Kopuły podwieszane: Projektowanie i ocena postępującego zawalenia

W ciągu ostatnich prawie trzech dekad kopuły podwieszane stały się popularnym rozwiązaniem do przykrywania hal sportowych, stadionów i hal widowiskowych, zwłaszcza w Chinach i Japonii. Chociaż kopuły wiszące są łatwe w budowie i konserwacji, ich zastosowanie rozszerza granice przęseł dla systemów kopułowych. W przeciwieństwie do kopuł kablowych, nie są wymagane specjalne metody konstrukcyjne, jednak dla średnich i dużych rozpiętości tworzona jest bardziej ekonomiczna, sztywniejsza i bardziej wytrzymała konstrukcja. Ta hybrydowa konstrukcja przestrzenna składa się z górnej jednowarstwowej kopuły i dolnego, koncentrycznego układu tensegritycznego.

Autor	Adam Nagy
uniwersytet	University of Surrey, Wielka Brytania

Projekt ten koncentruje się na obliczaniu i odporności kopuł podwieszonych na zawalenia; W pierwszej części pracy dokonano przeglądu literatury w ramach przygotowania do studium przypadku dotyczącego wstępnego projektowania i analizy stopniowego zawalenia się kopuły.

W przeglądzie omówiono typowe cechy konstrukcyjne, zachowanie i odpowiednie kryteria akceptacji kopuł podwieszonych. Przedstawiono również aspekty stopniowego zawalenia się kopuł. Przeprowadzono wstępne studium projektowe dla podwieszanej kopuły z lamelami o rozpiętości czterdziestu metrów. Udowodniono, że stateczność globalna jest decydującym aspektem obliczeń. Usztywniona skrajnie zewnętrzna bryła kopuły może ulec uszkodzeniu nawet przy umiarkowanym stopniu wykorzystania naprężeń i ugięć, jeżeli nie zostanie oceniona stateczność nieliniowa z imperfekcyjną geometrią.

Analizy zawalenia progresywnego prac prowadzono zgodnie ze strategią ograniczania rozmiaru uszkodzenia zlokalizowanego. W przypadku większości konstrukcji przestrzennych, w tym kopuł podwieszonych, najbardziej rozsądną metodą jest zastosowanie alternatywnej metody toru obciążenia z hipotetycznym usunięciem pręta. Pierwszy model, składający się wyłącznie z belek (Han et al., 2015), okazał się skuteczny w lokalizacji tych konfiguracji prętów, które najprawdopodobniej powodują zawalenie postępujące. Z drugiej strony, łączony model belkowo-powłokowy okazał się bezpieczniejszy i bardziej niezawodny w przewidywaniu stateczności i integralności pozostałej konstrukcji. Wyniki obu analiz zostały porównane i omówione. Przedstawiono schematy blokowe zastosowanych metodologii.

Pobrane

Spis treści

275,43 KB

;