Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева

гибридные полиметаллические конструкции, фазовые материалы, топология распределения, удельные плотности и стоимости фазовых материалов, модуль упругости, пределы упругости и прочности, предельно-допустимые деформации упругости (первая), начала разупрочнения (вторая) и начала локального разрушения (третья), несущая способность и податливость гибридных конструкций, относительные расходы материалови относительные стоимости гибридных проектов, эталонные конструкции

Рассмотрена проблема рационального (оптимального) проектирования высотных или административно-управленческих сооружений при активном использовании гибридных полиметаллических стандартизированных элементов, создаваемых на основе различных надежно разработанных технологий. Целью решения проблемы является подбор и перераспределение материалов, при которых с обеспечением требуемых комфортных и безопасных условий существования будут значительно улучшены экономические показатели создаваемого проекта. В качестве гарантированных требований комфортного существования использованы разработанные автором три различия критерия деформативности фазовых материалов в условиях заданных типов и полей внешних нагрузок. Первый критерий: «предельно допустимое упругое состояние» – когда ни один из фазовых материалов не будет деформироваться за пределом упругости. Второй критерий: «предельно допустимые деформации упрочнения» – когда фазовые материалы не переходят в состояние разупрочнения. Третий критерий: «предельно допустимые деформации разрушения» – когда какой-либо из фазовых материалов будет «локально» разрушаться. При расчетах учитывается, что ряд физических характеристик материалов в широких пределах технологических переработок довольно устойчиво сохраняют свои значения и используются как заранее известные данные из справочной литературы. К ним относятся пределы упругости и прочности, модули Юнга, удельные плотности и стоимости фазовых материалов. Такая малочувствительная технологическая устойчивость позволила для всех фазовых материалов при аппроксимации диаграммы деформирования различных металлических материалов использовать единообразную зависимость в виде кубической параболы, коэффициенты которой и упомянутые три предельно допустимые деформации выражаются через устойчивые характеристики – пределы упругости, прочности и модуль Юнга. На основе известных кинематических и статических гипотез описания неупругого деформирования стержневых систем для всех типов предельно-допустимых деформаций, получены единообразные системы уравнений, которые позволяют для заданных условий внешнего воздействия определить геометрические параметры и топологическую структуру распределения всех фазовых материалов по конструкции. В качестве внешних воздействий на конструкцию высотного сооружения рассматриваются традиционные ветровые нагрузки с заданным законом изменения вдоль вертикальной оси, заданные моменты и силы на верхнем вертикальном срезе и изменяемые при топологических перераспределениях массовые нагрузки. Степень усовершенствования проекта оценивается на основе анализа изменения введенных относительных характеристик несущей способности, податливости и стоимости проекта. Для сравнения используется эталонный проект из однородного материала.