Дослідження впливу монтажних навантажень на напружено-деформівний стан великопролітного куполу

Abstract

У магістерській роботі розглянуто особливості проектування та монтажу великопролітних сітчастих куполів зі сталевого каркасу з урахуванням дії монтажних зусиль. Актуальність теми зумовлена потребою у врахуванні напружено-деформівного стану (НДС) конструкцій не лише в експлуатаційному, а й у монтажному стані, що особливо важливо при зведенні масштабних покриттів. У першому розділі подано класифікацію купольних конструкцій, проаналізовано типи куполів — ребристі, ребристо-кільцеві, сітчасті, а також методи їх розрахунку. Особливу увагу приділено впливу монтажних навантажень на елементи конструкції під час транспортування, складування, укрупнювального складання та підйому. У другому розділі виконано моделювання сітчастого сталевого купола в середовищі ПК SCAD. Визначено розрахункову схему, підібрано геометричні характеристики та схеми прикладання навантажень (снігового, вітрового та власної ваги). Розглянуто кліматичні умови будівництва та перевірено міцність огороджувальних елементів зі світлопрозорих конструкцій. У третьому та четвертому розділах детально досліджено НДС елементів каркасу на різних стадіях монтажу та проаналізовано варіанти прогресуючого обвалення. Окрему увагу приділено питанням охорони праці та безпеки у надзвичайних ситуаціях. Наукова новизна полягає в поглибленому чисельному аналізі монтажних стадій сталевих куполів. Практичне значення дослідження виявляється у можливості впровадження отриманих результатів у проєктування куполів з покращеними експлуатаційними характеристиками. Результати апробовано на міжнародній науковій конференції та опубліковано у тезах доповідей.

This master’s thesis explores the design and erection features of large-span steel space domes, focusing on the impact of assembly loads on structural behavior. The relevance of the study stems from the necessity to consider the stress-strain state (SSS) of structures not only in operation but also during intermediate construction stages, which is critical for large-scale roof structures. The first chapter presents a classification of dome systems and analyzes types such as ribbed, ring-ribbed, and grid domes. Special attention is paid to the effect of construction loads during transportation, storage, block assembly, and lifting. In the second chapter, a grid steel dome is modeled using SCAD software. A computational scheme is defined, along with geometry and load applications (snow, wind, self-weight). Climatic conditions and the strength of transparent cladding elements are also verified. The third and fourth chapters investigate the SSS of structural elements at various stages of assembly and analyze progressive collapse scenarios. Occupational safety and emergency response measures are covered in the final sections. The scientific novelty lies in the advanced numerical modeling of dome structures during installation phases. The practical value includes the implementation of the obtained results in dome projects with improved performance characteristics. The findings have been presented at an international scientific conference and published in proceedings.