Архив. Номер 5 за 2014 год
УДК: 624.04: 539.3 DOI:
ОБ ИСТОРИИ И ОСНОВНЫХ ИТОГАХ V МЕЖДУНАРОДНОГО СИМПОЗИУМА «АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ»
В.И. ТРАВУШ, акад. РААСН, д.т.н., проф.
Страница: 2
С 1 по 6 июля 2014 года в г. Иркутске на базе Иркутского государственного технического университета (национального исследовательского университета; ИрГТУ) под эгидой Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН) состоялся V Международный симпозиум «Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений» (основной организатор – советник РААСН, проф., д.т.н. Т.Л. Дмитриева). Симпозиум, объединяющий ученых академических институтов и университетов с практикующими специалистами, занятыми в проектировании, расчетном обосновании и строительстве, и поддерживающий тем самым баланс между теоретическими аспектами моделирования и их приложениями, собрал более 120 участников из 35 исследовательских, проектных и образовательных центров России (Владивосток, Волгоград, Екатеринбург, Иркутск, Казань, Красноярск, Москва, Нижний Новгород, Новосибирск, Новочеркасск, Пермь, Ростов-на-Дону, Санкт-Петербург, Томск, Уфа, Челябинск и др.), Италии, Польши и Украины.
Ключевые слова: международный симпозиум, компьютерное моделирование, конструкции и сооружения
UDC: 624.04: 539.3 DOI:
HISTORY AND MAIN RESULTS OF THE FIFTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM «ACTUAL PROBLEMS OF COMPUTER SIMULATION OF STRUCTURES AND FACILITIES»
V.I. TRAVUSH, Academician of RAACS, Dr. Sci. (Eng.), Prof.
Page: 2
keywords: Key words: international symposium, computer simulation, structures.
УДК: 624.04; 539.3; 539.4 DOI:
О РАЗРАБОТКЕ, ИССЛЕДОВАНИИ И ВЕРИФИКАЦИИ КОРРЕКТНЫХ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧ ДЕФОРМИРОВАНИЯ, УСТОЙЧИВОСТИ И ЗАКРИТИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ОБОЛОЧЕЧНО-СТЕРЖНЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
А.М. БЕЛОСТОЦКИЙ, П.А. АКИМОВ, А.С. ПАВЛОВ, Т.Б. КАЙТУКОВ, И.Н. АФАНАСЬЕВА (ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», г. Москва)
Страница: 7
Рассматриваются разработка, исследование и верификация корректных численных методов решения геометрически, физически и конструктивно нелинейных задач деформирования, устойчивости и закритического поведения тонкостенных оболочечно-стержневых конструкций. Кратко рассмотрены классические и современные теории и критерии пластичности, численные модели динамического деформирования материалов, численные модели динамического разрушения, алгоритмы численного решения контактных задач и методы решения задач с геометрической нелинейностью.
Ключевые слова: метод конечных элементов, численные методы, нелинейные задачи, деформирование, устойчивость, закритическое поведение, тонкостенные оболочечно-стержневые конструкции
UDC: 624.04; 539.3; 539.4 DOI:
ABOUT DEVELOPMENT, RESEARCH AND VERIFICATION OF CORRECT NUMERICAL METHODS FOR SOLVING OF NONLINEAR PROBLEMS OF CONSTRUCTIVELY DEFORMATION, STABILITY AND SUPERCRITICAL BEHAVIOR OF THIN-WALLED SHELL-BEAM STRUCTURES
A.M. BELOSTOTSKY, P.A. AKIMOV, A.S. PAVLOV, T.B. KAITUKOV, I.N. AFANASIEVA (Moscow State University of Civil Engineering, Moscow)
Page: 7
The distinctive paper is devoted to development, research and verification of correct numerical methods for solving of geometrically and physically nonlinear problems of constructively deformation, stability and supercritical behavior of thin-walled shell-beam structures. Conventional and contemporary theories and criteria of plasticity, numerical models of dynamic deformation of materials, numerical models of dynamic fracture, algorithms for the numerical solution of contact problems and methods of solving of problems with the geometric nonlinearity are under consideration.
keywords: finite element method, numerical methods, nonlinear problems, deformation, thin-walled shell-beam structures
УДК: 624.04; 539.3 DOI:
О ВЕРИФИКАЦИИ ВЕЙВЛЕТ-РЕАЛИЗАЦИЙ МНОГОУРОВНЕВЫХ ДИСКРЕТНЫХ И ДИСКРЕТНО-КОНТИНУАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ЛОКАЛЬНОГО РАСЧЕТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
П.А. АКИМОВ, М.Л. МОЗГАЛЕВА, Т.Б. КАЙТУКОВ, О.А. НЕГРОЗОВ, МОДЖТАБА АСЛАМИ (ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», г. Москва)
Страница: 14
Статья посвящена верификации вейвлет-реализаций многоуровневых дискретных и дискретно-континуальных методов локального расчета строительных конструкций. Верификация осуществляется посредством сравнения результатов получаемых по указанным методам, предложенных в работах А.Б. Золотова и П.А. Акимова, и результатов, определенным с помощью универсального программного комплекса ANSYS Mechanical, реализующего метод конечных элементов (МКЭ).
Ключевые слова: многоуровневые методы, дискретные методы, дискретно-континуальные методы, локальный расчет строительных конструкций, вейвлет-реализации, верификация, метод конечных элементов
UDC: 624.04; 539.3 DOI:
ABOUT VERIFICATION OF WAVELET BASED MULTILEVEL DISCRETE AND DISCRETE-CONTINUAL METHODS OF LOCAL STRUCTURAL ANALYSIS
P.A. AKIMOV, M.L. MOZGALEVA, T.B. KAITUKOV, O.A. NEGROZOV, MOJTABA ASLAMI (Moscow State University of Civil Engineering, Moscow)
Page: 14
The distinctive paper is devoted to verification of wavelet-based multilevel discrete and discrete-continual methods of local structural analysis, proposed by prof. A.B. Zolotov and prof. P.A. Akimov. ANSYS Mechanical simulation software has been used for verification purposes.
keywords: multilevel methods, discrete methods, discrete-continual methods, local structural analysis, wavelet-based methods, verification, finite element method
УДК: 624.04; 539.3; 530.4 DOI:
ПОСТАНОВКА, КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНАЯ АППРОКСИМАЦИЯ И АЛГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ РАСЧЕТНОГО ОБОСНОВАНИЯ СВЯЗАННЫХ СИСТЕМ «СООРУЖЕНИЕ – ЖИДКОСТЬ»
А.М. БЕЛОСТОЦКИЙ, П.А. АКИМОВ, Т.Б. КАЙТУКОВ, И.Н. АФАНАСЬЕВА, В.В. ВЕРШИНИН (ФГБОУ ВПО «МГСУ», г. Москва), Д.С. ДМИТРИЕВ (ЗАО «НИЦ СтаДиО», г. Москва), А.Р. УСМАНОВ (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), А.С. ЧУЖИНОВ (ООО «НИИ транспорта нефти и нефтепродуктов», г. Москва), С.В. ЩЕРБИНА
Страница: 21
Настоящая статья посвящена актуальным вопросам моделирования взаимодействия сооружения с жидкостью. Представлены континуальная и дискретная (конечноэлементная) постановки задачи, приведены характеристики алгоритмов численного решения, рассмотрен практически важный пример расчета с использованием программно-алгоритмических комплексов ANSYS Mechanical, ANSYS CFX и ABAQUS.
Ключевые слова: метод конечных элементов, взаимодействие сооружения с жидкостью, континуальная постановка задачи, дискретная постановка задачи, алгоритмы численного решения
UDC: 624.04; 539.3; 530.4 DOI:
FINITE ELEMENT FORMULATION AND ANALYSIS OF FLUID – STRUCTURE INTERACTION PROBLEMS
A.M. BELOSTOTSKY, P.A. AKIMOV, T.B. KAITUKOV, I.N. AFANASIEVA, V.V. VERSHININ (Moscow State University of Civil Engineering, Moscow), D.S. DMITRIEV (JSC "Research Center StadiO", Moscow), A.R. USMANOV (MGSU), A.S. CHUZHINOV (LLC "Research Institute of Oil and Oil Products Transport", Moscow), S.V. SHCHERBINA
Page: 21
This paper is devoted to fluid – structure interaction problems. Problem formulation, finite element discretization, simultaneous and partitioned solution procedures, are discussed, and advantages and disadvantages of their use are mentioned. Some state-of-the-art numerical solutions, obtained by ANSYS Mechanical, ANSYS CFX and ABAQUS, are also presented to indicate problems that can now be solved using currently available techniques.
keywords: finite element method, fluid – structure interaction problem, continual formulation, discrete formulation, solution procedures
УДК: 624,074,075 DOI:
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВОЗВЕДЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
А.С. ГОРОДЕЦКИЙ, д.т.н., проф., М.С. БАРАБАШ, к.т.н., доц.
Страница: 28
Рассматривается методика учета изменяющейся во времени конструктивной схемы в процессе возведения сооружения. Демонстрируются нелинейные эффекты этой ситуации. Рассматривается влияние процесса возведения на усилия, возникающие в элементах каркасного здания с монолитным ядром жесткости. Цель теоретических исследований состоит в установлении влияния процесса возведения на напряженно-деформированное состояние несущих систем зданий и сооружений. Приводятся примеры моделирования процесса возведения высотного здания и уникальных конструкций методом top-down.
Ключевые слова: моделирование, жизненный цикл, процесс возведения, несущая система, нелинейность
UDC: 624,074,075 DOI:
COMPUTER SIMULATION OF ERECTION OF CONSTRUCTION
A.S. GORODETSKY, Dr. Sci. (Eng.), Prof., M.S. BARABASH, Ph.D., Assoc. Prof.
Page: 28
In this article the methods of taking into account structural scheme that changes in time during erection process of installation are considered. Nonlinear effects of this situation are shown. Also is considered the influence of erection process on efforts that arise into elements of skeleton-type building with solid stiffening core. The purpose of theoretical investigation is to determine the influence of erection process on stress-strain state of load-bearing systems for buildings and installations. Are shown the examples of modelling erection process for high-rise building and unique structures by top-down method.
keywords: modelling, life cycle, erection process, load-bearing system, nonlinearity
УДК: 539.3 DOI:
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ АЭС
А.Г. ТЯПИН, д.т.н. (ОАО «Атомэнергопроект», г. Москва)
Страница: 34
Рассмотрены нормативные подходы к расчету на сейсмические воздействия сооружений первой категории сейсмостойкости АЭС, реализованные в российских нормах нового поколения. Обсуждены основные различия с нормами, применяемыми в проектировании гражданских объектов.
Ключевые слова: сейсмостойкость сооружений, динамические расчеты, нормирование
UDC: 539.3 DOI:
SPECIAL FEATURES OF THE SEISMIC ANALYSIS FOR THE MAIN NPP STRUCTURES
A.G. TYAPIN, Dr. Sci. (Eng.) (JSC "Atomenergoproekt", Moscow)
Page: 34
Approaches to the seismic analysis of the main NPP structures are described. These approaches are implemented in the recently published Russian standards. The main differences with civil engineering codes are discussed.
keywords: seismic safety of structures, dynamic analysis, standards
УДК: 539.3 DOI:
ОБ УЧЕТЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СООРУЖЕНИЯ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ЕГО РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ
В.Н. СИДОРОВ, д.т.н., проф. (ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет»)
Страница: 38
Предложен подход, позволяющий корректировать вычислительную расчетную модель сооружения для оперативного устранения различий в проявлениях сооружения и проявлениях его расчетной модели, выявленных в ходе мониторинга сооружения.
Ключевые слова: компьютерная модель, корректировка модели, собственные частоты, динамические, погрешность возмущения
UDC: 539.3 DOI:
TAKING INTO ACCOUNT RESULTS OF STRUCTURE EXPERIMENTAL STUDIES AT THE FORMATION OF ITS CALCULATION MODEL
V.N. SIDOROV, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (Moscow State University of Civil Engineering)
Page: 38
The paper presents an algorithm for prompt updating of a structure computer simulation model, based on consideration of the results of the structure monitoring. Correction is to adjust the eigenvalues spectrum of the calculation model using the values of the frequency of free vibrations obtained in the course of structure dynamic tests. It is believed that by measurements during the monitoring, some of the values of natural frequencies of the object can be obtained and their appropriate forms of free oscillations can be established.
keywords: computer model, the adjustment model, the natural frequencies, dynamic, error disturbance
УДК: 532.5:519.6 DOI:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ ВОЛНЫ ПРОРЫВА НА ЗДАНИЯ
Г.Г. КАШЕВАРОВА, д.т.н., проф., А.С. МАРТИРОСЯН, инж. (Пермский национальный исследовательский политехнический университет)
Страница: 42
В настоящее время при застройке перспективных территорий города, попадающих в зону возможного затопления, для принятия проектных решений требуется оценить механическую безопасность проектируемого здания или предусмотреть и обосновать его меры защиты. Для этого необходимо знать гидродинамическое давление волны прорыва на обтекаемый объект. Для решения этой задачи использовался программный комплекс Flow Vision. Исследовалось влияние скорости потока, а также параметров самого объекта строительства (его формы, размеров, ориентации относительно направления течения потока) на величину гидродинамического давления. Для этого использовалась математическая теория планирования многофакторного эксперимента.
Ключевые слова: волна прорыва, гидродинамическое давление, компьютерное моделирование, Flow Vision, теория планирования многофакторного эксперимента
UDC: 532.5:519.6 DOI:
DEFINITION BREAKTHROUGH WAVE HYDRODYNAMIC PRESSURE ON THE BUILDING
G.G. KASHEVAROVA, Dr. Sci. (Eng.), Prof., A.S. MARTIROSYAN, Eng. (Perm National Research Polytechnic University)
Page: 42
Currently looking at building up areas of the city within the area of a possible flood, for making design decisions required to estimate the mechanical safety of the designed building or to provide and justify its protection measures. For this it's necessary to know the hydrodynamic pressure of the load breakthrough wave on a streamlined object. To solve this problem we used software package Flow Vision. We study the influence of flow rate, as well as the parameters of the building (its shape, size, orientation relative to the direction of flow — stream) on the value of the hydrodynamic pressure. To do this, we used a mathematical theory of planning multifactor experiment.
keywords: wave breakthrough, hydrodynamic pressure, computer simulation, Flow Vision, multifactor experiment planning theory
УДК: 624.04; 539.3 DOI:
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ УСТОЙЧИВОСТИ СЖАТОГО СТЕРЖНЯ ДИНАМИЧЕСКИМ МЕТОДОМ С УЧЕТОМ ЖЕСТКОСТЕЙ НА СДВИГ И РАСТЯЖЕНИЕ
В.В. ЛАЛИН, д.т.н., проф., Д.А. КУШОВА, инж. (Санкт-Петербургский политехнический университет)
Страница: 49
Рассматривается геометрически нелинейная плоская задача динамики линейно упругих стержней. Даны вариационная и дифференциальная постановки. Выведены уравнения динамической устойчивости. Впервые получены динамическим методом решения задач устойчивости сжатого стержня с учетом всех жесткостей (на изгиб, сдвиг и растяжение – сжатие) для всех типов граничных условий.
Ключевые слова: геометрическая нелинейность, динамическая устойчивость, устойчивость сжатого стержня, критическая сила
UDC: 624.04; 539.3 DOI:
SOLUTION OF THE PROBLEM OF STABILITY OF A COMPRESSED ROD DYNAMIC METHOD WITH THE SHEAR STIFFNESS AND TENSILE
V.V. LALIN, Dr. Sci. (Eng.), Prof., D.A. KUSHOVA, Eng. (Saint Petersburg Polytechnic University)
Page: 49
This article is dedicated to the geometrically nonlinear plane dynamic problems of the linear elastic rods. The differential and variational formulations are given. The dynamic stability equations were obtained. Exact solutions for the stability problems of a compressed rod with bending, shear and longitudinal stiffness being taken into account and with different types of end fixity were obtained by a dynamic method.
keywords: Keywords: geometrically nonlinearity, dynamic stability, stability of a compressed rod, critical load
УДК: 624.04; 539.3; 534 DOI:
АНАЛИЗ КОЛЕБАНИЙ ПОДКРАНОВОЙ ФЕРМЫ ПРИ АВАРИЙНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
А.Н. ПОТАПОВ, д.т.н., проф., Е.М. УФИМЦЕВ, инж., Н.А. ЗЯМБАЕВ, инж. (ЮУрГУ, г. Челябинск)
Страница: 55
Рассматривается временной анализ конструктивно нелинейных систем при действии динамических нагрузок. Приведен пример динамического расчета металлической подкрановой фермы при ее полном разрушении от действия аварийной нагрузки от мостового крана вследствие обрыва стропа груза.
Ключевые слова: метод, временной анализ, математическая модель, колебания, динамическая реакция, конструктивная нелинейность, аварийное воздействие, мостовой кран, подкрановая ферма
UDC: 624.04; 539.3; 534 DOI:
ANALYSIS OF OSCILLATIONS OF CRANE TRUSS UNDER THE INFLUENCE OF DISASTER EXPOSURE
A.N. POTAPOV, Dr. Sci. (Eng.), Prof., E.M. UFIMTSEV, Eng., N.A. ZYAMBAEV, Eng. (South Ural State University, Chelyabinsk)
Page: 55
Considered the time analysis of constructive nonlinear systems under dynamic loads. Is an example of the dynamic calculation of the metal crane truss with its complete destruction from the action of the emergency load due to breakage of the bridge crane sling cargo.
keywords: method, time analysis, mathematical model, vibration, dynamic reaction, constructive nonlinearity, bridge crane
УДК: 624.012.045 DOI:
ДЕФОРМАТИВНОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СОСТАВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С НАКЛОННЫМИ ТРЕЩИНАМИ
И.С. ГОРНОСТАЕВ, инж., Н.В. КЛЮЕВА, д.т.н. (Юго-Западный государственный университет, г. Курск), Вл.И. КОЛЧУНОВ, д.т.н., проф., И.А. ЯКОВЕНКО, к.т.н. (Национальный авиационный университет, г. Киев)
Страница: 60
Построена расчетная модель деформативности железобетонных составных конструкций на участках с наклонными трещинами, опирающаяся на пятиблочную расчетную схему, включающую наклонные трещины различных типов и расчетную схему в виде единичной полоски. Разработана расчетная методика для определения деформативности железобетонных составных конструкций на участках с наклонными трещинами при учете условных сосредоточенных сдвигов в швах и в швах-трещинах, несовместности деформаций бетона и арматуры и эффекта нарушения сплошности бетона.
Ключевые слова: железобетонные составные конструкции, деформативность, наклонные трещины, нарушение сплошности, расчетная схема, условные сосредоточенные сдвиги, швы
UDC: 624.012.045 DOI:
DEFORMABILITY OF REINFORCED CONCRETE COMPOSITE CONSTRUCTIONS WITH INCLINED CRACKS
I.S. GORNASTAEV, Eng., N.V. KLUEVA, Dr. Sci. (Eng.) (Southwest State University, Kursk), Vl.I. KOLCHUNOV, Dr. Sci. (Eng.), Prof., I.A. YAKOVENKO, Ph.D. (National Aviation University, Kyiv)
Page: 60
The paper presents a calculation model for deformability of reinforced concrete composite constructions with inclined cracks, based on five blocks design scheme, including various types of inclined cracks and the design scheme as a single strip. The calculation method is developed for determining the deformability of reinforced concrete composite constructions with oblique cracks, based on working hypotheses formulated taking into account the conditional concentrated shifts in joints and junctures, cracks, uneven deformation of concrete and rebar and concrete discontinuities effect.
keywords: concrete composite constructions, deformation, inclined cracks, discontinuity, calculating scheme, conditional concentrated shifts, junctures
УДК: 539.3 DOI:
ПРОЩЕЛКИВАНИЕ ПОЛОГОЙ КОНИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ С ШАРНИРНО ЗАКРЕПЛЕННЫМИ КРАЯМИ НА УПРУГИХ ПЛАСТИНАХ
Г.Т. ТАРАБРИН, д.т.н., проф. (ВолгГТУ, г. Волгоград)
Страница: 67
Упругая пологая оболочка в форме прямого усеченного конуса большим своим основанием шарнирно прикреплена к контуру отверстия в упругой бесконечной пластине, а внутрь меньшего основания оболочки вставлена и шарнирно закреплена упругая круглая пластина. Осевым сжатием эта конструкция трансформируется в плоскость. Решена задача о напряженно-деформированном состоянии элементов конструкции при таком трансформировании. Решена задача о минимальной сжимающей силе, под действием которой коническая оболочка скачком меняет направление выпуклости.
Ключевые слова: упругие пластины и оболочки, напряженно-деформированное состояние
UDC: 539.3 DOI:
BUCKLING SLOPING CONICAL CASING HINGED EDGES ON AN ELASTIC PLATE
G.T. TARABRIN, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (Volgograd State Technical University, Volgograd)
Page: 67
Elastic shallow shell in the shape of a truncated cone large direct its base is pivotally attached to the loop holes in an elastic infinite plate, and the inside of the smaller base shell is inserted and hinged elastic circular plate. Axial compression, this construction is transformed into a plane. The problem of the stress-strain state of structural elements in this transformation. The problem of the minimum compressive force, under the influence of which the conical hull abruptly changes the direction of convexity.
keywords: elastic plates and shells, the stress-strain state