Том 17, № 4 (2021)

Приводятся теоретические предпосылки для обоснования разработки двух программ экспресс-оценки автодорожных мостов для быстрого определения возможности пропуска тяжеловесных транспортных средств по автодорожным мостовым сооружениям разрезной и неразрезной системы, из дерева, металла, сталежелезобетона, железобетона с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой, по измеряемому углу поворота их опорных сечений, с учетом их фактического эксплуатационного состояния. В программах реализован экспериментально-аналитический метод оценки технического состояния автодорожных мостов по безотказности. Раскрыты особенности, условия применения, положительные и отрицательные стороны каждого варианта программы. Создание двух вариантов программ обусловлено, с одной стороны, необходимостью обеспечения безопасности водителя транспортного средства и мостового сооружения, а с другой стороны - необходимостью обеспечения гарантии возможности безопасного пропуска тяжеловесных транспортных средств, как по условиям несущей способности пролетных строений, так и несущей способности опор автодорожных мостов с учетом их фактического эксплуатационного состояния. Обе разработанные программы расчета реализованы с использованием персонального компьютера и получены свидетельства о государственной регистрации программ на ЭВМ. Разработанные программы будут использованы в составе модернизированного измерительного комплекса ИК-АМ.

Актуальность. При строительстве зданий и сооружений наиболее широко применяются забивные сваи с квадратным поперечным сечением. Для их установки в рабочее положение используется ударный метод. Однако в стесненных условиях ударные нагрузки могут приводить к опасным состояниям и разрушениям конструкций близлежащих строительных объектов. В подобной ситуации необходимо применять набивные сваи, поскольку технологические решения по их устройству не связанны с ударными воздействиями на грунт. Одним из таких решений является новая конструкция набивной конусообразной сваи, устанавливаемой без выемки грунта. Цель исследования - проанализировать влияние геометрических параметров сваи на ее несущую способность под действием внешних нагрузок, в частности угла ее конусности. Методы. Результаты численного анализа напряженно-деформированного состояния сваи, работающей в грунтовом массиве, получены методом конечных элементов. Результаты. В расчетном исследовании выполнен сравнительный анализ состояния свай разной длины и геометрической формы, находящихся под действием внешних нагрузок. Рассмотрено влияние угла наклона боковой поверхности сваи на ее несущую способность. Выполнена рационализация конструкции сваи с учетом общих затрат на строительные материалы. Предложены варианты геометрических и конструктивных решений свай длиной L от 1 до 10 м. В дальнейшем предполагается рассмотреть влияние на несущую способность сваи геометрических параметров щебневой оболочки и нижнего щебневого шарообразного расширения, а также провести сравнительный анализ численных результатов с экспериментальными данными, полученными в лабораторных и натурных условиях.

Конструкция здания с заполняющей стеной продемонстрировала более высокую общую жесткость наряду с ненадежным поведением во время землетрясения 2015 года в Горкхе. Это значительно увеличило скорость обрушения конструкций во время землетрясений. Реакция зданий с различным заполнением во время сейсмических волнений не полностью учитывается действующими сейсмическими нормами в регионе, а наличие заполнителей для железобетонного строительства различается от региона к региону. В большинстве случаев обожженный глиняный кирпич, бетонные блоки и каменные блоки используются в качестве заполнителей при строительстве зданий. В этом контексте исследуется важность выбора правильного заполняющего материала для улучшения сейсмических характеристик во время землетрясений. Рассматривается здание, построенное в столичном городе Покхара. Структурная модель составляется с учетом и без учета заполнения. Полнотелый, пустотелый бетонные блоки и кладка из глиняного кирпича при анализе принимаются в качестве заполнителя. Поведение конструкций во время землетрясений изучается с помощью нелинейного статического толчка. Результат показывает, что заполнители INHB демонстрируют лучшие структурные характеристики по сравнению с другими типами заполнителей.

Актуальность. Работа является первой в серии публикаций по выбору аналитической поверхности, подходящей в качестве самонесущей конструкции оболочки для пешеходного моста. Исследуется влияние прочности бетона, положения нагрузки от толпы людей и типа опор на напряженно-деформированное состояние гиперболической параболоидной оболочки (гипар). Цель - определить исходные конструктивные параметры, такие как рекомендуемая прочность бетона и тип опоры, обеспечивающие наилучшее структурное поведение, для последующего выполнения расчета конструкции оболочки для пешеходного моста. Методы. Статический конечно-элементный анализ был проведен для четырех пределов прочности на сжатие бетона (28, 40, 80, 120 МПа), которые соответствуют нормальному, высокому и сверхвысокому сопротивлению бетона, пяти различным схемам расположения нагрузки от толпы и трем различным условиям опирания. Результаты. Двухшарнирные и бесшарнирные модели показывают одинаковые вертикальные перемещения. Для исследуемой толщины оболочки с точки зрения внутренних усилий двухшарнирная модель является более эффективной. Комбинация шарнирных неподвижных опор с прочностью бетона 80 МПа показала лучшее структурное поведение.

При качении окружности по другой неподвижной окружности точка, жестко связанная с подвижной окружностью, образует кривую: при качении неподвижной окружности - эпициклоиду, при качении по внутренней стороне неподвижной окружности - гипоциклоиду. При качении окружности при постоянном наклоне к плоскости неподвижной окружности точка, жестко связанная с подвижной окружностью, описывает пространственную кривую. Циклоидой называется кривая, образованная точкой подвижной окружности, катящейся по прямой. Рассматривается геометрия кривых, образуемых точкой, жестко связанной с окружностью, катящейся по произвольной базовой кривой, а также геометрия поверхностей, образованных при одновременном качении окружности по базовой кривой и вращении окружности вокруг касательной к базовой кривой. Так как при вращении окружности в нормальной плоскости базовой кривой точка, жестко связанная с вращающейся окружностью, описывает окружность, то образуется эпигипоциклоидальная циклическая поверхность. Получено векторное уравнение эпигипоциклоид и эпигипоциклоидальных циклических поверхностей с произвольной базовой кривой. На основе векторных уравнений с использованием программного комплекса MathCad построены графики эпигипоциклоидальных кривых с базовым эллипсом и синусоидой. Приведены рисунки эпигипоциклоидальных циклических поверхностей с базовым эллипсом. Они показывают большие возможности формообразования новых видов поверхностей при качении окружности по различным базовым кривым. В отличие от эпигипоциклоидальных кривых и поверхностей с базовой окружностью форма эпигипоциклоидальных кривых и поверхностей с базовой кривой, отличной от окружности, зависит от начальной точки качения окружности на базовой кривой.

Для создания эстетически выразительных и функциональных малых архитектурных форм целесообразно применение железобетонных или композитных оболочек зонтичного типа в виде поверхностей, которые могут быть заданы в аналитической форме. Разные аналитические поверхности визуально похожи, но при этом значительно отличаются в плане работы под нагрузкой. Малые архитектурные формы являются подходящей областью применения для недостаточно изученных и апробированных конструкций, в отличие от крупных ответственных сооружений. Приводится пример вариантного проектирования небольшого садово-паркового сооружения в виде оболочки зонтичного типа, в ходе которого были проанализированы разные виды зонтичных поверхностей и выбраны три варианта. В числе исследуемых форм такие поверхности, как параболоид вращения, поверхность зонтичного типа с синусоидальной образующей, поверхность зонтичного типа с радиальными волнами, образованная кубическими параболами (с центральной плоскостной точкой). Произведены расчет на прочность и исследование распределения напряжений для трех оболочек, шарнирно закрепленных по краям, при действии собственного веса при помощи метода конечных элементов и выявлены особенности работы под нагрузкой каждого вида конструкций, даны рекомендации при проектировании аналогичных сооружений.

На объектах космической инфраструктуры и на объектах атомной энергетики есть промышленные сооружения, основной задачей которых является уберечь человека, оборудование или технику от чрезвычайных ситуаций, таких как взрывы, падения различных предметов, осколков. В соответствии с требованиями Федерального закона РФ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» при расчете таких сооружений должны учитываться все виды нагрузок, соответствующих их функциональному назначению. Так, для сооружений, находящихся в районе возможной аварии и падения космических ракет необходимо выполнять расчет на падение разрушившихся частей ракетного двигателя. Для объектов атомных электростанций такие аварии случаются при падении на грунт контейнеров и других тяжелых предметов, что воздействует на находящиеся в грунте подземные сооружения. Для защитных сооружений гражданской обороны, встроенных в подвальные этажи зданий необходимо рассматривать ситуации, при которых происходит обрушение вышележащих этажей здания при воздействии на них воздушной ударной волны. Разработана конечно-элементная методика расчета подземного сооружения в нелинейной динамической постановке при соударении с грунтом большого габаритного предмета.