ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Изобретения лишних связей систем строительной механики, усилия в которых сохраняются постоянными при температурных и других перемещениях, привели к открытию ранее неизвестных оптимальных параметров геометрии систем строительной механики, не зависящих ни от нагрузки, ни от степени преднапряжения. Открытые параметры геометрии дают возможность изобретать новые конструкции.

Если усилия в лишних связях систем строительной механики сохраняются постоянными при температурных и других перемещениях, то системы имеют оптимальные параметры геометрии, соответствующие максимальной суммарной работе усилий в лишних связях и не зависящие ни от степени преднапряжения, ни от нагрузки.

Изобретение связи позволило в обычной шпренгельной балке назначить два оптимальных параметра геометрии. Назначение же оптимальных параметров геометрии привело к изобретению шпренгельной балки, показанной на рисунке.

Системы строительной механики с постоянными усилиями в лишних связях условно названы близкими к статически неопределимым. Параметры геометрии :g - угол наклона растянутых элементов шпренгеля к горизонтали ; z - расстояние от нейтрального слоя балки до горизонтальной плоскости, проходящей через места прикрепления растянутых элементов шпренгеля к балке (см. рисунок). Оптимальное значение параметров геометрии находится из системы уравнений:

(1)

где - усилие в растянутом элементе шпренгеля, определяемое из канонического

уравнения метода сил.

При решении системы уравнений (1) получена система двух алгебраических уравнений.

При g=0 шпренгельная балка превращается в балку с затяжкой, у которой один параметр геометрии, оптимальное значение его определяется по формуле

(2)

где i, f - момент инерции и площадь поперечного сечения балки.

У балки с затяжкой связь, создающая в затяжке усилие предварительного напряжения и сохраняющая его постоянным при температурных и других перемещениях, ставится с торца балки.

У обычной балки, близкой к один раз статически неопределимой, распор создается с помощью особой подвижной опорной части (А.С. № 41352).

Если конструкция имеет один оптимальный параметр геометрии, то он определяется из уравнения

(3)

где i - параметр геометрии.

Решением уравнения (3) найдены оптимальные параметры геометрии многих конструкций.

Экономический эффект от применения изобретенных связей, усилия в которых сохраняются постоянными, складывается, во-первых, из отсутствия вредных напряжений : температурных, ползучести и усадки материала, неравномерных осадок опор ; во-вторых, из того, что усилия предварительного напряжения в лишних связях постоянны, а это значит, что работа этих усилий на перемещениях, возникающих от действия на конструкцию нагрузки, вычисленная по формуле Клайперона, в два раза больше, а прогиб конструкции в два раза меньше, поэтому площадь поперечного сечения связи (кабель висячего моста, затяжка балки) можно уменьшить в два раза ; в-третьих, из возможности назначить оптимальные параметры геометрии.

С помощью связи и высокопрочной проволоки можно преднапрягать постоянным усилием трубопроводы больших диаметров, резервуары, фюзеляжи. Это даст экономический эффект и повысит надежность конструкций.

Шпренгельная балка :

1 - балка ; 2 - канат; 3 - связь по А.С.№ 1686059