ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

В системе строительной механики с постоянными усилиями в лиш­них связях установлены и сформулированы оптимальные параметры геометрии: "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",

Основные системы конструкций с лишними связями, усилия в кото­рых сохраняются постоянными, такие же, как и основные системы обыч­ных статически неопределимых систем.

На рисунке показана основная система фермы с постоянным распо­ром. Связь, сохраняющая распор постоянным (опорная часть по АС №614155), отброшена и ее действие на ферму заменено постоян­ной силой Х ₁.

Распор Х ₁ находится из канонического уравнения метода сил:

(1)

Параметром геометрии у фермы, показанной на рисунке, является угол наклона элементов нижнего пояса к горизонтали, угол [гамма]. При оптимальном значении этого угла g_оп распор будет максимальным (нагрузка и прочие условия равны).

Находится угол из уравнения

(2)

При оптимальном значении параметра геометрии работа постоянно­го усилия в связи, равная Х ₁d_1р, будет максимальной, так как при таком параметре геометрии не только распор Х ₁ максимален, но и перемещение d_1рмаксимально. Доказывая это, запишем выражение (1) так:

x ₁d₁₁=-d_1pЧ1 (3)

При увеличении параметра геометрии от нуля до оптимального значения и выше скорости увеличения перемещений d₁₁и d_1pменя­ются. Сначала скорость увеличения d₁₁больше скорости увеличения d₁₁и поэтому Х ₁ увеличивается, но после оптимального значе­ния параметра геометрии - наоборот. Поскольку же после оптимального значения параметра геометрии d₁₁ увеличивается быстрее, чем d_1p, а единица в правой части уравнения (3) остается постоянной, то Х ₁ уменьшается быстрее, чем d_1p увеличивается. А это значит, что произведение x ₁d_1p(работа) уменьшается по сравнению с той, которая соответствует оптимальному параметру геометрии.

Доказательство, приведенное здесь, действительно для всех слу­чаев применения уравнения (2): балочные, арочные, висячие и другие конструкции.

Оптимальные параметры геометрии систем строительной механики с постоянными усилиями в лишних связях приведены в отличительной час­ти формулы изобретения по патенту № 2012749.

Ферма со связью, сохраняющей распор постоянным при температур­ных и других перемещениях, и с оптимальным углом наклона элементов нижнего пояса к горизонтали отличается от обычной фермы большей экономичностью, большей жесткостью и надежностью.

Основная система фермы с постоянным распором