Архив. Номер 6 за 2014 год
УДК: 624.04 DOI:
АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МНОГОРЕШЕТЧАТОЙ ФЕРМЫ
М.Н. КИРСАНОВ, д.физ.-мат. наук, проф. (НИУ МЭИ, г. Москва)
Страница: 2
Исследованы усилия в стержнях плоской статически неопределимой фермы с двойной решеткой. Для получения аналитического решения для произвольного числа стержней использованы метод индукции и система компьютерной математики Maple. Обнаружены некоторые особенности в решении. Проанализирован случай потери устойчивости одного из стержней и закритическое состояние фермы.
Ключевые слова: ферма, решетка фермы, Maple, выпучивание, индукция, асимптотика, прогиб
UDC: 624.04 DOI:
ANALYTICAL CALCULATION OF THE MULTILATTICE TRUSS
M.N. KIRSANOV, Dr. Sci. (Phys.-Math.), Prof. (National Research University "Moscow Power Engineering Institute", Moscow)
Page: 2
The forces in the bars of flat statically indeterminate truss with double bars are investigated. To obtain an analytical solution for an arbitrary number of rods the induction method and system of computer mathematics Maple are used. There have been some features in the solution. The case of the loss of stability of one of the rods and supercritical state of truss are analyzed.
keywords: plane trusses, induction, buckling, Maple, deflection
УДК: 624.042; 539.3 DOI:
РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ (ЧАСТЬ 1)
К.П. ПЯТИКРЕСТОВСКИЙ, д.т.н. (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)
Страница: 6
Ключевые слова: деревянные конструкции, каркас, тонкие обшивки, расчет, местная потеря устойчивости
UDC: 624.042; 539.3 DOI:
DEVELOPMENT OF METHODS FOR THE CALCULATION OF WOODEN STRUCTURES UNDER COMPLEX STRESS STATE (PART 1)
K.P. PYATIKRESTOVSKY, Dr. Sci. (Eng.) (Kucherenko Central Research Institute of Building Structures)
Page: 6
keywords: wooden structures, thin skin, payment, local buckling
УДК: 69.04:69.036 DOI:
НОРМИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНОЙ ГИБКОСТИ ВЫСОКОМАЧТОВЫХ ОПОР ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ
Н.Н. СТОЛЯРОВ, к.т.н. (ОАО «ПИиНИИ ВТ «Ленаэропроект», г. Санкт-Петербург)
Страница: 13
В статье рассматривается проблема нормирования предельной гибкости стержней переменного сечения. Предложен вариант решения для проектирования авиационной инфраструктуры. Приведены примеры определения гибкости мачтовых опор через устойчивость.
Ключевые слова: металлические стойки, предельная гибкость, устойчивость консольных стержней
UDC: 69.04:69.036 DOI:
RATIONING ULTIMATE ELASTICITY OF HIGH PILLARS VARIABLE SECTION
N.N. STOLYAROV, Ph.D. (JSC "PI&NII VT "Lenaeroproekt", Saint Petersburg)
Page: 13
This article considers the problem of rationing ultimate flexibility rods with variable cross-section. A option solution for designing aviation infrastructure. Examples of definition of flexibility mast supports through sustainability.
keywords: metal racks, maximum flexibility, stability of a cantilever rod
УДК: 624.04, 539.3, 539.4 DOI:
АДАПТИВНЫЕ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНЫЕ МОДЕЛИ В ОСНОВЕ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ УНИКАЛЬНЫХ ЗДАНИЙ
А.М. БЕЛОСТОЦКИЙ (ЗАО «НИЦ СтаДиО», г. Москва), Д.К. КАЛИЧАВА, П.И. НОВИКОВ (ФГБОУ ВПО «МГСУ», г. Москва), К.И. ОСТРОВСКИЙ (ЗАО «НИЦ СтаДиО», г. Москва)
Страница: 17
В настоящее время проблема мониторинга несущих конструкций уникальных зданий на стадиях их строительства и эксплуатации приобретает особое значение, важность которой уже признали проектировщики, строители и специалисты надзорных организаций. Представляется, что лишь система инструментального мониторинга, построенная на основе анализа результатов конечноэлементного моделирования в сопоставлении с данными измерений, позволит выполнить адекватное и корректное планирование мероприятий по подготовке и реагированию на изменения ответственных конструкций, сделать выводы о фактическом состоянии и возможности дальнейшей безопасной эксплуатации здания.
Ключевые слова: метод конечных элементов, мониторинг несущих конструкций, уникальные здания, адаптивные конечноэлементные модели
UDC: 624.04, 539.3, 539.4 DOI:
ADAPTIVE FINITE ELEMENT MODELS AS A BASIS OF MONITORING SYSTEMS OF LOAD-BEARING STRUCTURES OF UNIQUE BUILDINGS
A.M. BELOSTOTSKY (JSC "Research Center StadiO", Moscow), D.K. KALICHAVA, P.I. NOVIKOV (Moscow State University of Civil Engineering, Moscow), K.I. OSTROVSKY (JSC "Research Center StadiO", Moscow)
Page: 17
Problem of monitoring of load-bearing structures of unique buildings during the construction and operation is of paramount importance at the present time. The importance of this problem has been already recognized by designers, builders and experts of supervising organizations. It seems that only a system of monitoring tool, based on the results of finite element analysis in comparison with corresponding measurement data, allows investigator to perform an adequate and proper planning of actions in order to prepare and respond to changes in critical structures, to draw conclusions about the actual state and the possibility of continuation of safe operation of the building.
keywords: finite element method, monitoring of load-bearing structures, unique buildings, adaptive finite element models
УДК: 624.04, 539.3, 539.4 DOI:
РАЗРАБОТКА И ВЕРИФИКАЦИЯ МЕТОДИКИ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НДС, ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ МНОГОЭТАЖНЫХ ПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ
А.М. БЕЛОСТОЦКИЙ, С.Б. ПЕНЬКОВОЙ, С.В. ЩЕРБИНА, Т.Б. КАЙТУКОВ, П.А. АКИМОВ (ФГБОУ ВПО «МГСУ», г. Москва)
Страница: 24
Статья посвящена разработке и верификации методов численного моделирования прочности и устойчивости многоэтажных панельных зданий. В рамках исследования 25-этажных одно- и двухсекционных секций новой серии домостроения I-1155SP рассматривались актуальные проблемы численного моделирования взаимодействия основных несущих элементов панельных зданий при различных комбинациях нагрузок (климатических, постоянных и временных), определения необходимого армирования и напряженно-деформированного состояния в соединительных элементах и контактных стыках.
Ключевые слова: метод конечных элементов, численное моделирование, компьютерное моделирование, прочность, устойчивость, многоэтажные панельные здания
UDC: 624.04, 539.3, 539.4 DOI:
DEVELOPMENT AND VERIFICATION OF NUMERICAL METHODS OF ANALYSIS OF STRUCTURAL STRENGTH AND STABILITY OF HIGH-RISE PANEL BUILDINGS
A.M. BELOSTOTSKY, S.B. PENKOVOY, S.V. SCHERBINA, T.B. KAITUKOV, P.A. AKIMOV (Moscow State University of Civil Engineering, Moscow)
Page: 24
The distinctive paper is devoted to development and verification of numerical methods of analysis of structural strength and stability of high-rise panel buildings. Actual problems of numerical simulation of the interaction of the main load-bearing elements members of building panels for various combinations of loads (climate, permanent and temporary loads), definition of the required reinforcement and stress-strain state in connecting members and the contact joints were under consideration within research of 25-storey single and semi-detached sections of the new house-building series of I-1155SP.
keywords: finite element method, numerical simulation, computer simulation, structural strength, stability, high-rise panel buildings
УДК: 004.41:621.643.06 DOI:
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО АППАРАТА И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА ФАСОННЫХ ДЕТАЛЕЙ ТРУБОПРОВОДОВ
С.Ю. ТРУТАЕВ, В.В. ТРУТАЕВА (ОАО «ИркутскНИИхиммаш»)
Страница: 31
В статье приведен краткий обзор программного комплекса COMPASS. Представлены основные теоретические положения, необходимые для реализации в этой программе конечного элемента в виде криволинейного стержня. Приведен пример расчета и анализ результатов.
Ключевые слова: программное обеспечение, напряженно-деформированное состояние конструкций, фасонные детали трубопроводов
UDC: 004.41:621.643.06 DOI:
DEVELOPMENT OF THE MATHEMATICAL TOOL AND SOFTWARE FOR CALCULATING PIPING FITTINGS
S.Yu. TRUTAEV, V.V. TRUTAEVA (JSC "IrkutskNIIkhimmash")
Page: 31
This article provides a brief overview of the software system COMPASS. The paper presents the basic theoretical principles necessary for implementation in this program the finite element, in the form of a curved rod. An example of calculation and analysis of results is given.
keywords: software, the stress-strain state of structures, pipeline fittings
УДК: 624.04+624.07 DOI:
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ К НЕЛИНЕЙНОМУ РАСЧЕТУ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ
А.В. ЕРМАКОВА, к.т.н. (ЮУрГУ, г. Челябинск)
Страница: 35
В статье рассматриваются некоторые проблемы, связанные с описанием предельных состояний плоского стержневого конечного элемента и специального стержневого элемента для нелинейного расчета железобетонных конструкций с помощью разработанного МДКЭ. Эти проблемы связаны с необходимостью учета армирования и изменения физически нелинейных свойств этих конечных элементов при использовании данного метода.
Ключевые слова: железобетонные конструкции, метод дополнительных конечных элементов, предельное состояние, арматура
UDC: 624.04+624.07 DOI:
SINGULARITES OF USE OF ADDITIONAL FINITE ELEMENT METHOD IN NONLINEAR ANALYSIS OF BAR SYSTEMS AT LIMIT STATES
A.V. ERMAKOVA, Ph.D. (South Ural State University, Chelyabnik)
Page: 35
This paper considers some problems connected with description of limit states of the plane bar FE and special bar one for nonlinear analysis of reinforced concrete structures by means of developed AFEM. These problems are connecting with necessary of taking account of reinforcement and changing physical nonlinear properties of these FEs when this method is used.
keywords: reinforced concrete structures, additional finite element method, limit state, reinforcement
УДК: 7.04:535.4.011.22.23 DOI:
ИЗГИБ ЗА ПРЕДЕЛОМ УПРУГОСТИ ДВУПОЛЬНОЙ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ГИБКОЙ ПЛАСТИНЫ С СИММЕТРИЧНОЙ НАЧАЛЬНОЙ ПОГИБЬЮ, ПОДКРЕПЛЕННОЙ ЦЕНТРАЛЬНЫМ РЕБРОМ ЖЕСТКОСТИ
М.О. МОИСЕЕНКО, к.т.н., О.Н. ПОПОВ, к.т.н., Т.А. ТРЕПУТНЕВА, инж. (ТГАСУ, г. Томск)
Страница: 40
В работе приведен анализ исследования напряженно-деформированного состояния за пределом упругости гибкой двупольной пластины при изменении симметричной начальной погиби центрального ребра жесткости. Рассматривается прямоугольная в плане пластина, шарнирно опертая по внешнему контуру. По продольной оси симметрии пластина подкреплена ребром, поставленным с эксцентриситетом относительно срединной поверхности. На пластину действует равномерно распределенная поперечная нагрузка. Учитываются пластические деформации, перемещения, соизмеримые с толщиной пластины.
Ключевые слова: пластина, ребро жесткости, нелинейность, начальная погибь, пластические деформации
UDC: 7.04:535.4.011.22.23 DOI:
BEND BEHIND A LIMIT OF ELASTICITY TWO FIELDS OF A RECTANGULAR FLEXIBLE PLATE, WITH SYMMETRIC INITIAL A DEFLECTION OF THE RIGIDITY, SUPPORTED WITH THE CENTRAL EDGE
M.O. MOISEENKO, Ph.D., O.N. POPOV, Ph.D., T.A. TREPUTNEVA, Eng. (Tomsk State University of Architecture and Construction, Tomsk)
Page: 40
The analysis of research is provided in work intense the deformed state beyond a limit of elasticity of a flexible, dvukhpolny plate at change symmetric initial deflection the central edge of rigidity. The rectangular plate in the plan, hinged opiraniye on an external contour is considered. On a longitudinal axis of symmetry the plate is supported with the edge delivered with eccentricity to rather median surface. The plate is affected by evenly distributed cross loading. Plastic deformations, movements, comparable plates with thickness are considered.
keywords: a plate, edge of rigidity, nonlinearity, initial deflection, plastic deformations
УДК: 624.042.7 DOI:
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ СЕЙСМОИЗОЛЯЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В ВИДЕ РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ И МАЯТНИКОВЫХ СКОЛЬЗЯЩИХ ОПОР
О.В. МКРТЫЧЕВ, д.т.н., проф., Л.М. АРУТЮНЯН, инж. (МГСУ, г. Москва)
Страница: 45
Рассматриваются резинометаллические и маятниковые скользящие опоры, получившие наиболее широкое распространение при сейсмозащите зданий и сооружений, приводятся основные достоинства и недостатки данных опор.
Ключевые слова: резинометаллическая опора, маятниковая скользящая опора
UDC: 624.042.7 DOI:
COMPARATIVE ANALYSIS OF SEISMIC ISOLATION METHODS OF BUILDINGS AND STRUCTURES IN THE FORM OF LEAD-RUBBER AND FRICTION PENDULUM BEARINGS
O.V. MKRTYCHEV, Dr. Sci. (Eng.), Prof., L.M. ARUTYUNYAN, Eng. (Moscow State University of Civil Engineering, Moscow)
Page: 45
Lead-rubber and friction pendulum bearings are considered, which are the most widespread in the seismic protection of buildings and structures, the main advantages and disadvantages are adduced here.
keywords: lead-rubber bearing, friction pendulum bearing
УДК: 539.3 DOI:
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРЕМЫ ВЗАИМНОСТИ В ЧАСТОТНОМ ДИАПАЗОНЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ЖЕСТКИЙ ФУНДАМЕНТ В СЛОЖНЫХ ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЯХ. ЧАСТЬ 1. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЫКЛАДКИ
А.Г. ТЯПИН, д.т.н. (ОАО «Атомэнергопроект», г. Москва)
Страница: 48
Аналитически выводится формула для нагрузки на жесткий фундамент, неподвижно удерживаемый в основании при распространении в нем сейсмической волны. Это обобщение ранее полученного результата на случай «сложных грунтовых условий», когда вокруг жесткого фундамента имеется область податливого «измененного грунта». Единственное ограничение – линейность свойств исходного основания и измененного грунта.
Ключевые слова: сейсмическая нагрузка, взаимодействие сооружений с основанием, теорема взаимности
UDC: 539.3 DOI:
IMPLEMENTATION OF THE RECIPROCITY THEOREM IN THE FREQUENCY DOMAIN AS A TOOL TO DERIVE SEISMIC LOAD IMPACTING RIGID BASEMENT IN COMPLEX SOIL ENVIRONMENT. PART I: ANALYTICAL SOLUTION
A.G. TYAPIN, Dr. Sci. (Eng.) (JSC "Atomenergoproekt", Moscow)
Page: 48
Formula for seismic load impacting rigid basement fixed in the soil foundation during seismic wave propagation is analytically developed. This is the extension of the previously developed analytical result for the "complex soil environment", when there is a certain volume of the "modified soil" around the basement. The only limitation is the linearity of the initial foundation and modified soil.
keywords: seismic load, soil-structure interaction, reciprocity theorem
УДК: 624.08 DOI:
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЙСМОИЗОЛЯТОРОВ МАЯТНИКОВОГО ТИПА
В.Л. ХАРЛАНОВ, д.т.н., И.В. ДЕНИСОВ, инж. (ВолгГАСУ, г. Волгоград)
Страница: 56
Исследуется сейсмическая реакция здания жесткой конструктивной схемы с сейсмоизоляторами маятникового типа. Основными характеристиками таких изоляторов являются длина подвеса и коэффициент демпфирования. Рассмотрены изоляторы с разной длиной подвеса и разным коэффициентом демпфирования. Эффективность маятниковых изоляторов связана, в основном, с уменьшением частоты собственных колебаний системы здание-изолятор. Разработана математическая модель системы, основанная на нелинейном уравнении математического маятника. Применение сейсмоизоляторов маятникового типа позволяет теоретически снизить сейсмическую нагрузку на изолированное здание от горизонтального сейсмического воздействия.
Ключевые слова: сейсмическое воздействие, сейсмоизоляция, математический маятник, уравнение движения, прямые методы интегрирования
UDC: 624.08 DOI:
STUDY OF THE EFFECTIVENESS OF SEISMOISOLATION PENDULUM
V.L. KHARLANOV, Dr. Sci. (Eng.), I.V. DENISOV, Eng. (Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering, Volgograd)
Page: 56
We investigate the seismic response of the building hard constructive scheme with seismoisolation pendulum. The main characteristics of such insulators are the length of the suspension and damping factor. Considered insulators with different length of suspension and various damping coefficient. The effectiveness of pendulum-type insulators is connected, mainly, with decreasing frequency of oscillations in the system building-detention facility. The mathematical model of the system based on the nonlinear equation of a mathematical pendulum. The use of seismoisolation pendulum theoretically allows to reduce seismic load on isolated building from the horizontal seismic impact.
keywords: Seismic impact, seismic isolation, pendulum, the equation of motion, direct methods of integration
УДК: 539.3: 534.1 DOI:
ОБ ЭФФЕКТЕ РАСЩЕПЛЕНИЯ ИЗГИБНОГО ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА ТОНКИХ КРУГОВЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК, НЕСУЩИХ ПРИСОЕДИНЕННУЮ МАССУ
С.В. СЕРЁГИН, инж. (ФГБОУ ВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»)
Страница: 59
Методом конечных элементов изучается возможность устранения расщепления изгибного частотного спектра оболочки, несущей присоединенную массу. Показано, что эффектом расщепления можно управлять, уменьшая или увеличивая его, путем изменения величины и площади контакта присоединенной массы к оболочке. Обнаружено, что увеличение площади контакта присоединенной массы ведет к снижению большей из расщепленных собственных частот, при этом снижение может быть весьма значительным.
Ключевые слова: собственные частоты и формы колебаний, свободные колебания замкнутой круговой цилиндрической оболочки, присоединенная масса, площадь контакта, расщепление изгибного частотного спектра
UDC: 539.3: 534.1 DOI:
REGARDING THE SPLITTING OF THE FREQUENCY SPECTRUM OF THE BENDING OF THIN CIRCULAR CYLINDRICAL SHELLS CARRYING THE ASSOCIATED MASS
S.V. SEREGIN, Eng. (Komsomolsk-na-Amure State Technical University)
Page: 59
keywords: natural frequencies and mode shapes, free vibrations of a closed circular cylindrical shell, the added mass, the contact area, the splitting of the bending of the frequency spectrum
УДК: — DOI:
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ЛЕГКИХ СТАЛЬНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ПРОФИЛЕЙ НА ТЕПЛОСОПРОТИВЛЕНИЕ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
Г.Г. КАШЕВАРОВА, д.т.н., проф., А.И. БУРКОВ, к.т.н., П.А. КОСЫХ, инж. (Пермский национальный исследовательский политехнический университет)
Страница: 62
Проведено сравнение теплозащитных свойств ограждающих конструкций с применением легких стальных тонкостенных профилей по результатам компьютерного моделирования, инженерной методики и натурного эксперимента. Выбрано два параметра для исследования – коэффициент однородности и разница температур на внутренней поверхности конструкции. Проанализировано влияние различных «входных» параметров (толщина профиля, теплопроводность утеплителя и т. д.) на исследуемые теплозащитные характеристики. Установлен асимптотический характер зависимости между теплосопротивлением неоднородной ограждающей конструкцией и теплопроводностью утеплителя.
Ключевые слова: ЛСТК, компьютерное моделирование, ANSYS, теплозащитные свойства
UDC: — DOI:
ANALYSIS OF INFLUENCE LIGHT STEEL THIN-WALLED PROFILES FENCING STRUCTURES FOR THERMAL RESISTANCE
G.G. KASHEVAROVA, Dr. Sci. (Eng.), Prof., A.I. BURKOV, Ph.D., P.A. KOSYKH, Eng. (Perm National Research Polytechnic University)
Page: 62
keywords: LSTC, computer simulation, ANSYS, heat-shielding properties
УДК: 624.058.3 DOI:
ДИНАМИЧЕСКИЕ ЛЕДОВЫЕ НАГРУЗКИ И КОЛЕБАНИЯ МОРСКИХ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВЫХ СООРУЖЕНИЙ
И.И. ВЕДЯКОВ, д.т.н., проф. (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко), В.К. ВОСТРОВ, д.т.н. (ЦНИИПСК им. Мельникова), В.В. ТРЕТЬЯКОВ, инж. (ВНИИА им. Н.Л. Духова)
Страница: 69
Проводится динамический анализ взаимодействия ледовых полей с морскими и шельфовыми нефтегазопромысловыми сооружениями, основой которого являются условия возникновения и развития автоколебаний с использованием нелинейных одномерных математических моделей колебаний сооружений. Определяются динамические ледовые нагрузки на сооружения и анализируются условия установления автоколебаний наряду с определением их параметров. Разработаны рекомендации по совершенствованию международного стандарта ISO 19906 и идентичного ему проекта национального стандарта ГОСТ Р ИСО 19906:2014.
Ключевые слова: колебания, автоколебания, устойчивость, ледовые нагрузки, ледостойкие сооружения
UDC: 624.058.3 DOI:
DYNAMIC ICE LOADS AND FLUCTUATIONS OF OFFSHORE OIL AND GAS STRUCTURES
I.I. VEDYAKOV, Dr. Sci. (Eng.), Prof. (Kucherenko Central Research Institute of Building Structures), V.K. VOSTROV, Dr. Sci. (Eng.) (Melnikov Central Research Institute of Steel Structures), V.V. TRETYAKOV, Eng. (Dukhov All-Russian Research Institute of Automatics)
Page: 69
keywords: vibrations, oscillations, stability, ice loads, ice-resistant structures