URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Кривошапко С.Н., Мамиева И.А. Аналитические поверхности в архитектуре зданий, конструкций и изделий
Id: 199027
 
399 руб.

Аналитические поверхности в архитектуре зданий, конструкций и изделий

URSS. 2012. 328 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-397-02554-6. Уценка. Состояние: 5-. Блок текста: 5. Обложка: 4+.

 Аннотация

Тонкостенные конструкции оболочечного типа нашли широкое применение в современном строительстве, архитектуре, машиностроении и других отраслях народного хозяйства. После некоторого упадка интереса к исследованию оболочек (1970--2000 годы) появляется новая генерация молодых архитекторов и инженеров, которые проявляют заинтересованность к проектированию большепролетных пространственных покрытий и применению неканонических форм для изделий машиностроения. Этот процесс усиливается появлением новых материалов, таких как фибробетон и волокнистые армированные полимерные композиты, которые могут быть использованы в оболочках. Сейчас эти материалы очень дороги для применения их в оболочках, но со временем ситуация может измениться.

В настоящей книге на примерах тонкостенных пространственных конструкций, очерченных по поверхностям вращения, по линейчатым, зонтичным, циклическим и винтовым поверхностям, а также по поверхности эллиптического параболоида, показаны основные достижения строительной и машиностроительной наук в области архитектуры зданий, конструкций и изделий. Поскольку в одной книге невозможно охарактеризовать все известные поверхности, предпринята попытка показать исключительные возможности ряда аналитических поверхностей. В работе приведена обширная библиография по геометрии, расчету и применению каждого рассмотренного класса поверхностей. Наибольшей популярностью у архитекторов и инженеров пользуются сооружения и изделия в форме поверхностей вращения, переноса, а также цилиндрических, конических и зонтичных поверхностей. Некоторые классы поверхностей представлены в реальных сооружениях только их простейшими формами.

Книга может использоваться в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальностям "Архитектура", "Строительство" и "Машиностроение", изучающих дисциплины "Формообразование оболочек в архитектуре", "История архитектуры и проблемы прочности", "Строительная механика пластин и оболочек", "Теория оболочек", "Архитектура строительных конструкций" и др. Книга не имеет аналогов в мировой практике.


 Оглавление

От авторов
Введение
Г л а в а 1
КЛАССИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
 1.1. Классификация линейчатых поверхностей
 1.2. Классификация поверхностей вращения:
 1.3. Классификация циклических поверхностей
 1.4. Поверхности второго порядка
 1.5. Классификация кинематических поверхностей общего вида
 1.6. Алгебраические поверхности выше второго порядка
 1.7. О возможности классификации оставшихся поверхностей 33 классов
 Литература
Г л а в а 2
ЭЛЛИПТИЧЕСКИЙ ПАРАБОЛОИД
 2.1. Способы образования и задания эллиптических параболоидов
 2.2. Дополнительные сведения о возможностях поверхностей эллиптических параболоидов
  2.2.1. Использование поверхности эллиптического параболоида для создания новых поверхностей
  2.2.2. Оптимизация геометрических размеров срединной поверхности оболочек
 2.3. Аналитические методы определения НДС оболочек в форме эллиптических параболоидов
  2.3.1. Безмоментная теория расчета
  2.3.2. Оболочки на прямоугольном плане
  2.3.3. Точечное опирание оболочек
  2.3.4. Оболочки на эллиптическом плане
 2.4. Численные методы определения НДС оболочек в форме эллиптических параболоидов
  2.4.1. Стержневые модели, упрощающие расчет
  2.4.2. Метод сеток
  2.4.3. Метод конечного элемента
  2.4.4. Метод конечных разностей
 2.5. Экспериментальные методы исследования НДС оболочек в форме эллиптических параболоидов
 2.6. Проблемы устойчивости оболочек
  2.6.1. Аналитические и численные методы исследования
  2.6.2. Экспериментальные методы исследования
 2.7. Собственные и вынужденные колебания оболочек
  2.7.1. Аналитические методы исследования
  2.7.2. Численные методы исследования
  2.7.3. Экспериментальные исследования колебаний оболочек
 2.8. Задачи теории упругости
 2.9. Примеры возведенных и проектируемых оболочек в форме эллиптических параболоидов
 Литература
Г л а в а 3
ПАРАБОЛОИД ВРАЩЕНИЯ
 3.1. Безмоментная теория расчета оболочек
 3.2. Моментная теория расчета оболочек
 3.3. Собственные и вынужденные колебания
 3.4. Устойчивость оболочек
 3.5. Экспериментальные исследования
 3.6. Температурные воздействия
 3.7. Задачи теории упругости
 3.8. Примеры использования формы параболоида вращения
 Литература
Г л а в а 4
СФЕРА
 4.1. Формы задания сферической поверхности
 4.2. Примеры использования формы сферической поверхности
 Литература
Г л а в а 5
ЭЛЛИПСОИД ВРАЩЕНИЯ
 5.1. Уравнения поверхности эллипсоидов
  5.1.1. Трехосные эллипсоиды
  5.1.2. Эллипсоиды вращения
 5.2. Примеры сооружений в форме эллипсоидов
  5.2.1. Сооружения в форме эллипсоидов общего вида
  5.2.2. Применяемые материалы для возведения оболочек в форме эллипсоидов вращения
  5.2.3. Здания с металлическими купольными покрытиями
  5.2.4. Здания с железобетонными покрытиями
  5.2.5. Эллипсоид вращения в конструкции резервуаров и сосудов
 5.3. Теоретические исследования напряженно-деформированного состояния эллипсоидальных оболочек
  5.3.1. Безмоментная теория расчета эллипсоидальных оболочек
  5.3.2. Безмоментная теория расчета эллипсоидальных оболочек вращения
  5.3.3. Безмоментное напряженное состояние эллиптических днищ и оголовков цилиндрических баков и резервуаров
  5.3.4. Моментная теория расчета оболочек
  - Эллиптические оболочки вращения с переменной толщиной
  - Слоистые эллиптические оболочки вращения
  - Толстостенные эллиптические оболочки вращения
  5.3.5 Напряженно-деформированное состояние резервуаров с эллиптическими оголовками и днищами
  - Упруго-пластическое поведение эллиптических оболочек
  5.3.6. Эллипсоидальные оболочки вращения с отверстиями
 5.4. Устойчивость эллипсоидальных оболочек
  - Связь между устойчивостью эллипсоидальной и сферической оболочек
  - Эллипсоидальные оболочки из композитного материала
  - Эллипсоидальные оболочки из ортотропного материала
  - Многослойные оболочки
  - Совместное действие внешнего давления и дополнительной нагрузки
  - Уточненные методы расчета на устойчивость эллипсоидальных оболочек
  5.4.1. Вопросы устойчивости эллипсоидальных днищ и оголовков цилиндрических баков и резервуаров
 5.5. Торосферические оболочки
 5.6. Температурные воздействия
 5.7. Собственные и вынужденные колебания
 5.8. Экспериментальные исследования эллипсоидальных оболочек вращения
  - Обзорные работы
 5.9. Заключение
 Литература
Г л а в а
ОБОЛОЧКИ В ФОРМЕ ОДНОПОЛОСНОГО ГИПЕРБОЛОИДА ВРАЩЕНИЯ
 6.1. Способы задания и формообразования поверхности
 6.2. Примеры сооружений в форме однополостных гиперболоидов вращения
  6.2.1. Отечественный опыт строительства
  6.2.2. Зарубежное строительство
 6.3. Основные принципы проектирования и расчета гиперболических оболочек вращения
 6.4. Конструктивные решения башенных градирен
  6.4.1. Вытяжные башни
  6.4.2. Опорные конструкции градирен
 6.5. Экспериментальные исследования гиперболических оболочек вращения
  6.5.1. Модельные исследования ребристых гиперболических оболочек
  6.5.2. Влияние граничных условий
  6.5.3. Натурные обследования башенных градирен
  6.5.4. Формы потери устойчивости
  6.5.5. Критическая нагрузка при местной и общей потере устойчивости
  6.5.6. Эксперименты с ветровой нагрузкой
  6.5.7. Исследования свободных и вынужденных колебаний
 6.6. Теоретические исследования гиперболических оболочек вращения
  6.6.1. Безмоментная теория расчета
  6.6.2. Устойчивость гиперболических оболочек вращения
  6.6.3. Моментная теория расчета
  - Расчет на ветровую нагрузку
  - Учет нагрузки от собственного веса, ветрового давления и неравномерной осадки нижнего края
  - Задачи теории упругости
  - Учет местных несовершенств срединной поверхности
  - Ребристые гиперболические оболочки
  - Работа железобетонных градирен с трещинами
  - Композитные оболочки
  - Особые случаи расчета
 6.7. Дополнительные виды воздействий на оболочку
  6.7.1. Температурные воздействия
  6.7.2. Влажностные воздействия
 6.8. Собственные колебания
 6.9. Вынужденные колебания
 6.10. Расчет на сейсмические воздействия
 6.11. Заключение
 Литература
Г л а в а 7
ГИПЕРБОЛИЧЕСКИЙ ПАРАБОЛОИД
 7.1. Способы образования и задания гиперболического параболоида
 7.2. Сооружения в форме гиперболического параболоида
  7.2.1. Компоновка покрытий из фрагментов эллиптического параболоида
  7.2.2. Составные покрытия сооружений из фрагментов гиперболического параболоида
  7.2.3. Вопросы конструирования и возведения покрытий из гипаров
 7.3. Аналитические, численные и экспериментальные методы изучения напряженно- деформированного состояния и свободных колебаний оболочек в форме гиперболических параболоидов
 Литература
Г л а в а 8
ЦИКЛИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТИ
 8.1. Введение
 8.2. Терминология, геометрические исследования циклических поверхностей, применение их в реальных конструкциях и рекомендации для внедрения новых форм
  8.2.1. Классификация циклических поверхностей
  8.2.2. Краткое описание некоторых циклических поверхностей, применение их в реальных конструкциях и рекомендации для внедрения новых форм
  - Круговая винтовая поверхность с образующей окружностью, лежащей в соприкасающейся плоскости винтовой линии центров окружностей
  - Каналовые поверхности
  Трубчатые поверхности
  Циклиды Дюпена
  Каналовые поверхности Иоахимсталя
  Эпитрохоидальная поверхность
  Циклическая поверхность Вирича
  8.2.3. Циклические поверхности с окружностями в плоскостях пучка
  8.2.4. Нормальная циклическая поверхность
  8.2.5. Циклические поверхности с плоскостью параллелизма
  - Круговые поверхности прямого переноса
  - Поверхность винтового столба
  8.2.6. Циклические поверхности вращения
 8.3. Заключение по приведенным результатам геометрических исследований.
 8.4. Статические и динамические расчеты на прочность тонкостенных циклических оболочек
  8.4.1. Обзор работ по исследованию прочности трубчатых оболочек
  8.4.2. Обзор работ по исследованию прочности эпитрохоидальных оболочек
  8.4.3. Обзор работ по исследованию прочности оболочек в форме каналовых поверхностей Иоахимсталя
  8.4.4. Обзор работ по исследованию прочности оболочек в форме циклид Дюпена
  8.4.5. Дополнительная информация о расчете циклических оболочек
 8.5. Заключение
 Литература
Г л а в а 9
ВИНТОВЫЕ И ВИНТООБРАЗНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ
 9.1. Классификация, терминология и геометрические исследования
 9.2. Аппроксимация и изгибание винтовых поверхностей
  9.2.1. Построение разверток и изгибание прямых и косых геликоидов
  9.2.2. Построение разверток и изгибание торсов-геликоидов
  9.2.3. Изготовление и изгибание винтовых трубчатых поверхностей
  9.2.4. Аппроксимация торсов-геликоидов складками
 9.3. Винтообразные строительные конструкции
  9.3.1. Винтообразные фрагменты сооружений и зданий
  9.3.2. Винтообразные железобетонные пандусы и рампы
  9.3.3. Винтовые лестницы
  - Винтовые железобетонные лестницы
  - Деревянные винтовые лестницы с изолированными ступенями
  - Стальные винтовые лестницы
  9.3.4. Дорожные и транспортные сооружения
  9.3.5. Винтовые опоры и якоря
 9.4. Строительные машины и механизмы
  9.4.1. Винтовые конвейеры и подъемники
  9.4.2. Машины и механизмы с винтовыми зубьями и нарезками
  9.4.3. Винтовые трубчатые конструкции
 9.5. Использование формы винтовых поверхностей для конструирования лопастей в судо-, самолето- и других отраслях машиностроения
 9.6. Определение напряженно-деформированного состояния геликоидальных оболочек аналитическими методами
  9.6.1. Расчет прямых геликоидальных оболочек
  - Прямая геликоидальная оболочка, опирающаяся одним краем на винтовую балку
  - Кручение и растяжение полосы с начальной закруткой
  - Прямые винтовые оболочки как частный случай геликоидов общего вида:
  - Дополнительные задачи для прямых геликоидов
  - Прямая геликоидальная оболочка из композитного материала
  9.6.2. Расчет винтовых лестниц
  9.6.3. Расчет тонких винтовых оболочек в форме торсов-геликоидов
  9.6.4. Расчет цилиндрических винтовых оболочек
  9.6.5. Лопатки с начальной закруткой
  9.6.6. Расчет криволинейных пролетных строений эстакад
  9.6.7. Расчет винтовых зубьев
 9.7. Определение напряженно-деформированного состояния геликоидальных оболочек численными методами
  9.7.1. Расчет прямой геликоидальной оболочки
  9.7.2. Расчет винтовых лестниц
  9.7.3. Влияние винтовой лопасти на изгибную жесткость шнека
  9.7.4. Конический винтовой геликоид
  9.7.5. Вариационные методы расчета прямых геликоидальных оболочек
  9.7.6. Расчет косой геликоидальной оболочки
  9.7.7. Расчет оболочки в форме торса-геликоида
 9.8. Собственные и вынужденные колебания стержней с начальной закруткой
 9.9. Винтовые трубчатые оболочки
 9.10. Информация о дополнительных видах винтообразных конструкций
 9.11. Профилирование винтовых поверхностей сопряженными поверхностями вращения
 9.12. Выводы и перспективы дальнейших исследований
 Литература
Г л а в а 10
КОНОИДЫ
 10.1. Общие сведения по геометрии коноидов
 10.2. Виды и формы задания коноидов
  10.2.1. Параболический коноид
  10.2.2. Коноид с направляющей окружностью
  10.2.3. Коноид с направляющей цепной линией
  10.2.4. Прямой синусоидальный коноид
  10.2.5. Прямой коноид с направляющей параболой, ось которой параллельна оси коноида
  10.2.6. Коноид Плюккера
  10.2.7. Коническая кромка Уоллиса
  10.2.8. Коноид Циндлера
  10.2.9. Эвольвентный коноид
 10.3. Статические и динамические расчеты коноидальных оболочек
 10.4. Примеры использования коноидальной поверхности
 Литература
Г л а в а 11
КАПЛЕВИДНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ
 Литература
Г л а в а 12
ЗОНТИЧНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ И ПОВЕРХНОСТИ ЗОНТИЧНОГО ТИПА В АРХИТЕКТУРЕ
 12.1. Заключение
 Литература

 Введение

Тонкостенные конструкции оболочечного типа нашли широкое применение в современном строительстве и архитектуре. Об этом говорится во многих научно-технических и научно-популярных публикациях российских и иностранных авторов. Интересные факты из истории строительства и проектирования тонкостенных пространственных конструкций и взгляды на будущее оболочек были изложены в сообщении Р. Брэдшау (R. Bradshaw), Д. Кампбелла (D. Campbell), М. Гаргари (M.Gargari), А. Мирмирана (A.Mirmiran) и П. Трипени (P.Tripeny) "Специальные конструкции. Прошлое, настоящее и будущее" в юбилейном выпуске журнала "Journal of Structural Engineering", посвященном 150-летию Американского общества инженеров гражданского строительства (American Society of Civil Engineers). В их статье [1] отмечается, что, начиная со времени строительства купола Джоржия в Атланте (the Georgia Dome in Atlanta), павильона Ливстока в Ралли (the Livestock Pavilion in Raleigh), Мэдисон Сквер Гарден в Нью-Йорке (Madison Square Garden) и, заканчивая выдающимися сооружениями современности, такими как Олимпийский стадион в Мюнхене, здание оперы в Сиднее и Хай терминал в Саудовской Аравии (Hajj terminal), тонкостенные специальные сооружения являются вехами и свидетельствами достижений строительной механики. Мнение вышеуказанных авторов о выдающихся пространственных сооружениях второй половины 20-го века, показанных на рис.1, является их личным мнением, с ним можно соглашаться или нет. Просмотрев материалы, представленные в настоящей книге, некоторые могут прийти и к другим выводам.

Каждое знаменитое пространственное сооружение является уникальным и их строительство нельзя поставить на поток. Те же авторы отмечают, что в последнее время большепролетные оболочки потеряли свою популярность по сравнению с пиком их строительства в 1950--1960 годах, когда архитекторы страстно пропагандировали их в качестве нового средства для выражения своего времени. Однако, сейчас появляется новая генерация молодых архитекторов и инженеров, которые также проявляют интерес к проектированию большепролетных пространственных покрытий. Этот процесс усиливается появлением новых материалов, таких как фибробетон и волокнистые армированные полимерные композиты, которые могут быть использованы в оболочках. Сейчас эти материалы -- очень дороги для применения их в оболочках, но со временем это может измениться.

Второй причиной возвращения интереса к оболочкам является появление новых форм в архитектуре пространственных конструкций, предлагаемых для внедрения в практику. Однако реальное применение нашли чуть более 5% существующих форм. Знаменитый архитектор и инженер Э. Торроха говорит: "Лучшим сооружением является то, надежность которого обеспечивается главным образом за счет его формы, а не за счет прочности его материала. Последнее достигается просто, тогда как первое, наоборот, с большим трудом. В этом заключается прелесть поисков и удовлетворение от открытий". У Э. Торрохи - много последователей. Например, на кафедре прочности материалов и конструкций Российского университета дружбы народов (РУДН, г. Москва) создана энциклопедия аналитических поверхностей, которая насчитывает более 500 наименований. Большинство поверхностей, представленных в энциклопедии [2], вполне могут быть приняты за архитектурную основу при проектировании тонкостенных пространственных сооружений и конструкций. Учитывая возрастающий интерес к применению сооружений оболочечного типа, на инженерном факультете РУДН на специальностях "Строительство" и "Архитектура" в магистратуре введены новые учебные дисциплины "Строительная механика пластин и оболочек", "Формообразование оболочек в архитектуре" и "История архитектуры и проблемы прочности".

Взяв в качестве исходного материала по геометрии поверхностей энциклопедию [2], авторы изучили материалы, опубликованные в научно -- технических журналах, сборниках научных трудов, монографиях, просмотрели доклады научных конференций, информацию, содержащуюся в Интернете, и сгруппировали полученные сведения по классам поверхностей. Как известно, имеется несколько классификаций тонкостенных пространственных форм и оболочек. Например, большепролетные общественные здания по назначению предлагается подразделять на 8 групп, кроме того существует классификация по виду работы покрытия (жесткие и мембранные оболочки), по используемому материалу (железобетонные, стальные, композитные и др.), по способу монтажа (сборные и монолитные), по конструктивным признакам (составные тонкостенные оболочки и оболочки, очерченные по единой поверхности), по форме (купол, свод, крестовые оболочки и т.д.). Встречаются и другие классификации тонкостенных пространственных форм и оболочек. В данной работе рассматриваются только оболочки и изделия, очерченные по аналитическим поверхностям. За основу взята классификация оболочек по типу их срединных поверхностей, что, по-видимому, сделано впервые. Учитывая ограничения по объему книги, авторы остановились на рассмотрении оболочек, конструкций и изделий, очерченных по четырем из 38 классов аналитических поверхностей.

В основу учебного пособия положены обзоры [4--9], написанные С.Н. Кривошапко. В настоящем издании эти материалы переработаны и дополнены в связи с задачами, стоящими перед учебным пособием.

В учебном пособии используются следующая нумерация использованной литературы: если литература в главе обозначена как [4], то это означает, что ее нужно смотреть под номером 4 в конце той же главы; если литература в главе обозначена как [3.4], то это означает, что ее нужно смотреть под номером 4 в главе 3. Аналогичное правило распространяется на нумерацию формул, схем и рисунков.


 Об авторах

Сергей Николаевич КРИВОШАПКО (род. в 1948 г.)

Окончил Волгоградский строительный техникум, а также Университет дружбы народов им.П.Лумумбы и аспирантуру по кафедре сопротивления материалов. По распределению был направлен в Проектный институт МО СССР, где проработал до 1984 г. В 1981 г. защитил кандидатскую диссертацию. С 1984 г. доцент кафедры сопротивления материалов УДН. В 1995 г. защитил докторскую диссертацию; с 1996 г. -- профессор, с 2002 г. -- заведующий кафедрой прочности материалов и конструкций Российского университета дружбы народов.

Сфера научных интересов -- геометрия и расчет на прочность оболочек неканонической формы. Наиболее значительные научные результаты получены при исследовании геометрии и напряженно-деформированного состояния торсовых оболочек. Почетный работник высшего профессионального образования России, член МОО "Пространственные конструкции", главный редактор центрального журнала "Строительная механика инженерных конструкций и сооружений".

С.Н.Кривошапко -- автор 15 книг, в том числе 5 монографий, 3 справочников и 7 учебных пособий (6 с грифом Минобрнауки), а также множества научных статей, опубликованных в российских и зарубежных журналах.

Ираида Ахсарбеговна МАМИЕВА

Окончила в 1984 г. историко-филологический факультет Югоосетинского государственного педагогического института. После окончания института работала учителем в средней школе. С 2003 г. по настоящее время работает ассистентом на кафедре прочности материалов и конструкций Российского университета дружбы народов. Область научных интересов -- архитектура тонкостенных пространственных конструкций, возведенных в Кавказском регионе. По этой теме опубликовала несколько научных статей. Исполнительный редактор центрального научно-технического журнала "Строительная механика инженерных конструкций и сооружений".

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце