МОДЕЛЮВАННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ МЕТАЛЕВОГО СТРИЖНЕВОГО КАРКАСУ ГЕОДЕЗИЧНОГО КУПОЛУ ДЛЯ РАЦІОНАЛЬНОГО ПРОЕКТУВАННЯ

Анотація

У статті набув подальшого розвитку метод розрахунку тонкостінних оболонок із несучим каркасом у вигляді геодезичних куполів без стаціонарного фундаменту. Виконано ґрунтовний аналіз принципового конструктивного рішення каркасних збірно-розбірних куполів з тентовим двошаровим покриттям, внутрішній шар яких служить як проекційний екран тривимірних кінотеатрів, які набувають популярності в індустрії розваг. Розроблено високо деталізовану скінчено-елементну модель напружено деформованого стану куполу діаметром основи 13,5 м з урахуванням технологічних прорізів та конструктивних елементів жорсткості під дією вітрових, снігових, ожеледних та інших кліматичних впливів. При цьому змодельовано різні варіанти приєднання каркасу куполу до основи. Доведено, що найгіршим впливом для конструкцій куполу, виходячи з критерію стійкості, є вітровий вплив. Доведено, також, що каркасна стрижнева тентована споруда геокуполу не може безпечно функціонувати у випадку відсутності надійного приєднання до основ. Для усіх варіантів приєднання до основи виявлено ділянки стрижневих елементів каркасу з найбільшими внутрішніми напруженнями від різних навантажень, розглянуто загальний характер деформування і можливого руйнування споруди, а, також, питання втрати стійкості. Виявлено, що до найбільш напружених конструкцій відноситься тентове покриття та болтові кріплення стиків стрижневої системи. Запропоновано раціональний спосіб анкерування конструкцій каркасу куполу на тимчасових земляних майданчиках з використанням геошурупів або металевих гвинтових паль. Доведена можливість анкеровки опорних елементів куполу у п’яти полярно симетричних точках з використанням баласту. Сформульовано конструктивні рекомендації щодо раціонального проектування каркасних купольних систем. Розроблений технологічний регламент з подальшої безпечної експлуатації геодезичних каркасних куполів, а також, окреслено напрямки подальших наукових досліджень за цією тематикою.