Полников Сергей Валерьевич - старший преподаватель, кафедра «Строительные материалы конструкции и технологии».
410054, Саратов, ул. Политехническая, д.77
Sergey V. Polnikov - Senior Lecturer, Department of Building Materials, Construction and Technology.
77 Politekhnicheskaya Str., Saratov 410054
Цель. Целью исследования является разработка методики статического нелинейного расчета мембранно-пневматических систем на силовые нагрузки и воздействия различного рода.
Метод. В основе расчета нелинейных линзообразных мембраннопневматических систем лежит известный шаговый метод приращения параметров и возможности итерационного процесса численной процедуры Эйлера-Коши с повышенным числом итераций, с применением на шаге метода конечных элементов. Поскольку производится расчет пневматических систем, в основы работы которых лежит сжатый воздух, используется система уравнений, которая включает в себя универсальное уравнение состояние газа и формулу для определения приращения давления в герметичном пространстве, образуемом линзообразном покрытием сооружения.
Результат. Представлен модифицированный итерационный метод приращения параметров и соответствующий численный подход, повышающий точность решения нелинейных уравнений. Основное улучшение заключается в увеличении числа итераций с обычных трех до тридцати. Осуществлен расчет линзообразной мембранно-пневматической системы пролетом сто двадцать метров на действие участковой распределенной на полупролете снеговой нагрузки.
Вывод. Предложенная методика может использоваться для расчета не только линзообразных сооружений, но и для расчета воздухоопорных и пневмокаркасных объектов.
Objective. The aim of the study is to develop a methodology for the static nonlinear calculation of membrane-pneumatic systems for force loads and various impacts.
Method. The calculation of nonlinear lens-shaped membrane-pneumatic systems is based on the wellknown stepwise method of parameter increment and the possibilities of the iterative process of the Euler-Cauchy numerical procedure with an increased number of iterations, using the finite element method at each step. Since the calculation of pneumatic systems based on compressed air is performed, a system of equations is used that includes a universal equation of state of a gas and a formula for determining the pressure increment in a sealed space formed by the lens-shaped roof of the structure.
Result. A modified iterative method of parameter increment and a corresponding numerical approach are presented, which improve the accuracy of solving nonlinear equations. The main improvement lies in increasing the number of iterations from the usual three to thirty. A lens-shaped membrane-pneumatic system with a span of one hundred twenty meters was calculated for the action of a sectional snow load distributed over a half-span.
Conclusion. The proposed method can be used to calculate not only lens-shaped structures, but also air-supported and pneumatic-framed objects.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.