Рассмотрены вопросы управления поведением конструкций на всех стадиях их жизненного цикла. Приводятся сведения об основных идеях и тенденциях в регулировании напряженно-деформированного состояния несущих конструкций, проанализирована патентная литература по указанной проблеме, приведены примеры из разнообразных областей строительства. Описана методика расчета конструкций на стадии создания предварительного напряжения. Для проектировщиков, научных работников, преподавателей вузов и аспирантов.

Предисловие

Глава 1. Общие сведения
Основные способы функционирования регулируемых конструкций
Пассивное и активное регулирование

Глава 2. Способы управления напряженно-деформированным состоянием
Настройка исходного состояния
Изменение геометрии системы
Управление нагрузкой
Изменение условий связи
Регулирование динамической реакции

Глава 3. Узлы регулирования
Устройства первоначальной настройки
Предохранительные устройства
Энергопоглотители

Глава 4. Расчет систем на стадии создания преднапряжения
Особенности постановки задачи
Варианты преднапряжения стержневых элементов
Элементарные операции с расчетной схемой при монтаже системы
Математическая модель меняющейся системы
Разложение операций на простейшие действия
Частный прием определения управляющих параметров.

Глава 5. Надежность систем с предохранителями от перегрузок
Роль защиты в надежности систем
Формулировка задачи
Минимизация затрат

Литература

Предисловие

Основные концепции проектирования несущих конструкций формировались постепенно, начиная с той поры, когда сам процесс проектирования начал осознаваться как особая область инженерного творчества. Эти концепции прошли несколько стадий развития, начиная от простого перечня чисто эмпирических правил и кончая глубоким теоретическим анализом проблемы.

Уже первые результаты появившейся в прошлом веке теории сооружений дали конструктору возможность распределять материал в соответствии с усилиями, действующими в том или ином элементе конструкции. Активная роль конструктора при этом сводилась по сути лишь к выбору схемы сооружения (быть может, еще и некоторых ее параметров), во всем остальном конструктор оказывался пассивным исполнителем, подстраивавшимся под ту игру сил, которая определялась выбранной схемой сооружения и действовавшими на него нагрузками. В дальнейшем постепенно выкристаллизовалась концепция более активного вмешательства конструктора в распределение усилий в системе, для чего начали использовать перераспределение жесткостных характеристик, а также выбор определенного начального состояния ненагруженного сооружения (предварительное напряжение).

Представляется, что в настоящее время начал вырисовываться очередной этап в непрерывно растущей тенденции к увеличению активной роли проектировщика - этап, связанный с идеей управления поведением сооружения и его напряженно-деформированным состоянием (НДС) на всем протяжении "жизни" конструкции. Предварительное напряжение является лишь одним из многих приемов в комплексе мероприятий по управлению поведением несущей конструкции.

Несмотря на то, что некоторые элементы управления поведением конструкции известны уже давно и нашли практическое применение, сама по себе идея активного управления, как сознательный подход, положенный в основу конструктивного замысла, как концепция проектирования, только начинает сейчас свой путь. Особую роль в этом играют объекты новой техники (главным образом, аэрокосмической), опыт создания которых может и должен быть тщательно проанализирован и перенесен в общую теорию сооружений. Не менее важно рассмотреть накопленный в различных приложениях арсенал приемов и конструктивных решений, которые могут быть положены в основу создания систем с управляемым поведением.

Сложность описания рассматриваемой проблемы состоит в том, что в отечественной и зарубежной литературе отсутствуют систематизированные сведения, обобщающие вопросы регулирования поведения несущих конструкций, хотя многие частные задачи, входящие в круг рассматриваемой проблемы, достаточно подробно освещались. Взяв на себя ответственность за попытку систематизированного изложения вопросов управления поведением несущих конструкций, автор прекрасно понимает, что многие (в том числе важные) детали могут оказаться пропущенными, что, по-видимому, возможны и другие способы систематизации материала и т.п. Но в одном автор убежден твердо - концепция активного управления поведением несущих конструкций имеет большое будущее и уже сейчас наступило время внимательно рассмотреть и обсудить состояние проблемы. И это связано не только с возможностью полезного заимствования имеющегося опыта, но и со стимулирующей ролью новых идей. Известно, что во многом полная профессиональная уверенность и продуктивность инженерной работы основана на способности предвидения путей развития техники. Недаром бытует определение гения как "способности беспокоиться раньше других", это в полной мере относится и к талантливым инженерам. Именно поэтому в предлагаемой работе такое большое внимание уделяется описаниям изобретений, даже если они и не были реализованы — изобретения, по-видимому, являются одним из наиболее чутких индикаторов на новое и его перспективу.

Кроме изложения идей регулирования и описания конструктивных решений, автор предлагает вашему вниманию некоторые сведения о расчетных проблемах, которые также связаны с регулируемыми системами. Рассмотрены лишь задачи расчета пред напрягаемых конструкций на стадии их сборки и создания предварительного напряжения, а также вопросы надежности регулируемых конструкций, которые снабжены системой защиты от перегрузок.

Конечно, это не только не исчерпывающий, но и не предварительный набор теоретических вопросов, которые следовало бы рассмотреть в связи с описанием конструкций с регулируемым поведением. Отбор анализируемых проблем определился кругом научных интересов и мнением автора и в этом смысле является глубоко субъективным. Однако то обстоятельство, что рассматриваемые задачи возникали в проектной практике института УкрНИИпроектстальконструкция и связанных с ним организаций, дает основания предполагать, что указанный отбор имеет и определенные объективные черты.

Автор глубоко благодарен своим коллегам и сотрудникам за инициирование задач, дружескую критику и помощь. В тех скромных достижениях, которые послужили основой для написания предлагаемой книги, имеется их большая заслуга. Разумеется, что за все недостатки работы ответственность несет только автор.