Расчет с помощью программного комплекса мягких оболочек пневматических сооружений, усиленных стальными канатами и арками

сельское хозяйство, поэтому около половины всех пневматических сооружений преобладают в данном секторе экономики.

Для расчета пневматических сооружений авторы используют программный комплекс «Программа расчета пневматических сооружений с учетом нелинейных факторов». Авторы в программе учитывают зависимость приращения давления воздуха в полости от всех факторов, характеризующих состояние воздуха, а именно от температуры, объёма полости и от самого давления, т.е. принимается Р = Т, Р). Другими словами, в данной программе впервые учитывается упругая работа воздуха пневматической полости покрытия.

С учетом мирового экономического кризиса авторы статьи прогнозируют дальнейшее применение пневматических сооружений во всех сферах нашей жизни в ближайшее время из-за мобильности и низкой стоимости, а также широкое применение таких сооружений в военных действиях и проводимых в армии учениях.

Литература

1. Ермолов В. В. Пневматические строительные конструкции / В. В. Ермолов, У. У. Бэрд и другие. Под редакцией В. В. Ермолова. М.: Стройиздат, 1983. 304 с.

2. Ким А. Ю. Итерационный метод приращений параметров в теории расчета мембранно-пневматических систем с учетом нелинейных факторов / А. Ю. Ким. Монография. Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов: Изд-во СГТУ, 2005. 188 с.

Расчет с помощью программного комплекса мягких оболочек пневматических сооружений, усиленных стальными канатами и

арками

12 3

Ким А. Ю. , Полников С. В. , Харитонов С. П.

Ким Алексей Юрьевич /Kim Aleksey Yurevich - доктор технических наук, профессор кафедры; 2Полников Сергей Валерьевич /Polnikov Sergey Valerievich - аспирант; 3Харитонов Семен Павлович /Kharitonov Semyon Pavlovich - аспирант, кафедра теории сооружений и строительных конструкций, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А., г. Саратов

Аннотация: авторы статьи описывают расчет с помощью программного комплекса «Программа расчета пневматических сооружений с учетом нелинейных факторов» большепролетных пневматических сооружений, усиленных стальными канатами и арками. Увеличение пролетов пневматических сооружений до ста и более метров достаточно для применения их в качестве любых спортивных сооружений и позволяет продлить срок функционирования такого сооружения до десяти - пятнадцати лет.

Abstract: the authors describe the calculation using software package "Software for calculation of pneumatic structures considering nonlinear factors" large-span pneumatic structures, reinforced by steel cables and arches. The increase in spans of pneumatic structures up to one hundred meters or more is enough for using them as any sports facilities, and allows to extend the operation of such facilities up to ten to fifteen years.

Ключевые слова: пневматические сооружения, технико-экономическое обоснование, усиление мягких оболочек пневматических сооружений стальными канатами и арками.

Keywords: inflatable structures, a feasibility study, strengthening soft shells, pneumatic structures, steel ropes and arches.

Усилие мягких оболочек канатами или арками - эффективный путь решения проблемы больших пролетов пневматических сооружений (свыше ста метров.). Предельный пролет оболочки пневматического сооружения, даже с применением новых материалов, таких как кевлар или тефлон, достигает шестидесяти метров. Дальнейшее увеличение пролетов за счет применения высокопрочного материала, становится экономически невыгодным, за счет резкого увеличения стоимости сооружения. Применение стальных канатов для усиления мягких оболочек пневматических сооружений экономически выгодно, так как при невысоких ценах на стальные канаты и недорогих материалах мягких оболочек пролет достигается ста и более метров, что обычно достаточно для большинства спортивных или складских помещений. Усиление воздухоопорного сооружения стальными канатами бывает с мелкой, средней и крупной ячейкой. Смотри рис. 1-2. Вопрос о размещении канатов над оболочкой или под ней, как правило, решается индивидуально в каждом конкретном случае, в зависимости от назначения сооружения и его конструктивных особенностей [2, с. 8].

Рис. 1. Воздухоопорное сооружение, усиленное канатами со средней ячейкой

По данным российских исследователей за последние пятнадцать лет усиление стальными канатами и арками воздухоопорных сооружений спортивного назначения позволило выйти на пролеты до ста и более метров и при этом снизить сметную стоимость по сравнению с традиционными в три раза.

Верхнее расположение канатов отличается простотой конструкции и непосредственной передачей усилий сетке, но в то же время сетка канатов задерживает снег, и канаты находятся постоянно под воздействием влаги, что сказывается на скорости коррозии, обычно верхние канаты полностью выходят из строя за 10-15 лет [1, а 43].

Авторы данной статьи применяют для расчета пневматических сооружений программный комплекс «Программа расчета пневматических сооружений с учетом нелинейных факторов». Авторы в программе учитывают зависимость приращения давления воздуха в полости от всех факторов, характеризующих состояние воздуха, а именно от температуры, объёма полости и от самого давления, т.е. принимается P = f(V,T,P). Другими словами, в данной программе впервые учитывается упругая работа воздуха пневматической полости покрытия, а также за счет изменения жесткостных характеристик можно вести расчет учета коррозии стальных канатов и арок, усиливающих работ мягких оболочек и позволяющих довести их пролет до ста и более метров.

Рис. 2. Воздухоопорное сооружение, усиленное канатами с крупной ячейкой

С учетом мирового экономического кризиса авторы статьи прогнозируют дальнейшее применение пневматических сооружений во всех сферах нашей жизни в ближайшее время из-за мобильности и низкой стоимости, а также широкое применение таких сооружений для спортивных целей, особенно в Краснодарском крае и в Крыму.

В результате чего за последние десять лет число теннисных кортов, крытых катков, плавательных бассейнов увеличилось в десять раз по сравнению с 2005 годом. Часто для усиления мягких оболочек таких сооружений применяют металлические арки. См. рис. 3.

Рис. 3. Пневматическое здание госпиталя МЧС, усиленное арками

Особенно, много таких сооружений на Черноморском побережье Краснодарского края и в самом г. Краснодаре. Авторы данной статьи насчитали летом 2015 года в г. Геленджике более десяти пневматических сооружений спортивного назначения (теннисные корты, крытые бассейны и пр.).

Литература

1. Ким А. Ю. Легкие вантовые мембранно-пневматические сооружения в экстремальных условиях / Ким А. Ю., Харитонов С. П. Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова. Саратов, 2011. 31 с. Ил. 2. Деп. в ВИНИТИ 05.08.2011. № 377 - В2015.

2. Ким А. Ю. Итерационный метод приращений параметров в теории расчета мембранно-пневматических систем с учетом нелинейных факторов / Ким А. Ю. Монография. Сарат. гос. техн. ун-т. Саратов: Изд-во СГТУ, 2005. 188 с.