Александр Романович Туснин — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой металлических и деревянных конструкций, директор Института промышленного и гражданского строительства
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
РИНЦ AuthorID: 455914, Scopus: 6507367654, ResearcherID: U-2546-2018
Aleksandr R. Tusnin — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Metal and Timber Structures, Director of the Institute of Industrial and Civil Engineering
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
RSCI AuthorID: 455914, Scopus: 6507367654, ResearcherID: U-2546-2018
Екатерина Константиновна Грачева — аспирант кафедры металлических и деревянных конструкций
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
РИНЦ AuthorID: 1146313
Ekaterina K. Gracheva — postgraduate student of the Department of Metal and Timber Structures
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
RSCI AuthorID: 1146313
Введение. Знание ключевых параметров, определяющих работу несущих систем, позволяет обеспечить безопасную, рациональную и экономичную эксплуатацию зданий и сооружений. Для мембранных систем с размещенным на мембране бетонным слоем определены относительные обобщенные параметры, определяющие работу композитных мембранных конструкций.
Материалы и методы. Рассмотрены мембранные системы с прямолинейным опорным контуром, жестко закрепленным на опорах, и прикрепленной к нему плоской стальной мембраной. Расчеты выполнены для конструкции двух размеров в плане. Первая: а = b = 6 м с толщиной мембраны 1 и 2 мм. Вторая: а = b = 12 м с толщиной мембраны 2 и 3 мм. На мембрану уложен слой бетона В30, равный для первой модели 50 и 40 мм, для второй 100 и 60 мм. Конструкция по свободному краю мембраны нагружена нагрузкой q, действующей в плоскости мембраны.
Результаты. Численные расчеты, проведенные с использованием метода конечных элементов, показали, что увеличение относительной продольной жесткости бетонного слоя приводит к снижению изгибающего момента, продольных усилий в контуре и напряжений в мембране. Это увеличивает жесткость и несущую способность конструкции. Установлено, что путем изменения параметров жесткости бетонного слоя можно значительно повысить эффективность конструкции.
Выводы. Размещение на мембране бетонного слоя значительно повышает эксплуатационную надежность конструкции, уменьшает усилия в опорном контуре, снижает прогибы и напряжения в мембране. Относительные обобщенные параметры мембранных систем с бетонным слоем можно использовать для оценки напряженно-деформированного состояния провисающих мембранных покрытий на прямоугольном плане с плоским опорным контуром.
Introduction. Knowledge of the key parameters that determine the operation of load-bearing systems makes it possible to ensure safe, rational and economical operation of buildings and structures. The paper defines the relative generalized parameters that determine the operation of composite membrane structures for membrane systems with a concrete layer placed on the membrane.
Materials and methods. Membrane systems with a rectilinear support contour rigidly fixed on supports and a flat steel membrane attached to it are considered. The calculations were performed for the construction of two dimensions in the plan. The first one is: a = b = 6 m with a membrane thickness of 1 and 2 mm. The second one is: a = b = 12 m with a membrane thickness of 2 and 3 mm. A layer of concrete B30 is laid on the membrane, equal to 50 and 40 mm for the first model, and 100 and 60 mm for the second. The structure along the free edge of the membrane is loaded with a load q acting in the plane of the membrane.
Results. Numerical calculations performed using the finite element method have shown that an increase in the relative longitudinal stiffness of the concrete layer leads to a decrease in bending moment, longitudinal forces in the contour and stresses in the membrane. This increases the rigidity and load-bearing capacity of the structure. It was found that by changing the stiffness parameters of the concrete layer, the efficiency of the structure can be significantly improved.
Conclusions. The placement of a concrete layer on the membrane significantly increases the operational reliability of the structure, reduces forces in the support circuit, and reduces deflections and stresses in the membrane. The relative generalized parameters of membrane systems with a concrete layer can be used to assess the stress-strain state of sagging membrane coatings on a rectangular plan with a flat support contour.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.