Численный анализ напряженно-деформированного состояния пространственной стержневой конструкции с учетом податливости узловых соединений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Объектом исследования являлась составная пространственная стержневая конструкция цилиндрической формы с покрытием в форме усеченного конуса. Цилиндрическая часть данной конструкции представляла собой регулярно упорядоченную стержневую решетку, образованную из плоских правильных шестиугольников. Для соединения стержней шестиугольников использовались блоки, включающие линейные и поворотные пружины. Коническое покрытие представляло собой обычную рамно-ферменную конструкцию. Цель исследования - численный анализ напряженно-деформированного состояния пространственной стержневой конструкции при динамическом воздействии с учетом податливости узловых связей. В качестве математического аппарата использован метод конечных элементов в форме метода перемещений. Вычислительные эксперименты позволили спроектировать конструкцию блока узлового соединения стержней решетки. С помощью натурной модели, включавшей три секции решетки, выполнено исследование кинематических параметров спроектированного блока узлового соединения стержней.

Полный текст

1. Введение В настоящее время трудно представить проектирование большепролетных покрытий спортивных и культурно-массовых сооружений без применения пространственных стержневых конструкций (ПСК). К основным преимуществам конструкций данного типа относятся следующие положительные качества [1-7]: 1) механизм распределения внешней нагрузки, обуславливающий работу стержней исключительно на растяжение/сжатие. Это позволяет снизить массу конструкции за счет использования стержней трубчатого поперечного сечения, в том числе из алюминиевого сплава; Рис. 1. 3D-блоки узловых соединений ПСК И с т о ч н и к: выполнено F. Aishc и др. [15]. Figure 1. 3D blocks of UCS nodal junctions S o u r c e: performed by F. Aishc et al. [15]. Рис. 2. Твердотельная модель узла типа МАРХИ И с т о ч н и к: выполнено В.Ю. Алпатовым [17]. Figure 2. Solid-state model of a MIACE type node S o u r c e: performed by V.Yu. Alpatov et al. [17]. 2) универсальность комплектующих деталей, что делает процесс их изготовления высокотехнологичным, обеспечивает простоту хранения и транспортировки заготовок; 3) жесткостные характеристики узловых соединений стержней, обеспечивающие при монтаже и эксплуатации эффект самонесущей конструкции. Как отмечается в [8], решение проблемы конструктивной безопасности зданий и сооружений в связи с появлением новых видов и ростом интенсивности техногенных, природных и других проектных и так называемых запроектных воздействий требует расширения спектра методов защиты зданий и сооружений от этих воздействий. В этой связи ПСК, предназначенные для эксплуатации в районах с повышенной сейсмической активностью, выполняют с применением болтовых соединений несущих элементов. Исследования [9; 10] показали, что податливость болтовых соединений позволяет стержневой конструкции при знакопеременном квазистатическом воздействии воспринимать остаточные смещения без ущерба общей несущей способности. Наиболее полный обзор и критический анализ конструкторских разработок, выполненных отечественными и зарубежными авторами в направлении сопряжения стержней ПСК, приведен в [11-14]. Узловые блоки для ПСК, как правило, изготавливают с применением довольно материалоемких способов, что увеличивает общий вес конструкции. Развитие технологий аддитивного производства привело к росту интереса к 3D-печати, позволяющей обеспечить снижение материалоемкости и повысить точность изготовления блоков узловых соединений ПСК. В [15] предложена методика 3D-моделирования узла ПСК в виде полой оболочечной сетки. При этом толщины стенок блока узлового соединения уточняются путем численного прочностного анализа. Полученные в [15] блоки узловых соединений ПСК футуристической формы, ориентированные исключительно на применение 3D-печати, показаны на рис. 1. В [16; 17] выполнено конечно-элементное моделирование распределения внутренних напряжений в узловом соединении типа МАРХИ [10], позволившее на 10 % снизить материалоемкость изделия. Для численного моделирования использовались объемные конечные элементы (КЭ) (рис. 2). О важности выбора и обоснования расчетной схемы узлового соединения пространственной стержневой системы при анализе сценария отказа металлоконструкции говорится в [18]. На рис. 3. приведена схема разбивки соединения стержневых элементов структурного покрытия на объемные КЭ. Рис. 3. Конечно-элементная модель узлового соединения стержней И с т о ч н и к: выполнено В.Ф. Мущанов и др. [18]. Figure 3. Finite element model of the nodal connection of rods S o u r c e: performed by V.F. Muschanov et al. [18]. Особое место в практике применения пространственных стержневых конструкций занимают так называемые строительные леса (Layher Allround), базирующиеся на трех вариантах закрепления ригелей на стойках: шарнирное; упругоподатливое; жесткое [19]. Методология конструктивно-технологического формообразования сферических оболочек на основе радиально-кольцевой сети разработана в [20; 21]. Авторами исследован и реализован метод формирования регулярных топологических групп в виде треугольных сетей на сфере. Аналогичные исследования выполнены в [22], где авторами выполнена разработка математического и программного обеспечения для создания геометрических моделей ПСК с регулярной структурой. Следует отметить, что одним из перспективных направлений развития вычислительных методов строительной механики является разработка методики численного моделирования поведения ПСК с учетом податливости узловых соединений. Данный подход базируется на комбинированной конечно-элементной модели, образованной стержневыми и пружинными КЭ [23; 24]. Результаты конечно-элементного моделирования ПСК в форме двухконтурного геодезического купола с учетом податливости узловых соединений при сейсмическом воздействии приведены в [25]. В качестве объекта настоящего исследования рассмотрена ПСК цилиндрической формы с покрытием в виде усеченного конуса. Цель исследования - разработка методики численного моделирования динамического отклика ПСК с учетом податливости узловых соединений стержневых КЭ. В задачи исследования входило построение балочно-пружинной механической модели ПСК цилиндрической формы; написание и отладка макроса на языке APDL программного комплекса ANSYS Mechanical[13] для анализа переходного процесса; разработка и изготовление с помощью 3D-печати блока узловых соединений стрежней; макетирование гексагональных стержневых секций. 2. Метод исследования Рис. 4. Стержневая модель И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. Figure 4. The core model S o u r c e: performed by N.A. Korchagin. В качестве примера рассмотрена конечно-элементная модель конструкции цилиндрической формы с покрытием в виде усеченного конуса (рис. 4). Цилиндрическая часть данной конструкции представляла собой регулярно упорядоченную стержневую (решетчатую) структуру, образованную из плоских правильных шестиугольников и блоков узловых соединений стержней решетки (БУССР). На рис. 5 показана схема БУССР, состоящая из треугольной площадки s, в углах которой расположено по два узла. Причем узел принадлежит пластине s, а узел стержню шестиугольника. В основании цилиндрической решетки введены стержневые элементы, на свободные узлы которых наложены связи, запрещающие линейные перемещения вдоль глобальных осей X, Y, Z (рис. 4). Совместное перемещение узлов и обеспечивалось с помощью комбинированных КЭ пружинного типа. Жесткости данных элементов имели следующие значения: линейные пружины = = = 10 9 Н/м; поворотные пружины = = = 10 5 Н·м/рад. Значения жесткостей линейных пружин назначались такого же порядка, как и у величины модуля упругости материала БУССР. Значения жесткостей поворотных пружин варьировались в диапазоне 103 … 105 Н·м/рад. Было установлено, что при значениях , , менее 103 Н·м/рад модель решетчатой конструкции становится геометрически изменяемой. Величины , , , равные 105 Н·м/рад, априори соответствуют фиксации Т-образного наконечника стержня в БУССР до момента исчезновения способности его относительно свободного поворота в цилиндрической опоре. Рис. 5. Схема блока узловых соединенийстержней решетки И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. Figure 5. Diagram of the block of nodal connections of the grid rods Source: performed by N.A. Korchagin. Стержни цилиндрической решетки моделировались пространственными балочными КЭ с шестью степенями свободы в узле. Механические константы материала стержней (алюминиевый сплав): модуль упругости = 6,8·10 10 Н/м2; коэффициент Пуассона = 0,32; плотность = 2885 кг/м3. Стержни решетки имели трубчатое поперечное сечение с наружным диаметром 18 мм и толщиной стенки 1,5 мм. Длина стержней l = 285 мм. Покрытие цилиндрической решетки (см. рис. 4) моделировалось регулярной пространственной стержневой сеткой без БУССР. Материал и форма сечения КЭ покрытия принимались такими же, как и для стержней цилиндрической решетки. Площадки s БУССР (рис. 5) моделировались стержневыми КЭ квадратного поперечного сечения 2020 мм. Материал стержней блока пластик (полиэфирэфиркетон (PEEK)). Упругие константы материала стержней БУССР: = 2,2·10 9 Н/м2; = 0,37; = 1250 кг/м 3. Механические константы стержневых КЭ, введенных в основании цилиндрической решетки для моделирования статических граничных условий: = 2,1·10 11 Н/м2; = 0,28. Собственный вес стержней основания не учитывался. Эскиз нижней пластины БУССР показан на рис. 6. В комплект узла БУССР входило две одинаковые пластины, три Т-образных наконечника с цилиндрическими головками и три болтовых крепления. Фотографии макета БУССР, выполненного с помощью 3D-печати, показаны на рис. 7, a, б. Фотографии макета секций гексагональной стержневой решетки с БУССР в исходном и трансформированном состояниях представлены на рис. 8. Как видно, разработанная конструкция БУССР обладает кинематическими степенями свободы, позволяющими создавать стержневые композиции с сопряжениями секций под прямыми углами, а также трансформировать отдельную секцию на такой же угол. Детализация форм возможной трансформации стержневых секций гексагональной формы показана на рис. 9. Физическое макетирование показало, что в предельном случае секции можно плотно упоковать, сложив в стопку (рис. 9, б). а б Рис. 6. Эскиз и 3D-модель нижней пластины БУССР И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. Figure 6. Sketch and 3D model of the bottom plate of the BNCGR S o u r c e: performed by N.A. Korchagin. Рис. 7. БУССР выпоненный с помощью 3D печати: а - детали узла; б - соединительный узел И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой и Э.Р. Исхаковой. Figure 7. BNCGR made using 3D printing: а - node details; б - connecting node S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova and E.R. Iskhakova. а б в а б Рис. 8. Фотографии стержневых секций в исходном и трансформированном состояниях: а - исходное положение двух секций; б - трансформация двух секций 900; в - трансформация трех секций 900 И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой и Э.Р. Исхаковой. Figure 8. Photographs of the core sections in their original and transformed states: а - starting position of the two sections; б - transformation of two sections 900; в - transformation of three sections 900 S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova and E.R. Iskhakova. Рис. 9. Фотографии форм возможной трансформации стержневых секций: а - трансформация 900; б - трансформация 1800 И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой и Э.Р. Исхаковой. Figure 9. Photographs of forms of possible transformation of the core sections: а - transformation 900; б - transformation 1800 S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova and E.R. Iskhakova. Таким образом, предлагаемая конструкция БУССР позволяет осуществлять сборку самонесущих регулярных гексагональных стержневых решеток с любыми углами сопряжения секций. 3. Результаты и обсуждение Результаты модального анализа для конечно-элементной модели с БУССР и аналогичной модели без податливых связей для первых четырех собственных пар представлены на рис. 10, а, б. Здесь в скобках приведены значения собственных частот для модели без БУССР. Как и следовало ожидать, в силу симметрии геометрии рассматриваемая решетчатая конструкция имеет парные собственные частоты. На рис. 11 приведены картины распределения перемещений и продольных сил N в стержнях цилиндрической решетки для модели с БУССР, полученные в результате статического расчета от действия только собственного веса. Максимальные по модулю значения прогибов покрытия для моделей с БУССР и без БУССР составили 1,62 и 1,56 мм соответственно. Значения для обеих моделей одинаковые. Анализ динамического отклика рассматриваемой конечно-элементной модели на динамическое воздействие выполнен с помощью синтезированной сейсмограммы, описываемой формулой , (1) где t - время в секундах; параметры: = 5 с-1; = 0,01553 м/с; = 0,7143 с-1. График функции приведен на рис. 12. Как видно из графика (рис. 12) максимальное смещение для принятого закона вынужденных колебаний при t = 1,6 с составляет 8 мм. = 4,2851 Гц (4,3494 Гц) а = 7,6536 Гц (7,7346 Гц) б Рис. 10. Результаты модального анализа: а - первая форма; б - вторая форма И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой. Figure 10. The results of the modal analysis: а - the first form; б - the second form S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova. , Н Рис. 11. Визуализация распределения и N в модели с БУССР (статика) И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой и Э.Р. Исхаковой. Figure 11. Visualization of the distribution and N in the BNCGR model (static) S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova and E.R. Iskhakova. Рис. 12. График синтезированной сейсмограммы И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. Figure 12. Graph of the synthesized seismogram S o u r c e: performed by N.A. Korchagin. Расчетная схема для динамического анализа приведена на рис. 13. В данном случае нестационарное кинематическое воздействие , , , задаваемое формулой (1), прикладывалось к узлам стержневых КЭ, соединенных с основанием цилиндрической решетки. Для построения графиков колебаний использовались значения перемещений в точках b 1 и b 2, расположенных на верхней плоскости конического покрытия (рис. 14). Для прямого интегрирования уравнения движения применялась неявная схема метода Ньюмарка. Коэффициенты демпфирования матриц масс и жесткости принимались соответственно равными 0,1 и 0,01. Шаг по временной координате принимался равным 0,01 с. Результаты динамического расчета в виде графиков колебаний и , для решетчатой конструкции с учетом податливости узловых соединений стержней приведены на рис. 15 и 16. Амплитудные значения перемещений в направлении оси Z в момент времени t = 0,99 с в точках b 1 и b 2 составили: -0,01149 м; -0,006092 м (рис. 15). Соответствующие амплитудные значения перемещений = = -0,02382 м (рис. 16). Установлено, что графики , , для моделей с БУССР и без БУССР совпадают. Рис. 13. Схема возбуждения колебаний И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. Figure 13. Oscillation excitation scheme S o u r c e: performed by N.A. Korchagin. Рис. 14. Расположение точек b 1 и b 2 И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. Figure 14. Location of points b 1 and b 2 S o u r c e: performed by N.A. Korchagin. - b1; - b2 Рис. 15. Графики колебаний в точках b 1 и b 2 И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. Figure 15. Graphs of fluctuations in points b 1 and b 2 S o u r c e: performed by N.A. Korchagin. Рис. 16. Графики , И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. Figure 16. Graphs , S o u r c e: performed by N.A. Korchagin. Графики колебаний и , для решетчатой конструкции с учетом податливости узловых соединений при значениях = = = 10 3 Н·м/рад представлены на рис. 17 и 18. В данном случае амплитудные значения перемещений в направлении оси Z в момент времени t = 0,99 с в точках b 1 и b 2 составили: -0,01628 м; -0,007902 м (рис. 17). Соответствующие амплитудные значения перемещений = = -0,05586 м (рис. 18). - b1; - b2 Рис. 17. Графики колебаний в точках b 1 и b 2 И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. Figure 17. Graphs of fluctuations in points b 1 and b 2 S o u r c e: performed by N.A. Korchagin. Рис. 18. Графики , И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. Figure 18. Graphs , S o u r c e: performed by N.A. Korchagin. Сравнивая амплитудные значения перемещений на рис. 15 и 17, приходим к выводу, что уменьшение жесткости поворотных пружин на два порядка приводит к увеличению перемещения в точке b 1 в 1,4 раза и в 1,3 раза в точке b 2. Соответствующие величины и возрастают в 2,3 раза. Покадровая визуализация результирующего (суммарного) перемещения для моделей решетки со значениями , , , равными 105и 103 Н·м/рад, в моменты времени 0,98 c и 1,6 с показана на рис. 19, 20 и рис. 21, 22 соответственно. , м Рис. 19. Картина распределения при = = = 10 5 Н·м/рад и = 0,98 с И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой, Э.Р. Исхаковой. Figure 19. Distribution pattern at = = = 10 5 N·m/rad and t = 0.98 s S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova, E.R. Iskhakova. , м Рис. 20. Картина распределения при = = = 10 3 Н·м/рад и = 0,98 с И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой, Э.Р. Исхаковой. Figure 20. Distribution pattern at = = = 10 3 N·m/rad and t = 0.98 s S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova, E.R. Iskhakova. , м Рис. 21. Картина распределения при = = = 10 5 Н·м/рад и = 1,6 с И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой, Э.Р. Исхаковой. Figure 21. Distribution pattern at = = = 10 5 N·m/rad and t = 1.6 s S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova, E.R. Iskhakova. , м Рис. 22. Картина распределения при = = = 10 3 Н·м/рад и = 1,6 с Источник: выполнено Н.Г. Царитовой и Э.Р. Исхаковой. Figure 22. Distribution pattern at = = = 10 3 N·m/rad and t = 1.6 s S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova, E.R. Iskhakova. Из приведенных данных видно, что деформирование рассматриваемой решетчатой конструкции носит объемный характер. Наибольшие смещения в колебательном процессе наблюдаются в секциях, расположенных в первом ряду от основания цилиндрической решетки. Эпюры продольных сил N в стержнях первой секции для вариантов расчетов с наличием БУССР и без БУССР для момента времени = 0,98 с приведены на рис. 23-25. Наибольшие по модулю значения продольных сил равны: = 1385 Н при = = = 10 5 Н·м/рад; = 1526 Н без БУССР; = 656,8 Н при = = = 10 3 Н·м/рад. N, Н N, Н Рис. 23. Эпюра N при = = = 10 5 Н·м/рад И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой и Э.Р. Исхаковой. Figure 23. Plot N at = = = 10 5 N·m/rad S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova, E.R. Iskhakova. Рис. 24. Эпюра N без БУССР И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой и Э.Р. Исхаковой. Figure 24. Plot N without BNCGR S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova, E.R. Iskhakova. N, Н Как следует из рис. 23 и 25, при уменьшении значений , , на два порядка максимальные сжимающие усилия в стержнях цилиндрической решетки снижаются в 2,4 раза. На основании полученных данных для решетки с БУССР была построена схема наиболее нагруженного узлового соединения (рис. 26), в котором на два стержня действуют сжимающее и растягивающие усилия (рис. 23). При этом считалось, что третий стержень данного узлового соединения не нагружен. Рис. 25. Эпюра N при = = = 10 3 Н·м/рад И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой и Э.Р. Исхаковой. Figure 25. Plot N at = = = 10 3 N·m/rad S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova, E.R. Iskhakova. Рис. 26. Схема наиболее нагруженного узлового соединения И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. Figure 26. Diagram of the most loaded nodal connection S o u r c e: performed by N.A. Korchagin. Рис. 27. Схема нагружения 3D-модели БУССР И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. Figure 27. Loading scheme of the 3D BNCGR model S o u r c e: performed by N.A. Korchagin. Отметим, что при заданном динамическом воздействии максимальное по модулю значение продольного усилия в 36 раз превышает аналогичное значение, полученное при статическом расчете стержневой решетки (рис. 11). На рис. 27 показана 3D-модель нижней пластины БУССР с указанием направления и значениями прикладываемых сосредоточенных сил. Конечно-элементная модель БУССР представлена на рис. 28. Для построения моделей пластин и болтовых соединений блока были применены восьмиузловые объемные КЭ. Для моделироания контактного взаимодействия между пластинами блока использовались комбинированные КЭ. Материал болтовых соединений - сталь. На узлы нижней пластины (z = 0) с координатами: y = 0, x = 0,004 м - накладывались связи, запрещающие смещения в направлении глобальных осей Y, Z, а на узлы x = 0, y = 0,004 м - связи, запрещающие смещения в направлении глобальных осей X, Z. Схема нагружения БУССР статически эквивалентным давлением р показана на рис. 29. Результаты моделирования напряженного состояния пластины БУССР в виде картины распределения поля интенсивности напряжений приведены на рис. 30. Установлено, что зоны концентрации напряжений сосредоточены в крайних узлах областей приложения давления. Механическая прочность полиэфирэфиркетона на растяжение 89 МПа, на сжатие 200 МПа. Как видно из рис. 30, при заданном динамическом воздействии возникающее в пластинах БУССР максимальное значение не превышает предела прочности полиэфирэфиркетона на растяжение. Рис. 28. Конечно-элементная модель БУССР / Figure 28. The finite element model of the BNCGR И с т о ч н и к: выполнено Н.А. Корчагиным. / S o u r c e: performed by N.A. Korchagin. p, Н/м2 , Н/м2 Рис. 29. Визуализация р и граничных условий И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой и Э.Р. Исхаковой. Figure 29. Visualization of p and boundary conditions S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova and E.R. Iskhakova. Рис. 30. Визуализация картины распределения поля в пластине БУССР И с т о ч н и к: выполнено Н.Г. Царитовой и Э.Р. Исхаковой. Figure 30. Vaccination of the field distribution pattern in the BNCGR plate S o u r c e: performed by N.G. Tsaritova and E.R. Iskhakova. Анализ контактного взаимодействия пластин БУССР выполнен на базе данных о распределении компонент относительных смещений , , в плоскости разъема. При экстремальном нагружении получены следующие величины: = 0,22 мм; = 0,16 мм; = 0,14 мм. Из приведенных данных следует, что при динамическом нагружении на границе разъема БУССР возникают знакопеременные смещения, обуславливающие раскрытие стыка пластин. Поэтому для обеспечения надежности соединений пластин БУССР необходимо обеспечить затяжку болтовых соединений в сочетании с установкой демпфирующих шайб. 4. Заключение 1. Выполнен конечно-элементный анализ динамического поведения стержневой конструкции цилиндрической формы, представляющей собой регулярно упорядоченную решетчатую структуру, образованную из плоских правильных шестиугольников и упруго податливых блоков узловых соединений. Установлено, что амплитудные значения суммарных перемещений конструкции при заданном законе нестационарного кинематического воздействия в зависимости от поворотных жесткостей блока узловых соединений стержней лежат в диапазоне 6,6…9,7 см. 2. На основании данных динамического расчета установлено, что при уменьшении поворотных жесткостей блоков узловых соединений стержней на два порядка амплитудные значения сжимающих усилий в стержнях цилиндрической решетки снижаются в 2,4 раза. 3. Разработана и изготовлена с помощью 3D-печати физическая модель блока узловых соединений стержней решетчатой конструкции. Приведены фотоматериалы, демонстрирующие способность трансформации сопряженных гексагональных стержневых секций. 4. Представлены результаты численного моделирования блока узловых соединений стержней с учетом контактного взаимодействия на стыке пластин. Показано, что при динамическом воздействии на границе разъема возникают знакопеременные смещения, влияющие на раскрытие стыка пластин. 5. Предлагаемая структурная концепция сборно-разборных узловых соединений стержней решетки с гексагональной формой секций позволяет выполнить ремонтно-восстановительные работы даже в случае больших необратимых искажений формы конструкции. 6. Перспективы дальнейших исследований будут направлены на тарировку поворотных жесткостей блока узловых соединений стержней.
×

Об авторах

Пётр Павлович Гайджуров

Донской государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: gpp-161@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3913-9694
SPIN-код: 6812-9718

советник РААСН, доктор технических наук, профессор кафедры строительной механики и теории сооружений

Российская Федерация, 344010, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1

Надежда Геннадьевна Царитова

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова

Email: ncaritova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0923-5848
SPIN-код: 7374-9225

кандидат технических наук, доцент кафедры градостроительства, проектирования зданий и сооружений

346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, д. 132

Эльвира Рашидовна Исхакова

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова

Email: elvira.ishakova@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0006-3654-6728
SPIN-код: 3641-8092

кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры градостроительства, проектирования зданий и сооружений

346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, д. 132

Никита Аркадьевич Корчагин

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова

Email: nik.korchagin@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-0426-5748

аспирант кафедры градостроительства, проектирования зданий и сооружений

346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, д. 132

Список литературы

  1. Гасий Г.М. Особенности конструктивных решений и проектирования пространственных стержневых систем // Наука и техника. 2017. Т. 16. № 6. С. 475-484. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-6-475-484 EDN: OTKKIN
  2. Канчели Н.В. Строительные пространственные конструкции. Москва : АСВ, 2003. 112 с. ISBN 5-93093-206-9 EDN: QNKFNR
  3. Ружанский И.Л. Развитие конструктивных форм пространственных и легких конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2010. № 5. С. 12-15. EDN: MCIQLZ
  4. Zhao X.L., Tong L.W. New development in steel tubular joints // Advances in structural engineering. 2011. Vol. 14. P. 699-716. https://doi.org/10.1260/1369-4332.14.4.699
  5. Ramaswamy G.S., Eekhout M., Suresh G.R. Steel Space Frames, Analysis, Design and Con-struction. London, Thomas Telford Publ.; 2002. 242 p. ISBN-10 0727730142
  6. Chilton J. Space grid structures. Woburn, MA : Butterworth-Heinemann Linacre House, 2000. 191 p. ISBN 0 7506 3275 5
  7. Ashtul S.A., Patil S.N. Review on study of space frame structure system // International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). 2020. Vol. 7. Issue 4. P. 667-672. URL: www.irjet.net (дата обращения: 16.12.2025).
  8. Травуш В.И., Колчунов В.И., Клюева Н.В. Некоторые направления развития теории живучести конструктивных систем зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 3. С. 4-11. EDN: TOBVVD
  9. Adam J.M., Parisi F., Sagaseta J., Lu X. Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century // Engineering Structures. 2018. Vol. 173. P. 122-149. https://doi.org/10.1016/J.ENGSTRUCT.2018.06.082
  10. Kulak G.L., Fisher J.W., Struik J.H.A. Guide to design criteria for bolted and riveted joints. Second Edition. Wiley Publ.; 1987. 352 p. ISBN 0471837911, 9780471837916
  11. Klimke H. The envelopes of the Arts centre in Singapore // IABSE Symposium: Towards a Better Built Environment - Innovation, Sustainability, Information Technology, 11-13 September 2002, Melbourne, Australia, 2002. Vol. 86. No. 15. P. 9-20. https://doi.org/10.2749/222137802796336036
  12. Afshana S., Theofanousb M., Wangc J., Gkantoud M., Gardner L. Testing, numerical simulation and design of prestressed high strength steel arched trusses // Engineering Structure. 2019. Vol. 183. P. 510-522. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.01.007
  13. Babu S.S., Sreekumar S. A study on the ductility of bolted beam-column connections // International Journal of Modern Engineering Research. 2012. Vol. 2. Issue. 5. P. 3517-3521. URL: https://ijmer.com/papers/Vol2_Issue5/CK2535173521.pdf (дата обращения: 17.12.2025).
  14. Инжутов И.С., Дмитриев П.А., Деордиев С.В., Захарюта В.В. Анализ существующих узлов сопряжения пространственных конструкций и разработка сборно-разборного узлового элемента // Вестник МГСУ. 2013. № 3. C. 61-71. EDN: PXOISL
  15. Aishc F., Andera M., Hryhab E., Olsson J., Tsigkaric M., Williams C.J.K. Form finding nodal connections in grid structures // Proceedings of the IASS Symposium 2018 Creativity in Structural Design. July 16-20, MIT, Boston, USA, 2018. p. 1-8. ISSN 2518-6582
  16. Алпатов В.Ю., Жученко Д.И., Лукин А.О. Исследование узлового коннектора пространственной конструкции, выполненного из массивной детали // Вестник МГСУ. 2017. T. 12. № 2. С. 142-149. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.2.142-149 EDN: YGJDWP
  17. Alpatov V. Numerical Studies of the Nodal Connections of Metal Spatial Frames // International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern technologies. Series: Materials Science and Engineering. 2018. https://doi.org/10.1088/ 1757-899X/463/3/032103 EDN: NDAFRY
  18. Мущанов В.Ф., Оржеховский А.Н., Цепляев М.Н., Мущанов А.В. Особенности формирования уточненных расчетных схем при анализе напряженно-деформированного состояния, оценке устойчивости и надежности элементов пространственных металлических конструкций // Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений: Тезисы VII Международного симпозиума. 17-21 мая, Россия, Тамбов, 2023. C. 238-239. EDN: WMYIOS
  19. Хайдаров Л.И., Шмелев Г.Н., Зиятдин Э.К. Построение расчетных схем мобильных пространственных стержневых конструкций, моделирующих их действительную работу // Известия КГАСУ. 2017. № 2 (40). C. 139-145. EDN: YQQQON
  20. Травуш В.И., Антошкин В.Д., Ерофеев В.Т., Гудожников С.С. Современные конструктивно-технологические решения сферических оболочек // Строительство и реконструкция. 2012. № 6 (44). C. 45-55. EDN: PVFYOZ
  21. Антошкин В.Д. Конструкционно-технологическое формообразование оболочек из сборных плоских шестиугольных и треугольных панелей, размещенных в повторяющихся секторах сфер // Строительство и реконструкция. 2017. № 4 (72). C. 3-8. EDN: ZHHHGH
  22. Лебедь Е.В., Аткин А.В. Геометрический расчет пространственных стержневых систем // Вестник МГСУ. 2009. № 4. 317-329. EDN: KZHCFP
  23. Wang T. A numerical study of elastic using constrained optimization method // A Thesis Submitted for the Degree of Master of Engineering Department of Civil Engineering National University of Singapore 2004. URI: https://scholarbank.nus.edu.sg/handle/10635/14131 (дата обращения: 17.12.2025).
  24. Гайджуров П.П., Даник Н.Б., Климух А.В. Численное моделирование формоизменения гибких стержней // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2025. Т. 21. № 5. C. 462-473. https://doi.org/10.22363/ 1815-5235-2025-21-5-462-473 EDN: DFDCNF
  25. Гайджуров П.П. Царитова Н.Г. Моделирование сейсмического воздействия на двухконтурный геодезический купол с учетом податливости узловых соединений // Вестник МГСУ. 2026. Т. 21. № 1. С. 24-34. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2026.1.24-34 EDN: XHELVH

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Гайджуров П.П., Царитова Н.Г., Исхакова Э.Р., Корчагин Н.А., 2026

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.