Введение
Как известно, основной отличительной особенностью висячих и вантовых конструкций является геометрическая нелинейность, вызванная повышенными упругими удлинениями высокопрочных элементов и кинематическими перемещениями узлов [1, 2, 3]. Исходя из этого является актуальной разработка эффективных матричных алгоритмов расчета подобных конструктивных систем. Так как в основе расчета висячих стержневых конструкций лежит изучение нелинейного поведения гибких нитей, первоначально рассмотрим расчетные аспекты данных конструктивных элементов висячих конструкций.
Расчетные предпосылки и основные расчетные зависимости
В качестве основного расчетного метода использован метод конечных элементов (МКЭ) в форме метода перемещений. При составлении расчетной схемы конкретной висячей системы по МКЭ будем аппроксимировать гибкие нити идеализированными прямолинейными стержнями. Предварительно укажем несколько особенностей поведения гибких нитей под нагрузкой:
- нить воспринимает преимущественно узловую нагрузку, которая прикладывается через концевые сечения (исключение составляют собственный вес и ветровая нагрузка);
- гибкая нить ввиду малой изгибной жесткости не может воспринимать сжимающие усилия и находится в провисающем состоянии;
- гибкая нить как элемент конструкции всегда находится в условиях центрального растяжения.
