Архив. Номер 5 за 2012 год
УДК: 624.04: 624.5 DOI:
ВАНТОВО-ВИСЯЧИЕ МОСТЫ С ПРЯМОЛИНЕЙНЫМИ ВАНТАМИ. ЧАСТЬ 1
А.С. ДОРОГАН, к.т.н. (Дальневосточный государственный университет путей сообщения, г. Хабаровск)
Страница: 2
Рассмотрены четыре различные схемы вантово-висячих мостов с прямолинейными вантами, дается их конфигурация, проведен анализ статической работы, предложены схемы их монтажа. Используется программа «Интэл», основанная на методе граничных интегральных уравнений (МГИУ).
Ключевые слова: распорные вантово-висячие мосты, безраспорные вантово-висячие мосты, МКЭ, МГИУ
UDC: 624.04: 624.5 DOI:
CABLE-STAYED SUSPENSION BRIDGES. PART 1: BRIDGES WITH RECTILINEAR CABLES
A.S. DOROGAN, Ph.D. (Far Eastern State Transport University, Khabarovsk)
Page: 2
Four various schemes of cable-stayed suspension bridges with rectilinear cables are offered in part 1 with their configuration. The analysis of their static work and schemes of installation are given. The «Intel» program is used and realized in the form of BEM.
keywords: earth-anchored cable-stayed suspension bridges, self-anchored cable-stayed suspension bridges, FEM, BEM
УДК: 624.04:539:519.6 DOI:
ПРОБЛЕМА БЕСКОНЕЧНО ЖЕСТКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ РАСЧЕТЕ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ
А.В. ИГНАТЬЕВ, к.т.н. (ВолгГАСУ, г. Волгоград)
Страница: 10
Показано решение постоянно обсуждаемой проблемы бесконечно жестких элементов и учета их смещений как жесткого целого при расчете стержневых систем. Решение построено на основе смешанной формы метода конечных элементов.
Ключевые слова: стержневые системы, бесконечно жесткие элементы, смешанная форма МКЭ
UDC: 624.04:539:519.6 DOI:
THE PROBLEM OF INFINITELY RIGID ELEMENTS IN THE CALCULATION OF BAR SYSTEMS
A.V. IGNATYEV, Ph.D. (Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering, Volgograd)
Page: 10
The paper presents a solution of a continually discussed problem of infinitely rigid elements and accounting of their displacements as a rigid body in the calculation of bar systems. The solution is based on a mixed model of the finite element method.
keywords: bar system, infinitely rigid structure, the mixed form of the FEM
УДК: 624.07 DOI:
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА РИТЦА – ТИМОШЕНКО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ ПОКРЫТИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Г.Л. КОЛМОГОРОВ, д.т.н., проф., И.А. ЕСИПЕНКО, инж. (ПНИПУ, г. Пермь)
Страница: 14
Приведена методика расчета напряженно-деформированного состояния фрагмента дорожной одежды под воздействием колес транспортных средств при двухполосном движении. Новизна предлагаемого способа расчета заключается в применении теории изгиба жестких пластин с малыми прогибами. Выполнен расчет деформированного состояния с использованием энергетического метода Ритца – Тимошенко. Выполнен расчет напряженного состояния, найдены максимальные нормальные напряжения в асфальтобетонном покрытии, при варьировании параметров дорожной одежды. Выполнен расчет дорожных одежд на прочность с использованием критерия наибольших нормальных напряжений.
Ключевые слова: дорожное покрытие, пластина, напряженно-деформированное состояние, прочность
UDC: 624.07 DOI:
RITZ – TIMOSHENKO METHOD USAGE FOR ESTIMATION OF DURABILITY OF ROAD CARPET
G.L. KOLMOGOROV, Dr. Sci. (Eng.), Prof., I.A. ESIPENKO, Eng. (Perm National Research Polytechnic University, Perm)
Page: 14
Authors present a method for a calculation of mode of deformation of road carpet fragment under influence of vehicles wheels taking into account two-lane highway. The novelty of suggested method is usage of bending moment theory of rigid laminas with small bendings. Authors carried out the calculation of mode of deformation using Ritz – Timoshenko energy method.
keywords: road carpet, lamina, mode of deformation, durability
УДК: 624.012.46; 624.04 DOI:
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ БЛОЧНОГО ТИПА ПРИ РАЗРЫВЕ СТЫКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ В КОНТУРНОЙ ФЕРМЕ
В.А. ФИЛИППОВ, зав. кафедрой (Тольяттинский государственный университет)
Страница: 20
Приводится конструктивное решение пространственного стержневого покрытия из предварительно напряженных рамных элементов и распределение усилий в его элементах при аварийной ситуации.
Ключевые слова: пространственное покрытие, предварительно напряженные рамы, распределение усилий, надежность
UDC: 624.012.46; 624.04 DOI:
THE LOAD DISTRIBUTION IN THE ELEMENTS OF DIMENSIONAL BLOCK REINFORCED CONCRETE COVER AT THE DESTRUCTION OF JOINTS IN THE LINE TRUSS
V.A. FILIPPOV, Head of Department (Togliatti State University)
Page: 20
The article presents the construction of the dimensional rod cover composed of prestressed concrete frame elements. Load distribution in the elements of the cover at the failure is described.
keywords: dimensional cover, prestressed concrete frames, load distribution, safety
УДК: 624.073 DOI:
ОБ ОДНОЙ АНАЛИТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАСЧЕТА ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ПЛОТНОЙ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ
Е.Б. КОРЕНЕВА, д.т.н., проф. (НИУ МГСУ, г. Москва)
Страница: 24
Рассматривается аналитическая модель расчета фундаментов зданий и сооружений, находящихся вблизи глубоких выемок, котлованов или прокладываемых туннелей. Появляющиеся при этом дополнительные перемещения могут привести к ухудшению работы конструкций. В работе ленточные фундаменты рассматриваются как бесконечные и полубесконечные балки и балки конечной длины, лежащие на основании, свойства которого описываются моделью с двумя упругими характеристиками.
Ключевые слова: аналитическая модель, ленточные фундаменты, дополнительные перемещения, модель с двумя упругими характеристиками
UDC: 624.073 DOI:
THE ANALYTICAL MODEL FOR BUILDINGS' AND STRUCTURES' FOUNDATIONS ANALYSIS UNDER CONDITIONS OF TIGHT URBAN HOUSING
E.B. KORENEVA, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (National Research University Moscow State University of Civil Engineering, Moscow)
Page: 24
The paper proposes an analytical method for buildings' and structures' analysis under conditions of tight urban housing. The constructions under study are placed in the neighbourhood of deep excavations, pits or tunnels. An influence of neighbouring deep excavations, foundation pits or tunnels is under study. An influence of additional deflections and angles of deflections is taken into account. Strip foundations are considered as an infinite, semi-infinite and a finite beam, resting on an elastic subgrade, which properties are described by Pasternak's model.
keywords: analytical method, strip foundations infinite, semi-infinite and finite beam, elastic subgrade, additional deflections
УДК: 624.04+624.07 DOI:
ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕТОДА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ДРУГИХ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ
А.В. ЕРМАКОВА, к.т.н. (ЮУрГУ, г. Челябинск)
Страница: 28
Рассмотрены вопросы взаимосвязи метода дополнительных конечных элементов (МДКЭ) с некоторыми другими методами расчета строительных конструкций: методом конечных элементов, методом упругих решений, методом дополнительных напряжений, методом дополнительных деформаций и методом предельного равновесия. Примеры этих взаимосвязей показаны на основе расчета простейшей бетонной консоли (балки – стенки), работающей в условиях плоского напряженного состояния.
Ключевые слова: численные методы, метод дополнительных конечных элементов (МДКЭ), бетонная консоль, плоское напряженное состояние
UDC: 624.04+624.07 DOI:
CORRELATION BETWEEN ADDITIONAL FINITE ELEMENT METHOD AND OTHER NUMERICAL METHODS OF THE STRUCTURAL ANALYSIS
A.V. ERMAKOVA, Ph.D. (South Ural State University, Chelyabinsk)
Page: 28
This paper considers some problems of correlation between additional finite element method (AFEM) and other numerical methods of structural analysis: finite element method, method of additional stresses, method of additional strains and method of ultimate equilibrium. Examples of these correlations are given on the basis of concrete console (deep-beam) design at plane stress state.
keywords: numerical methods, additional finite element method (AFEM), concrete console, plane stress state
УДК: 5.393 DOI:
ДИНАМИЧЕСКОЕ РАЗРУШЕНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ ТЕЛ С ВИНТОВОЙ ДИСЛОКАЦИЕЙ
Г.Г. БУЛЫЧЕВ, д.физ.-мат. наук, проф. (МИЭРА)
Страница: 34
С помощью численного метода пространственных характеристик исследуется динамическое разрушение микрообъектов, содержащих винтовую дислокацию. Предлагается и используется новый метод построения распределения напряжений, создаваемых винтовыми дислокациями в ограниченных телах. Определяются области упрочнения и рассчитываются минимальные напряжения, необходимые для разрушения таких тел.
Ключевые слова: численное моделирование, метод пространственных характеристик, винтовая дислокация
UDC: 5.393 DOI:
DYNAMICAL DESTRUCTION OF THREE-DIMENSIONAL BODIES WITH SCREW DISLOCATION
G.G. BULYCHEV, Dr. Sci. (Phys.-Math.), Prof. (MIREA)
Page: 34
By means of the numerical method of spatial characteristics the dynamical destruction of the microscopic objects containing screw dislocation is explored. The new method of build-up of the stress distribution created by screw dislocations in restricted bodies is offered and is used. Fields of a hardening are spotted and minimum voltages which are necessary for destruction of such bodies are calculated.
keywords: numerical calculation, spatial characteristics method, screw dislocation
УДК: 624.072.2.011.1 DOI:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЖЕСТКОСТИ ШВА КВАДРАТНОЙ СОСТАВНОЙ ИЗОТРОПНОЙ ПЛАСТИНЫ ПО ЕЕ ОСНОВНОЙ ЧАСТОТЕ КОЛЕБАНИЙ
А.В. ТУРКОВ, д.т.н., проф., К.В. МАРФИН, инж. (Госуниверситет – УНПК, г. Орел)
Страница: 38
Рассматривается двухслойная изотропная составная пластина на податливых связях. Вычисляется коэффициент жесткости шва с помощью найденных численным методом изгибающих моментов. Численное исследование было проведено на квадратной двухслойной пластине при жестком и шарнирном опирании пластины по контуру. Показано, что коэффициент жесткости шва зависит от основной частоты колебаний.
Ключевые слова: составная пластина, коэффициент жесткости шва, частота собственных колебаний, изгибающий момент, связи сдвига
UDC: 624.072.2.011.1 DOI:
ESTIMATION OF RIGIDITY COEFFICIENT OF JOINT OF A SQUARE COMPOSITE ISOTROPIC PLATE ON THE BASIS OF MAIN OSCILLATIONS FREQUENCY OF A PLATE
A.V. TURKOV, Dr. Sci. (Eng.), Prof., K.V. MARFIN, Eng. (State University – UNPK, Orel)
Page: 38
We consider a two-layer isotropic composite plate on the yielding bonds for which the accepted theory of the calculation of composite plates, A.R. Rzhanitsyna. Joint-stiffness is calculated using the numerical method found the bending moments Mx (My). Numerical study was conducted on a square plate with a two-layer rigid and pivoting bearing plate on the circuit. It is shown that joint stiffness coefficient depends on the fundamental frequency of oscillations. Curves were constructed joint stiffness on the frequency of natural oscillations of structures under different shear stiffness of links and different number of them in the seam.
keywords: composite plate, stiffness joint, natural frequency, bending moment, shear connection
УДК: 624.073.2:624.154 DOI:
О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ ОЦЕНКИ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ «НАСЫПЬ — СЛАБОЕ ОСНОВАНИЕ» НА ОСНОВЕ МКЭ
Н.И. ГОРШКОВ, к.т.н., М.А. КРАСНОВ, к.т.н. (Тихоокеанский государственный университет, г. Хабаровск)
Страница: 45
Рассматриваются различные подходы к определению предельного давления насыпи на слабый грунт. Дан критический анализ точности существующих решений. Предлагается численное решение с использованием нелинейной модели грунта на основе ассоциированного закона пластического течения.
Ключевые слова: грунтовое сооружение, «насыпь – слабое основание», расчет устойчивости
UDC: 624.073.2:624.154 DOI:
SOME FEATURES OF ESTIMATION OF BEARING CAPACITY AND STABILITY OF «EARTHFILL – WEAK BASE» SYSTEM ON THE BASIS OF FINITE ELEMENTS METHOD
N.I. GORSHKOV, Ph.D., M.A. KRASNOV, Ph.D. (Pacific State University, Khabarovsk)
Page: 45
Authors consider different methods for estimation of maximum pressure of an earthfill on a weak base. The paper presents analysis of existing solutions accuracy. Authors suggest a numerical solution with usage of nonlinear model of ground on the basis of associated plastic flow rule. The paper presents calculation example.
keywords: ground building, «earthfill – weak base», stability calculation
УДК: 7.04:535.4.011.22.23 DOI:
НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ГИБКОЙ ПЛАСТИНЫ С НАЧАЛЬНЫМ ПРОГИБОМ КОНТУРНОГО РЕБРА ЗА ПРЕДЕЛОМ УПРУГОСТИ
М.О. МОИСЕЕНКО, к.т.н., О.Н. ПОПОВ, к.т.н., Т.А. ТРЕПУТНЕВА, инж. (ТГАСУ, Томск)
Страница: 50
В работе приведено исследование влияния начального, симметричного прогиба на напряженно-деформированное состояние квадратной, гибкой пластины (a/h = b/h = 50), выполненной из материала Д16Т. Пластина нагружена равномерно распределенной нагрузкой: qp=qb4/Eh4. Поперечные кромки пластины имеют шарнирное закрепление, продольные кромки защемлены и подкреплены ребром. Ребро жесткости (bp/h×1hp/h = 2×5) поставлено с эксцентриситетом относительно срединной поверхности пластины. Наибольшая погибь на контурном ребре убывает по синусоиде. Приведены и проанализированы результаты расчета с положительным и отрицательным начальным прогибом ребра в пределах и за пределом упругости.
Ключевые слова: пластина, ребра жесткости, нелинейность, начальный прогиб
UDC: 7.04:535.4.011.22.23 DOI:
MODE OF DEFORMATION OF A FLEXIBLE PLATE WITH AN INITIAL DEFLECTION OF A OUTLINEAR EDGE BEHIND LIMIT OF ELASTICITY
M.O. MOISEENKO, Ph.D., O.N. POPOV, Ph.D., T.A. TREPUTNEVA, Eng. (Tomsk State University of Architecture and Construction, Tomsk)
Page: 50
The work presents research of influence of a general initial deflection on mode of deformation of a square flexible plate. Authors presents and analysis results of calculation with a positive and negative initial deflection of edge in limit and out of limit of elasticity. To is more intense — is deformable there was a plate with a negative initial deflection.
keywords: plate, edges of rigidity, nonlinearity, initial deflection
УДК: 624.072.04.042.4 DOI:
ДЛИТЕЛЬНОЕ СИЛОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРИЗМАТИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ
К.П. ПЯТИКРЕСТОВСКИЙ, к.т.н. (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко), Б.С. СОКОЛОВ, к.т.н. (НИИЖБ им. А.А. Гвоздева)
Страница: 56
Рассматриваются конструкции, экспериментальные исследования и нелинейный расчет деревянного хранилища для семенного зерна в виде призматического бункера. Определяется длительное силовое сопротивление с использованием метода интегрального модуля деформаций. Теоретические результаты сравниваются с экспериментальными.
Ключевые слова: деревянные конструкции, хранилище для семенного зерна, длительное силовое сопротивление, интегральный модуль деформаций
UDC: 624.072.04.042.4 DOI:
SUSTAINED FORCE RESISTANCE OF A PRISMATIC CAPACITY OF WOOD
K.P. PYATIKRESTOVSKY, Ph.D. (Kucherenko Central Research Institute of Building Structures), B.S. SOKOLOV, Ph.D. (Gvozdev Research Institute of Reinforced Concrete)
Page: 56
Authors consider structures, experimental researches and a nonlinear calculation of a wood storage for seed grain in the form of a prismatic bunker. Sustained force resistance is estimated by a method of integral modulus of deformation. Theoretical results are compared with experimental ones.
keywords: wood structures, storage for seed grain, sustained force resistance, integral modulus of deformation
УДК: 624.04.42 DOI:
РАСЧЕТ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КАРКАСОВ С УЧЕТОМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВОЗВЕДЕНИЯ, ФИЗИЧЕСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ И ПОЛЗУЧЕСТИ БЕТОНА
А.И. ШЕИН, д.т.н., проф., О.Б. ЗАВЬЯЛОВА, доц. (Астраханский инженерно-строительный институт)
Страница: 64
Предложен алгоритм расчета железобетонных рамных каркасов монолитных зданий с учетом ползучести бетона и изменения его модуля мгновенной упругости по [1]. Алгоритм базируется на методе сеточной аппроксимации элементов [2] с введенным фактором времени, что позволяет кроме физической нелинейности работы бетона одновременно учитывать ползучесть бетона и последовательность возведения монолитного каркаса. Приведены примеры реализации алгоритма в программе «МСАЭ — возведение и ползучесть».
Ключевые слова: история нагружения, ползучесть бетона, физическая нелинейность
UDC: 624.04.42 DOI:
CALCULATION OF MONOLITHIC FERROCONCRETE CARCASSES TAKING INTO ACCOUNT SEQUENCE OF BUILDING, PHYSICAL NONLINEARITY AND CREEP OF CONCRETE
A.I. SHEIN, Dr. Sci. (Eng.), Prof., O.B. ZAVYALOVA, Assoc. Prof. (Astrakhan Institute of Civil Engineering)
Page: 64
Authors suggest an algorithm for a calculation of ferroconcrete frame carcasses of monolithic buildings taking into account creep of concrete and change of modulus of momentary elasticity of concrete according to [1]. The algorithm is based on a method of grid approximation of elements [2] with included time factor that also allows to take into account creep of concrete and sequence of building of a monolithic carcass along with estimation of physical nonlinearity. The paper presents examples of algorithm realization in «MSAE – building and creep» program.
keywords: loading history, creep of concrete, physical nonlinearity
УДК: 642.04: 539.376 DOI:
ПЛАН ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
А.С. ДЕХТЯРЬ, д.т.н., проф. (Национальный транспортный университет, г. Киев)
Страница: 70
Описана общая задача оптимальной эксплуатации строительных конструкций. На простой модели исследован процесс деградации во времени их несущих свойств или надежности. Обсуждается выбор наилучшего плана эксплуатации с тем, чтобы при наименьших затратах обеспечить необходимую прочность в течение заданного периода. Целью вычислений являются объемы и время выполнения ремонтных работ. Приведены примеры. Обсуждаются требования к автоматизированной системе эксплуатации.
Ключевые слова: железобетонные конструкции, уменьшение прочности, план эксплуатации
UDC: 642.04: 539.376 DOI:
PLAN OF MAINTENANCE FOR REINFORCED CONCRETE STRUCTURES
A.S. DEKHTYAR, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (National Transport University, Kyiv)
Page: 70
The general problem of optimum maintenance for building structures is described. A simple model is used for research of degradation process of load carrying capacity strength or reliability reduction. The best plan determination of maintenance comes in order to define the volume and the time of need repair works with the lowest cost. Examples are presented. The requirements to the automated system are formulated for the management of exploitation.
keywords: reinforced concrete structures, reduction of durability, plan of maintenance
УДК: 624.01 DOI:
О ПРИМЕНЕНИИ ЕВРОКОДА-6 «КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ» В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Ю.С. ВОЛКОВ, к.т.н., М.О. ПАВЛОВА, к.т.н., С.В. КУШНИР, инж. (НИИЖБ им. А.А. Гвоздева, ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, г. Москва)
Страница: 74
Рассмотрены отечественные и Европейские нормы по проектированию каменных конструкций. Выполненный анализ зарубежных норм в практике проектирования каменных и армокаменных конструкций и проанализирована возможность их применения на территории Российской Федерации.
Ключевые слова: адаптация, Еврокод-6, СНиП, гармонизация, сопоставительный анализ
UDC: 624.01 DOI:
USAGE OF EUROCODE 6 «STONE STRUCTURES» IN RUSSIAN FEDERATION
Yu.S. VOLKOV, Ph.D., M.O. PAVLOVA, Ph.D., S.V. KUSHNIR, Eng. (Gvozdev Research Institute of Reinforced Concrete, Kucherenko Central Research Institute of Building Structures, Moscow)
Page: 74
Domestic and European regulations for stone structures design were considered. Authors analyzed European regulations for practice of stone and reinforced masonry structures design and possibility of their usage in Russian Federation.
keywords: adaptation, Eurocode 6, construction regulations, harmonization, comparative analysis
УДК: 624.04 DOI:
К ПРОБЛЕМЕ ЖИВУЧЕСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
В.Д. РАЙЗЕР, д.т.н., проф. (г. Сан-Диего, США)
Страница: 77
Обсуждается проблема живучести зданий и сооружений. Предлагаются количественные характеристики в виде индексов живучести. Для многоэтажных зданий и сооружений, предназначенных для пребывания большого числа людей, предлагается (в порядке обсуждения) ввести в нормы проектирования третий тип предельных состояний — по живучести.
Ключевые слова: живучесть, надежность, ущерб, риск, вероятность отказа
UDC: 624.04 DOI:
PROBLEM OF BUILDINGS AND STRUCTURES SURVIVABILITY
V.D. RAIZER, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (San Diego, USA)
Page: 77
The problem of buildings and structures survivability is discussed. The author suggests to use quantitative characteristics in the form of survivability indexes. The author also suggests (as a matter for discussion) to include third type of limiting states in design standards for multi-story buildings and structures designed for staying of large quantity of people. This type of limiting states is limiting states for survivability.
keywords: survivability, reliability, damage, risk, probability of failure