Разработка соединительного узла без эксцентриситета для ножничных развертываемых конструкций

Одним из наиболее важных аспектов при проектировании и расчете трансформируемых конструкций является конфигурация их узлов. При разработке ножничных элементов, образующих трансформируемые конструкции, такие как навесы или купола, конструирование узлов, соединяющих отдельные стержни, обычно приводит к эксцентриситетам осей стержней относительно центра тяжести узлов.

Автор	Emmanouil-Ioannis Daktylidis
Университет	Национальный технический университет Афин

Проектирование узлов для складных конструкций ножничного типа с учетом эксцентриситета.

Проектирование соединения раздвижной конструкции ножничного типа

Эти эксцентриситеты часто влияют на поведение конструкции при таких нагрузках, как ветер или снег. Целью настоящего исследования является разработка узла, способного соединять элементы без возникновения эксцентриситетов. Это достигается за счет использования сдвоенных ножницеобразных элементов, что подразумевает добавление дополнительного элемента к традиционной двухэлементной ножничной конфигурации. Таким образом, эксцентриситеты исключаются на этапе геометрической компоновки узла.

Геометрия узла напрямую зависит от геометрии поперечного сечения соединяемых элементов. Поэтому применяется методика для определения оптимальных полых алюминиевых сечений, используемых в конструкции. На начальном этапе для узлов принимаются жесткие элементы, а для стержней — линейные балочные конечные элементы. Затем выполняются линейные расчеты с приложением предполагаемых узловых нагрузок, а также снеговых и ветровых нагрузок в соответствии с соответствующими расчетными нормами.

Окончательный подбор сечений осуществляется с помощью двух подходов. Сначала выполняются геометрически нелинейные расчеты (GNA) для сравнения внутренних усилий с результатами линейного расчета. Затем проводятся геометрически нелинейные расчеты с несовершенствами (GNIA) с использованием начальных форм несовершенств, полученных из форм потери устойчивости, выявленных в результате предшествующих линейных расчетов на устойчивость. Окончательные сечения определяются путем сравнения результатов и проверки согласно положениям Еврокода 9 для алюминиевых конструкций. После окончательного подбора сечений геометрия узла также считается определенной, и соответствующие узловые нагрузки в конструкции соответствующим образом корректируются.

Наконец, выполняется моделирование узла и элементов с использованием объемных конечных элементов. Этот анализ позволяет сделать выводы о возникающих напряжениях в узле и элементах, предоставляя ценную информацию для проектирования потенциальной экспериментальной установки.

Ссылки

Программное обеспечение для проектирования стальных конструкций

Скачивания

Полный дипломный проект (PDF)

9,11 MB

;