Архив. Номер 6 за 2013 год
УДК: 642.04:539.376 DOI:
НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ГЕЛИКОИДАЛЬНОЙ ОБОЛОЧКИ
А.С. ДЕХТЯРЬ, д.т.н., проф. (Национальный транспортный университет, Киев)
Страница: 2
Оболочки со срединной поверхностью в виде прямого геликоида применяются в строительстве. Для оценки их несущей способности использован кинематический метод теории предельного равновесия. Представлены примеры расчета верхней границы предельной нагрузки. Обсуждается влияние способов закрепления на несущую способность конструкции.
Ключевые слова: оболочка, геликоид, несущая способность, предельная нагрузка
UDC: 642.04:539.376 DOI:
LOAD CARRYING CAPACITY OF HELICOIDAL SHELL
A.S. DEKHTYAR, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (National Transport University, Kyiv)
Page: 2
The shell with helix surface is considered. Theory of limit equilibrium and kinematical method are applied in order to evaluate the load carrying capacity. Samples are presented. Influence of supporting conditions on upper bound of limit load is discussed.
keywords: shell, helicoid, bearing capacity, limit load
УДК: 624.04:539.3 DOI:
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СИСТЕМА ИЗ ЗАМКНУТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК
К.Ф. ШАГИВАЛЕЕВ, к.т.н., доц., Е.К. СУРНИНА, к.т.н., доц., С.В. ВАСИЛЬЦОВ, инж. (Саратовский государственный технический университет)
Страница: 6
Рассмотрена тонкостенная пространственная система, состоящая из двух сочлененных оболочек. Реактивное давление по линии контакта задано аналитическим выражением.
Ключевые слова: оболочка, линия контакта, реактивное давление, тригонометрический ряд, перемещение
UDC: 624.04:539.3 DOI:
SPATIAL SYSTEM OF CLOSED CYLINDRICAL SHELLS
C.F. SHAGIVALEEV, Ph.D., Assoc. Prof., E.K. SURNINA, Ph.D., Assoc. Prof., S.V. VASILTSOV, Eng. (Saratov State Technical University)
Page: 6
Considered thin-walled spatial system consisting of two hinged shells. Jet pressure on the line of contact set analytical expression.
keywords: shell, the line of contact, jet pressure, trigonometric series, moving
УДК: 624.012.2.046.69.04 DOI:
О РАСЧЕТЕ И ОЦЕНКЕ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ АПРИОРНОЙ ИНФОРМАЦИИ. ЧАСТЬ 1
В.А. ГРОМАЦКИЙ, к.т.н. (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)
Страница: 9
С учетом вероятностной интерпретации коэффициента надежности по уровню ответственности γп изложены вопросы определения площади сечения элемента заданной надежности. Приводятся схемы расчета для некоторых многомерных моделей надежности, в том числе при действии на конструкцию нагрузки, изменяющейся во времени.
Ключевые слова: вероятность безотказной работы, случайный процесс
UDC: 624.012.2.046.69.04 DOI:
CALCULATION AND ESTIMATION OF STRUCTURE RELIABILITY SUBJECT TO PRIOR INFORMATION. PART 1
V.A. GROMATSKY, Ph.D. (Kucherenko Central Research Institute of Building Structures)
Page: 9
The paper presents determination problems of an element section square with specified reliability subject to probabilistic interpretation of the safety coefficient by level of responsibility. The paper contains a calculation scheme for some multivariate reliability model including the influence of temporally changing load on structure.
keywords: probability of non-failure works, random process
УДК: 69.04 DOI:
АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ИЗНОСЕ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
В.Д. РАЙЗЕР, д.т.н., проф. (г. Сан-Диего, США)
Страница: 16
При оценке долговечности, срока службы сооружения необходимо учитывать вероятность износа и повреждения несущих элементов. Предлагается приближенный подход, позволивший с необходимой точностью установить зависимости общего индекса надежности сооружения с индексами надежности несущих элементов, вероятность отказа которых определяется износом.
Ключевые слова: индекс надежности, вероятность отказа, износ
UDC: 69.04 DOI:
STRUCTURE'S RELIABILITY ANALYSIS UNDER DETERIORATION OF BEARING ELEMENTS
V.D. RAIZER, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (San Diego, USA)
Page: 16
Assessing the reliability of a structure deteriorating in time is a very important and challenging problem in design. A method for determining the required level of deterioration reliability at the level of structural elements that ensures acceptability of the risks at the structural system level is proposed. It is proposed to establish deterioration acceptance criteria based on easily computable, idealized structural systems, which are calibrated to the characteristics of the real structure.
keywords: reliability index, probability of failure, deterioration
УДК: 624.012.2.046.99.04 DOI:
РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ГРУНТОВЫХ ОСНОВАНИЙ ФУНДАМЕНТОВ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ ПРИ ОГРАНИЧЕННОЙ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ О ПАРАМЕТРАХ
В.С. УТКИН, д.т.н., проф. (Вологодский государственный технический университет)
Страница: 21
Рассмотрена проблема расчета надежности грунтовых оснований фундаментов по различным критериям их работоспособности. Предложено для расчетов надежности оснований фундаментов использовать комбинацию функций распределения в виде вероятностных распределений при полной статистической информации о случайных величинах и распределения, построенные на неравенстве Чебышева, когда о случайной величине известны лишь среднее значение и среднее квадратическое отклонение, но не известны функция распределения, применяемые при вероятностно-статистических методах описания случайных величин. Приведены расчетные формулы и их анализ.
Ключевые слова: надежность, безопасность, отказ, несущий элемент, основание фундамента, давление, деформация, несущая способность, распределения параметров, контролируемые параметры
UDC: 624.012.2.046.99.04 DOI:
CALCULATION OF GROUND FOUNDATIONS BASES RELIABILITY AT DEFORMATIONS UNDER LIMITED STATISTICAL INFORMATION ON PARAMETERS
V.S. UTKIN, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (Vologda State Technical University)
Page: 21
The problem of calculating the reliability of earth foundation by different criteria for their functionality is considered in this article. It is proposed to calculate the reliability of foundations to use a combination of cumulative distribution functions in the form of probability distributions for the full statistical information on the distribution of random variables and distributions, built on the Chebyshev's inequality, when only mean value and standard deviation are known for the random variable, but distribution function used in probabilistic and statistical methods of describing the random variables are not known. The design equations and their analysis are shown in this article.
keywords: reliability, security, refusal, supporting element, foundation base, pressure, deformation, supporting ability, parameter distribution, monitored parameters
УДК: 539.3 DOI:
ДИНАМИКА РАМНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Г.Г. БУЛЫЧЕВ, д.т.н., проф. (МГТУ, МИРЭА, г. Москва)
Страница: 27
Развиваемый автором численный метод пространственных характеристик используется для моделирования динамики различных видов рамных конструкций. Строится математическая модель и ее характеристическая форма, которая и используется для численного моделирования динамики конструкций. Результаты моделирования обработаны с помощью пакета программ авторской графики. Построены изолинии характерных напряжений, определены области их накопления и максимумы напряжений в этих областях.
Ключевые слова: численные методы механики, метод пространственных характеристик, динамика конструкций
UDC: 539.3 DOI:
DYNAMICS OF ARCHED CONSTRUCTIONS
G.G. BULYCHEV, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (Moscow State Technical University, MIREA, Moscow)
Page: 27
The numerical method of spatial characteristics which is developed by the author is used for simulation of the arched construction's dynamics. The mathematical model and its characteristic form which is used for numerical simulation of arches dynamics is developed. Results of simulation are processed by means of the software package of an author's graphics. Isolines of typical stresses are constructed, areas of their accumulation and maxima of pressure in these areas are defined.
keywords: numerical methods of mechanics, a method of spatial characteristics, dynamics of arched constructions
УДК: 624.073 DOI:
ОБОБЩЕНИЕ РЕШЕНИЯ КОНУЭЯ НА НЕКОТОРЫЕ ЗАДАЧИ СТАТИКИ И КОЛЕБАНИЙ КРУГЛЫХ ПЛАСТИН, СДЕЛАННЫХ ИЗ ОРТОТРОПНОГО МАТЕРИАЛА
Е.Б. КОРЕНЕВА, д.т.н., проф., В.Р. ГРОСМАН, инж. (НИУ – МГСУ, г. Москва)
Страница: 31
Дано развитие и обобщение решения американского профессора Г. Конуэя, который получил аналитические решения некоторых задач об осесимметричной деформации изотропных кольцевых пластин, лежащих на упругом основании, свойства которого описываются моделью Винклера. В статье рассматривается осесимметричная, антисимметричная и циклически-симметричная деформация круглых пластин, сделанных из ортотропного материала и лежащих на упругом винклеровском основании. Изучаются также вопросы колебаний круглых ортотропных пластин с одним или несколькими узловыми диаметрами. Решения поставленных задач даются в замкнутом виде и выражены в функциях Бесселя.
Ключевые слова: ортотропные круглые пластины, упругое основание, статика, колебания, функции Бесселя
UDC: 624.073 DOI:
EXTENSION BY CONWAY'S SOLUTION ON CERTAIN STATICS AND VIBRATION PROBLEMS OF CIRCULAR PLATES MADE FROM ORTHOTROPIC MATERIAL
E.B. KORENEVA, Dr. Sci. (Eng.), Prof., V.R. GROSMAN, Eng. (National Research University Moscow State University of Civil Engineering, Moscow)
Page: 31
The paper gives considerable development and extension of solution by professor H. Conway. The work considers symmetric, antisymmetric and nonsymmetric flexure of circular orthotropic plates, resting on Winkler's elastic foundation. Problems of flexural vibrations of circular orthotropic plates with one or several nodal diameters are under study. The solutions are given in closed form in terms of Bessel functions. For receiving of the above-mentioned results Nielsen's equation is used.
keywords: orthotropic circular plates, elastic foundation, statics, vibration, Bessel functions
УДК: 624.041.539.4 DOI:
ИЗМЕНЕНИЕ УСИЛИЙ ПРИ УТЕПЛЕНИИ НАРУЖНЫХ СТЕН ИЗ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА
Ю.В. ВИШНЯКОВ, к.т.н., С.А. РЫТОВ, к.т.н., Р.О. ОВЧЕРЕНКО, инж. (ООО «СКИФ», г. Москва)
Страница: 36
Выполнен расчет усилий в наружных стенах из силикатного кирпича и их перемещений и произведено сравнение их с усилиями и смещениями наружных стен из керамического кирпича. Сравнение показало, что значения усилий в продольных наружных стенах отличаются до 30 % и более. Значения горизонтальных смещений торцевых стен отличаются до 30 %.
Ключевые слова: стена, кирпич, температура, деформационный шов
UDC: 624.041.539.4 DOI:
EFFORTS CHANGE AFTER HEAT INSULATION OF EXTERIOR WALLS OF CALCIUM-SILICATE BRICK
Yu.V. VISHNYAKOV, Ph.D., S.A. RYTOV, Ph.D., R.O. OVCHERENKO, Eng. (LLC "SKIF", Moscow)
Page: 36
Calculation of efforts in external walls is executed from a silicate brick and their movements and their comparison with efforts and shifts of external walls from a ceramic brick is made. Comparison showed that values of efforts in longitudinal external walls differ to 30 % and more. Values of horizontal shifts of face walls differ to 30 %.
keywords: wall, brick, temperature, deformation seam
УДК: 624.44:539.376 DOI:
ПРИМЕРЫ ТЕСТИРОВАНИЯ ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ПРЕДНАПРЯЖЕННЫХ СТАРЕЮЩИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
П.П. ГАЙДЖУРОВ, д.т.н., проф. (Ростовский государственный строительный университет), Э.Р. ИСХАКОВА, инж. (Южно-Российский государственный технический университет, г. Новочеркасск)
Страница: 41
В рамках линейной теории ползучести бетона разработан конечноэлементный шаговый алгоритм решения двумерных задач с учетом старения и предварительного напряжения арматуры. Использована феноменологическая модель стареющего бетона, предложенная С.В. Александровским. Исследовано влияние схемы передачи усилия преднапряжения арматуры на напряженно-деформированное состояние конструкций.
Ключевые слова: метод конечных элементов, плоская задача, наследственная теория старения, преднапряжение арматуры, принцип наложения воздействий, вычислительные эксперименты
UDC: 624.44:539.376 DOI:
EXAMPLES OF TESTING OF PROGRAM FOR CALCULATION OF PRESTRESSED AGEING REINFORCED CONCRETE CONSTRUCTION AND THEIR ELEMENTS
P.P. GAIDJUROV, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (Rostov State University of Civil Engineering), E.R. ISHAKOVA, Eng. (South Russian State Technical University, Novocherkassk)
Page: 41
Within the framework of the linear theory of concrete creep the finite element algorithm for the plane problem solution is developed taking into account the deteriorating and prestressing reinforcement. A phenomenological model of an aging concrete proposed by Alexandrovsky is used. The effect of the effort transfer scheme of the prestressing reinforcement on the stress-strain state of the structure is investigated.
keywords: the finite element method, plane problem, hereditary deterioration theory, prestressing reinforcement, the principle of superposition effects, computational experiments
УДК: 539.3:624.04 DOI:
ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЙ НА НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ НЕОДНОРОДНОГО ПОЛОГО ЦИЛИНДРА
Т.С. ДАНИКИНА, к.физ.-мат. наук (Карагандинский государственный технический университет, г. Караганда), Р.Д. ТУРЕБАЕВА, к.т.н., Г.С. АКТАУКЕНОВА, инж. (Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, г. Астана)
Страница: 46
Проводится исследование напряженного состояния неоднородного полого цилиндра с переменным модулем упругости, работающего под действием внутреннего и внешнего равномерных радиальных давлений. Рассматривается влияние изменения перепада внутреннего и внешнего давлений на напряжения в неоднородном цилиндре.
Ключевые слова: неоднородный полый цилиндр, радиальные давления, напряженные состояния
UDC: 539.3:624.04 DOI:
INFLUENCE OF PRESSURES DROP CHANGE ON STATE OF STRESS OF NON-UNIFORM HOLLOW CYLINDER
T.S. DANIKINA, Ph.D. (Phys.-Math.) (Karaganda State Technical University, Karaganda), R.D. TUREBAEVA, Ph.D., G.S. AKTAUKENOVA, Eng. (L.N. Gumilyov Eurasian National University, Astana)
Page: 46
Authors carried out a research on state of stress of non-uniform hollow cylinder with variable elasticity modulus working under the influence of internal and external uniform radial pressures. Authors consider influence of change of internal and external pressures drops on stresses in non-uniform cylinder.
keywords: non-uniform hollow cylinder, radial pressures, states of stress
УДК: 539.3.534.1 DOI:
О ВЛИЯНИИ МАЛОЙ ПРИСОЕДИНЕННОЙ МАССЫ НА РАСЩЕПЛЕНИЕ ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА КРУГОВОГО КОЛЬЦА С НАЧАЛЬНЫМИ НЕПРАВИЛЬНОСТЯМИ
Г.С. ЛЕЙЗЕРОВИЧ, д.физ.-мат. наук, Н.Б. ПРИХОДЬКО, инж., С.В. СЕРЁГИН, инж. (ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», г. Комсомольск-на-Амуре)
Страница: 49
Изучается возможность устранения расщепления изгибного частотного спектра тонкого кругового кольца, имеющего начальные геометрические неправильности, за счет присоединения к нему малой массы. Моделирование в программном комплексе MSC «NASTRAN» показало, что ни подбором места крепления массы, ни ее величиной нежелательный, с точки зрения динамической прочности, эффект расстройки частотного спектра не может быть устранен.
Ключевые слова: круговое кольцо, начальные неправильности, присоединенная масса, изгибные колебания, расщепление частотного спектра
UDC: 539.3.534.1 DOI:
INFLUENCE OF LOW ADDITIONAL MASS ON SPLITTING OF THE FREQUENCY SPECTRUM OF A CIRCULAR RING WITH INITIAL IRREGULARITIES
G.S. LEIZEROVICH, Dr. Sci. (Phys.-Math.), N.B. PRIKHODKO, Eng., S.V. SEREGIN, Eng. (Komsomolsk-na-Amure State Technical University, Komsomolsk-on-Amur)
Page: 49
The possibility of eliminating the splitting of the flexural frequency spectrum of a thin ring having initial geometric imperfections, through the small added mass is studied. Modeling in the environment of MSC «NASTRAN» is showed, that neither the selection of the place of attachment of mass nor its value undesirable from the point of view of the dynamic strength of the effect of the splitting of the flexural frequency spectrum can be eliminated.
keywords: circular ring, initial irregularities, additional mass, bending vibrations, splitting of frequency spectrum
УДК: 531/534:624(0.75.8) DOI:
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО МЕТОДА ГРАНИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Н.Г. СУРЬЯНИНОВ, д.т.н., проф. (Одесский национальный политехнический университет, Украина)
Страница: 52
Изложены основные положения нового расчетного метода – численно-аналитического метода граничных элементов. Показано, что аналитическая часть метода сводится к выводу системы ортонормированных фундаментальных функций, построению функции Грина и компонентов вектора внешней нагрузки, а численный этап реализуется в пакетах MATLAB, SKILAB или DELPHI и позволяет определить параметры напряженно-деформированного состояния системы.
Ключевые слова: метод граничных элементов, фундаментальные функции, обобщенная функция, сплайн
UDC: 531/534:624(0.75.8) DOI:
THE MAIN PROVISIONS OF THE NUMERICAL-ANALYTIC BOUNDARY ELEMENT METHOD
N.G. SURYANINOV, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (Odessa National Polytechnic University, Ukraine)
Page: 52
The basic provisions of the new calculation method — a numerical-analytical boundary element method. It is shown that the analytical part of the method is reduced to a system of orthonormal basic functions, the construction of the Green's function and the vector components of the external load, and the numerical phase is implemented in packages MATLAB, SKILAB or DELPHI, and to determine the parameters of the stress-strain state of the system.
keywords: boundary element method, the fundamental function, the generalized function, spline
УДК: 624.131.5+69.035.4 DOI:
МЕТОД ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРОТЯЖЕННОГО СООРУЖЕНИЯ СО СМЕЩАЮЩИМСЯ ГРУНТОВЫМ МАССИВОМ
М.Л. ХОЛМЯНСКИЙ, к.т.н., В.И. ШЕЙНИН, д.т.н., проф. (НИИОСП им. Н.М. Герсеванова)
Страница: 59
Задача линейного взаимодействия деформируемого сооружения и деформируемого основания поставлена в общем виде, а затем конкретизирована для протяженного сооружения, абсолютно жесткого в поперечном направлении. Исследованы случаи как нагрузок от сооружения, так и воздействий перемещений грунта, которые могут быть вызваны другими сооружениями, в том числе подземными, или различными инженерно-геологическими процессами. Построен численный метод решения полученных уравнений на основе метода Галеркина. Выполнена численная реализация. Рассмотрены примеры воздействия сосредоточенной силы и перемещений грунта от тоннельной проходки. Часть результатов работы планируется доложить на XVIII Международном конгрессе по механике грунтов и геотехнике.
Ключевые слова: полупространство, деформируемые сооружения, тоннели
UDC: 624.131.5+69.035.4 DOI:
NUMERICAL ANALYSIS OF INTERACTION OF ELONGATED STRUCTURE AND MOVING SOIL MASS
M.L. KHOLMYANSKY, Ph.D., V.I. SHEYNIN, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (Gersevanov Research Institute of Bases and Underground Structures)
Page: 59
The problem of interaction of linearly deformable structure and linearly deformable soil is stated in a general form and then defined more precisely for an elongated structure that is rigid in transversal direction. Both loads acting on the structure and on the soil outside the structure (induced by of surface and/or subsurface construction, geological processes etc.) are considered. Numerical method for solution of corresponding equations is developed based on Galerkin boundary elements and numerically implemented.
keywords: half-space, deformable structures, tunnels
УДК: 624.012.046.69.04 DOI:
СТАДИОНЫ. БЕЗОПАСНОСТЬ. АВАРИЙНЫЕ СИТУАЦИИ
П.Г. ЕРЕМЕЕВ, д.т.н., проф. (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко ОАО «НИЦ «Строительство»)
Страница: 64
Безопасность зрителей, участников соревнований — основное требование, которое предъявляется к спортивным сооружениям. Даны примеры аварий покрытий стадионов. Сформулированы проблемы безопасности стадионов и возможности их решения.
Ключевые слова: стадионы, безопасность, аварийные ситуации
UDC: 624.012.046.69.04 DOI:
STADIUMS. SAFETY. EMERGENCIES
P.G. YEREMEYEV, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (Kucherenko Central Research Institute of Building Structures of JSC "Research Center "Construction")
Page: 64
Safety of spectators, competitions participants, etc. is the basic requirement which is lodged to sports constructions. Examples of stadiums coverings failures are given. Problems concerning stadiums safety and possibility of their solving are formulated.
keywords: stadiums, safety, emergencies
УДК: 694.14 DOI:
СРАВНЕНИЕ МЕТОДИК РАСЧЕТА НАГЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ. ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ И ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ
П.Н. СМИРНОВ, инж. (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)
Страница: 68
Приведен сравнительный анализ существующих в мире методик расчета нагельных соединений. Предложена методика определения расчетных параметров крепежа нагельного типа на основании уравнений предельного равновесия.
Ключевые слова: нагельные соединения, несущая способность, предел смятия нагельного гнезда, предел сопротивления нагеля изгибу
UDC: 694.14 DOI:
COMPARING CALCULATION METHODS FOR DOWEL-TYPE CONNECTIONS IN TIMBER STRUCTURES. DOMESTIC AND FOREIGN EXPERIENCE
P.N. SMIRNOV, Eng. (Kucherenko Central Research Institute of Building Structures)
Page: 68
The article contains comparative analysis of existing calculation methods for dowel-type connections worldwide. The method for determining design characteristics for dowel-type fasteners, based on yield limit equations is offered.
keywords: dowel-type fasteners, carry capacity, embedding strength, dowel bending yield strength