=0,15 мм. Опорный контур представляет собой рамную конструкцию. Она состоит из нижней и верхней горизонтальных рам, выполненных из деревянных стержней сечением 50х20 мм. Нижняя рама оперта на вертикальные стены толщиной 50 мм, с которыми она жёстко скреплена. Между верхней и нижней рамами располагаются края мембраны, зажатые посредством 86 металлических болтов d=4 мм.
Рисунок 2. Модель воздухоопорного мембранно-пневматического
сооружения.
В замкнутое помещение под мембрану закачан воздух с избыточным давлением р=130 Па. Воздух в помещение подаётся через ниппель при помощи насоса. Обеспечение заданного уровня давления воздуха в замкнутой полости достигается при помощи манометра, располагаемого снаружи пневмосооружения (рис. 2) и представляющего собой и образную стеклянную трубку. Модель покрытия устанавливается на жёсткое основание.
Для удобства проведения замеров модель покрытия снабжена измерительной деревянной рамой, выполненной из реек сечением 50х20 мм.
Цель эксперимента - исследование статической работы воздухоопорного мембранно-пневматического покрытия сооружения с герметичной замкнутой полостью.
Вертикальная нагрузка, равная интенсивности снеговой нагрузки, составляет q=235 Н/м2. Так как площадь покрытия модели равна 1,47 м2, то полная нагрузка на всем покрытии составляет Q =345 Н.
Равномерно распределённая нагрузка создаётся речным песком. Если полное загружение покрытия модели производится равномерным слоем песка общим весом 33,85 кг, то для равномерного загружения покрытия в средней трети пролёта требуется 11,28 кг речного песка.
Анализ результатов исследований показывает, что различия между экспериментальными и теоретическими значениями прогибов воздухоопорной мембраны покрытия составляют 5...10 % для локальных нагрузок и 3.5 % для распределённых по всему пролёту расчётных нагрузок.
Давление воздуха во внутреннем помещении сооружения определяется с погрешностью, равной 1.. .2 % .
Расхождения в экспериментальных и теоретических прогибах мембраны покрытия модели обусловлены, в основном, неточностями замера прогибов.
Эксперимент подтверждает достоверность тех результатов, которые получены авторами на основе численного исследования на ЭВМ нелинейных воздухоопорных мембранно-пневматических покрытий сооружений в соответствии с разработанной ими методикой их расчёта [2, с. 67].
Использованные источники:
1. Пневматические строительные конструкции / В.В. Ермолов, У.У. Бэрд и другие. - М.: Стройиздат, 1983 г. 304 с.
2. Итерационный метод приращений параметров в теории расчета мембранно-пневматических систем с учетом нелинейных факторов / А.Ю. Ким. Монография. Саратовский государственный технический университет. Саратов: Издательство СГТУ, 2005 г. - 188 с.
Ким А.Ю., доктор технических наук
доцент, профессор
кафедра «Теории сооружений и строительных конструкций»
Харитонов С.П. аспирант
кафедра «Теории сооружений и строительных конструкций» Саратовский государственный технический университет
имени Гагарина Ю.А. Россия, г. Саратов РАЗЛИЧНЫЕ СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОЛЁТОВ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
В статье описываются основные пути увеличения больших пролётов пневматических сооружений, более шестидесяти метров. Такие пролёты востребованы в пневматических сооружениях спортивного назначения, когда по правилам соревнований необходим именно такой пролёт. Самыми простыми способами увеличения пролётов таких сооружений оказалось усиление их или сеткой стальных канатов или арками.
Ключевые слова: усиление мягких оболочек пневматических сооружений, усиление сооружения стальными канатами с крупной ячейкой.
Kim A. Y., dr. of technical science, of «Theory of structures and
constructions» department, Saratov state technical university named after Y. A. Gagarin,
Russia, Saratov.
Kharitonov S.P., postgraduate student of «Theory of structures and
constructions» department, Saratov state technical university named after Y. A. Gagarin,
