Том 18, № 2 (2022)

Статьи

Государственная премия Российской Федерации ученому Владимиру Ильичу Травушу

- -.
Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022;18(2):91-92
pages 91-92 views

Расчет и проектирование строительных конструкций

Нелинейный и линейный анализ общей устойчивости несущей системы высотного здания ствольного типа

Иноземцева О.В., Иноземцев В.К.

Аннотация

В проектной практике проектировщики стремятся создавать как можно более сложные и детализированные расчетные модели, которые реализуются численно с помощью расчетных компьютерных программ. Численные результаты расчета можно и необходимо тестировать, но что более проблематично - это тестирование сложной и детализированной расчетной модели. Такую возможность дают упрощенные модели, представленные простыми расчетными схемами, которые доступны для качественного анализа, а получаемые численные результаты предсказуемы. Такие расчетные схемы, как правило, описывают отдельные расчетные проблемы, стоящие перед проектировщиками. Так, например, возможен линейный анализ устойчивости каркаса высотного здания на основе простых расчетных процедур, предлагаемых Американским институтом стальных конструкций (AISC). Рассматривается одна из таких моделей, позволяющая предварительно оценить ожидаемое значение критической нагрузки и протестировать сложную расчетную модель, а также получаемые на ее основе результаты расчетов. Данная модель основана на линейном анализе устойчивости консольной стойки, которую можно рассматривать как простую модель несущего ствола высотного здания. Получены результаты расчетов и проведено сравнение критических нагрузок на основе нелинейного и линейного анализа устойчивости консольной стойки при различной по высоте стойки изгибной жесткости и интенсивности распределенной по высоте вертикальной нагрузки. Сделан вывод, что рассмотренная линейная модель позволяет получить предварительную оценку критической нагрузки для тестирования результатов компьютерного расчета по более сложным моделям общей устойчивости равновесия несущего ствола высотного объекта.

Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022;18(2):93-103
pages 93-103 views

Вынужденные колебания разномодульной балки, находящейся на вязком эластичном основании

Рзаев Н.С.

Аннотация

Цели исследования - получение и решение уравнений вынужденных принудительных колебаний балок, изготовленных из разномодульных материалов и находящихся на вязком эластичном основании. Предполагается, что балка, оказывающая разное сопротивление растяжению и сжатию, непрерывная и неоднородная по толщине и длине, совершает вынужденные принудительные колебания под действием силы, изменяющейся по поперечно-гармоническому закону. При решении задачи учитывается сопротивление внешней среды. Поскольку уравнение движения является сложным дифференциальным уравнением с частными производными относительно изгиба, оно решается приближенными аналитическими методами. На первом этапе используется разложение на переменные, а на втором - метод ортогонализации Бубнова - Галеркина. Получены уравнения зависимости между круговой частотой и параметрами, характеризующими сопротивление внешней среды и неоднородность. Проведены вычисления для конкретных значений характеристических функций, приведены результаты в виде таблиц и кривых соответствующих зависимостей. Из уравнений видно, что при решении задач колебательного движения без учета сопротивления внешней среды и разномодульности допускаются серьезные ошибки. Вдобавок по мере увеличения значений параметров, определяющих неоднородность плотности, существенно меняется значение разности частот. Результаты могут быть использованы в отчетах по прочности, устойчивости и частотно-амплитудным характеристикам разномодульных балок, досок и цилиндрических покрытий с учетом сопротивления внешней среды.

Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022;18(2):104-110
pages 104-110 views

Оптимизация швеллерных и двутавровых гнутозамкнутых профилей с перфорированными стенками

Марутян А.С.

Аннотация

В представленном исследовании продолжается оптимизация швеллерных и двутавровых гнутозамкнутых профилей (ГЗП) с трубчатыми полками и перфорированными стенками из листового проката как равных, так и разных толщин. Такие профили предназначены для легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК), отличающихся улучшенными технико-экономическими показателями и массовым спросом в промышленно-гражданском строительстве, что подтверждает актуальность их дальнейшей проработки. Цель исследования - показать, что характеристики ЛСТК можно дополнительно улучшить при помощи формообразования профилей, сочетающего в составном сечении прямые и круглые очертания замкнутых и открытых контуров, включая их перфорирование. Посредством опытно-конструкторских проработок, решения оптимизационных задач и вариантного проектирования ГЗП уточнены их расчетные сечения с максимальным запасом прочности на изгиб при минимальной массе. Оригинальность технических решений подтверждена патентной экспертизой. Швеллерный ГЗП обладает экстремальными массой и прочностью при относительной высоте вырезов в стенке 1/1,87 и отношении размеров ширины и высоты 1/4,32. Когда толщина полок в 2 раза больше толщины стенки, прочность и масса двутаврового ГЗП экстремальны при относительной высоте вырезов 1/1,23 и отношении размеров 1/4,17, а когда толщина полок составляет 0,6 толщины стенки, прочность и масса ГЗП экстремальны при высоте вырезов 1/1,73 и отношении размеров 1/5,22. Если толщины полок и стенки равны, то прочность и масса ГЗП экстремальна при высоте вырезов 1/1,46 и отношении размеров 1/3,17.

Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022;18(2):111-139
pages 111-139 views

Теория тонких оболочек

Торсовые поверхности и их применение в реальных конструкциях

Кривошапко С.Н., Жиль-улбе М.

Аннотация

Класс развертывающихся поверхностей включает в себя цилиндрические, конические и торсовые поверхности. Торсовые поверхности - это линейчатые поверхности нулевой гауссовой кривизны с ребром возврата. Они дают большой простор архитекторам и инженерам для реализации творческих планов. Представлены как теоретические исследования в области геометрии и прочности торсов, так и образцы применения торсов в реальных структурах. Проведенный анализ источников показал, что торсы нашли применение в судо-, самолето- и машиностроении, в архитектуре и строительстве, в формах инженерного оборудования, в дорожном строительстве, при строительстве противоэрозионных валов, в топографии и картографии, в текстильной промышленности, в скульптурных формах и при аппроксимации сложных поверхностей. Это подтверждается ссылками на большое число опубликованных работ по теме и реальными примерами возведенных сооружений и объектов. Приведено 14 иллюстраций соответствующих структур.

Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022;18(2):140-149
pages 140-149 views

Теоретико-экспериментальное моделирование деформирования цилиндрической оболочки из стали 45 при сложном нагружении

Черемных С.В.

Аннотация

Тонкостенные цилиндрические оболочки применяются в элементах высоконагруженных изделий машиностроения и энергетики. Наряду с частым использованием на производстве, экспериментальные исследования в лабораториях также проводятся постоянно. Это позволяет смоделировать поведение оболочки при воздействии на нее внешних сил. Но иногда проведение эксперимента становится маловозможным из-за ограничения мощности экспериментального аппарата при моделировании соответствующих условий воздействия на оболочку в практике, поэтому актуально совершенствование теоретических методов расчета предельных состояний оболочек при работе в упругопластической области. Цель исследования - проверка соответствия результатов эксперимента, проведенного на тонкостенной цилиндрической оболочке из стали 45 (ГОСТ 1050-2013) при воздействии на образец силами растяжения, сжатия и кручения с теоретическими расчетами на основе уравнений теории упругопластических процессов А.А. Ильюшина. Приведены уравнения определяющих соотношений теории упругопластических процессов А.А. Ильюшина для произвольных траекторий сложного нагружения и деформирования материалов в девиаторном пространстве деформаций Э1-Э3. Все теоретические результаты проверены на соответствие с экспериментом, дана оценка достоверности существующей теории устойчивости. Решение представляется в виде графиков зависимости векторных и скалярных свойств материала от величины длины дуги траектории деформации и других параметров. Для различных этапов нагружения выборочно представлены числовые значения.

Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022;18(2):150-160
pages 150-160 views

Сейсмостойкость сооружений

Каталог землетрясений Эквадора, основанный на макросейсмической интенсивности

Кахамарка-Сунига Д., Кабанцев О.В., Марин К.

Аннотация

Каталоги магнитуд землетрясений и карты пиковых ускорений грунта (ПУГ, англ. PGA) для Республики Эквадор можно найти во многих исследованиях, однако работы, посвященные характеристике эпицентральной макросейсмической интенсивности, связанной с землетрясениями, встречаются редко. В связи с тем, что макросейсмическая интенсивность позволяет классифицировать степень и тяжесть ущерба, нанесенного землетрясением зданиям и сооружениям, целями данного исследования стали: 1) составление каталога землетрясений в Эквадоре на основе макросейсмической интенсивности; 2) характеристика эпицентральных макросейсмических интенсивностей, связанных с сейсмогенными источниками; 3) сравнение с Национальной картой сейсмической опасности. Впервые представлены каталог землетрясений с макросейсмической интенсивностью ≥VII и серия карт эпицентров землетрясений в соответствии с интенсивностью, глубиной очага, данными и магнитудой сейсмических событий в Эквадоре, основанных на изучении исторических и инструментальных записей с 1900 по 2021 г. Полученные данные показывают, что 95 % территории Эквадора имеют PGA > 0,1 g, что соответствует сейсмической интенсивности более VII, регионы с сейсмичностью >VIII (ag = 0,2 g) составляют 86 %, а 3,8 % территории Эквадора имеют очень высокую сейсмичность (>IX), где PGA превышает 0,5 g. Это свидетельствует о том, что нормативная Национальная карта сейсмической опасности Эквадора не учитывает опасность в основном на юго-востоке и в Центральных Андах Эквадора и требует актуализации.

Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022;18(2):161-171
pages 161-171 views

Обзоры

Проблемы и преимущества внедрения BIM на предприятиях строительной отрасли

Юшкин И.И., Аламиди Ш.Г., Сташевская Н.А.

Аннотация

Строительная отрасль - одна из важных опор экономики. Информационное моделирование зданий (BIM) представляет собой набор технологий, которые направлены на расширение сотрудничества в отраслях архитектуры, проектирования и строительства для повышения производительности и качества этапов проектирования, строительства и обслуживания зданий. Переосмысление строительства - ключ к повышению производительности. Однако BIM не получил широкого распространения в строительной отрасли. Необходимо определить основные проблемы, препятствующие его внедрению, рассмотреть стратегии, применимые для более глубокого его понимания, выполнить всесторонний и систематический анализ факторов, влияющих на внедрение BIM. На основе обзора литературы, анкетного опроса и сбора статистических данных определены факторы негативного влияния на внедрение BIM, среди которых отсутствие обученных специалистов, инвестиций в обучение персонала, стандартизации BIM, а также позиция руководства в организациях. Выдвигаются некоторые предложения по продвижению внедрения BIM и конкретные меры по реализации широкого применения технологии BIM в строительной отрасли.

Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022;18(2):172-181
pages 172-181 views

Свойства дисперсных волокон для эффективного армирования бетонов

Маркович А.С., Милосердова Д.А.

Аннотация

Вопрос повышения надежности и долговечности железобетонных конструкций считается приоритетным в современном строительстве. Одним из направлений повышения прочности бетонов является применение дисперсного армирования. За последние десять лет интерес к использованию дисперсно-армированных бетонов в России, а также в странах Европы, Азии и США существенно возрос. Отмечено, что улучшение физико-механических свойств бетона зависит от параметров армирования, таких как объемное содержания волокна, характеристик дисперсной арматуры, структуры бетонной матрицы и т. д. Рассматриваются различные виды волокон для дисперсного армирования бетонов, а именно полипропиленовое, полиэтиленовое, нейлоновое, акриловое, полиэфирное, хлопковое, асбестовое, стеклянное, базальтовое, стальное, углеродное. Дано описание основных достоинств и недостатков каждого из видов волокон. Приведены сравнительные характеристики по плотности, прочности на растяжение, модулю упругости, относительному удлинению при разрыве материалов, которые используются для изготовления волокна. Рассмотрено влияние волокон на трещиностойкость дисперсно-армированного бетона под воздействием ударных нагрузок. При аналитическом обзоре существующих исследований установлено, что можно добиться значительного повышения прочности бетона, армированного волокнами, на осевое сжатие, растяжение, растяжение при изгибе, срезе по сравнению с обычным тяжелым бетоном.

Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022;18(2):182-192
pages 182-192 views

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах