N 6 за 2009год
Расчёты на прочность

А.Л. БАЛУШКИН, к.т.н. (Ярославский государственный технический университет)
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПРОГИБОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С УЧЕТОМ ПАРАМЕТРОВ ДИСКРЕТНОГО ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ...2
Процесс деформирования железобетонного изгибаемого элемента описывается моделью составного стержня, имеющего абсолютно жесткие поперечные связи и податливые связи сдвига, моделирующие зону контакта между арматурой и бетоном. Жесткость сцепления арматуры с бетоном может меняться в широких пределах 0 ≤Glink < ∞. Для определения всех параметров напряженно-деформированного состояния в армированном стержне совместно с интегральными условиями равновесия в сечении записывается система дифференциальных уравнений, выражающая условия совместности деформирования бетонной и арматурной ветвей. Решение задачи строится численно с использованием МКР. Краевая задача на начальных этапах нагружения решается на «грубых сетках». Затем решение задачи строится с использованием динамически адаптивно-подвижных сеток. Расчет прогибов осуществляется с использованием положений блочной модели. Для армированного стержня с дискретными трещинами выделяется две компоненты прогиба. Приведены результаты численного тестирования изложенных методов идентификации.
    Ключевые слова: составной стержень, жесткость сцепления арматуры с бетоном, дискретная трещина, блочная модель, сосредоточенная кривизна.
UDC 624.078. Balushkin A.L. PARTICULAR QUALITIES OF CALCULATION DEFLECTION OF REINFORCED CONCRETE MEMBERS WITH INFLUENCE OF PARAMETERS SEPARATE CRACKING
The process of deformation of flexural reinforced concrete member, is described by the model of a built-up bar. Compatibility of deformation of separate brunches of the built-up bar is provided by the absolutely stiff transverse bracings and pliable shear bracings. Bond of reinforcement with concrete rigidity can vary in wide range. The set of equations is solved numerically, using finite difference method. Calculation of displacements realize with using of locations «block model». Two components of displacement for reinforced bar with separate cracks are detailed. The results of numerical testing of the proposed methods of identification are given.

 
Расчёты на устойчивость
В.Я. МАРКУС, канд. техн. наук (Проектная академия «KAZGOR», г. Алматы)
УСТОЙЧИВОСТЬ СООРУЖЕНИЙ ПРОТИВ ОПРОКИДЫВАНИЯ ПРИ 9—10-БАЛЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯХ...7

На примере анализа устойчивости на опрокидывание высотного здания гостиницы «Казахстан» разрабатывается методика определения резервов несущей способности на опрокидывание зданий с неглубоким заложением фундаментов в зоне неактивного тектонического разлома.
   Ключевые слова: устойчивость высотных сооружений, устойчивость на опрокидывание.
UDC 624.04.074. Markus V.Ya. STRUCTURES STABILITY AGAINST A TIPPING UNDER A QUAKE OF MAGNITUDE 9–10 ON THE RICHTER SCALE
The method of determination of carrying capacity reserves against buildings tipping is developed by the example of stability analysis for high-rise «Kazahstan» hotel building. The method is used for buildings which have rather shallow laid foundation and may be placed in a zone of the inert tectonic break.

 
Н.М. МЕЛЕХИН, инж. (МГСУ)
СРАВНЕНИЕ ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ УСТОЙЧИВОСТИ ПЛАСТИН С РЕЗУЛЬТАТАМИ ИСПЫТАНИЙ...12

Решается задача устойчивости квадратной пластины методом последовательных разностных аппроксимаций. Результаты сравниваются с данными испытаний металлических пластин. Отмечается близкое совпадение результатов.
   Ключевые слова: устойчивость квадратной пластины, метод последовательных разностных аппроксимаций.
UDC 624.04. Melehin N.M. A COMPARISON OF NUMERICAL SOLUTION AND TEST DATA FOR THE PROBLEM OF LAMINAS STABILITY
The problem of stability of the square lamina is solved using successive difference approximations method. Results are compared with test data of metallic laminas. It is noted the close agreement of results.

 
О.Г. ЧЕРНЫХ, к.т.н. (КыргызНИИПС, г. Бишкек), А.А. ЗЕМЛЯНСКИЙ, канд.физ.мат.наук, (Кыргызско;Российский Славянский Университет, г. Бишкек)
УПРАВЛЯЮЩИЕ ПАРАМЕТРЫ УСТОЙЧИВОСТИ ГИДРОСООРУЖЕНИЙ...16

В статье предлагается классический метод устойчивости А.М.Ляпунова для расчета массивных строительных сооружений. Авторы предлагают двумерную, цифровую динамическую модель, которая позволяет описывать и прогнозировать поведение строительных и гидросооружений. Используя критерии соответствия типов «особых» точек, зависящих традиционно не только от корней характеристического уравнения, но и от коэффициентов, первоначально определяющих уравнения стационарной динамической системы, можно осуществить переход от одного типа «особой» точки к другому, зависящему от внешнего воздействия и конструкционных особенностей исследуемого массивного тела плотины гидроузла. Направление перехода к такой «особой» точке будет зависеть от скоростных режимов воды через тело плотины и других силовых факторов. Рассматривая новую динамическую систему с управляющими коэффициентами – неизвестными параметрами – решаем систему соответствующих неравенств и находим область изменения управляющих параметров.
   Ключевые слова: динамическая модель, устойчивость гидросооружений, управляющие параметры.
UDC 624.04.074. Chernjih O.G., Zemljanscky A.A. THE ABSTRACT TO CLAUSE OPERATING PARAMETERS OF STABILITY OF HYDROCONSTRUCTIONS
In work the classical method of stability of A.M. Ljapunova for calculation of massive building constructions is used. Us the bidimentional dynamic model which allows describing and predicting behaviour building and hydroconstructions is offered. Using criteria of conformity of types of the «special» points traditionally depending not only from roots of the characteristic equation, but also from the factors originally defining the equations of stationary dynamic system, it is possible to carry out transition from one type of a “special” point to another, depending from external influence and constructional features of an investigated massive body of a dam of hydro unit. The direction of transition to such “special” point will depend on high"speed modes of water through a body of a dam and other power factors. Considering new dynamic system with operating factors — unknown parameters — we solve system of corresponding inequalities and we find area of change of operating parameters. At various high"speed modes which render direct influence on a dam of HYDROELECTRIC POWER STATION, there is a change of its condition. Each fragment of a dam under influence of loading makes elastic fluctuations which can be represented in the form of controllable increments of movings. To each condition of a construction at present there corresponds the level of stability, mathematically reflected a kind of a “special” point of a phase portrait. Definition of the operating parameters varying in time and numerically reflecting transitive process during each moment of time of bidimentional dynamic system, characterizes behaviour of fragments of a massive construction of transition from one steady condition in other steady condition. Thus the level of stability cannot be reflected unequivocally any more, that is “special” points are transformed, passing one in another, and obviously are not expressed. Fixed transition of one special point in another is reflected by change of tabulared data of the decision of system of the differential equations of dynamic system, values of operating parameters and visually-graphically. In the given work the quality monitoring directly occuring transitivity, i.e. an opportunity to define a level of stability between traditionally generated “special” points is offered.

 
Динамические расчёты
А.Н. БИРБРАЕР, д.т.н., проф., Ю.В. САЗОНОВА, инж. (ОАО «СПбАЭП»)
ВКЛАД ВЫСШИХ МОД В ДИНАМИЧЕСКИЙ ОТКЛИК КОНСТРУКЦИЙ НА ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ...22

Работа посвящена анализу точности определения отклика конструкции на динамическое воздействие при учете ограниченного числа мод. Существующий способ учета суммарного вклада высших мод, предложенный Ш.Г. Напетваридзе, предназначен для сейсмического воздействия и применяется к модам с частотами выше обычного сейсмического диапазона (примерно 30 Гц). Однако при проектировании атомных электростанций необходимо учитывать более высокочастотные динамические воздействия (удар самолета, воздушная ударная волна), которые содержат частоты до 200 Гц и более. В работе показано, что способ, аналогичный предложенному Ш.Г. Напетваридзе, применим и при расчетах на такие воздействия. При этом частоты неучтенных высших собственных форм меньше наибольших частот в спектре воздействия. Сделаны оценки диапазона, в котором лежит точное решение, что позволяет вычислить отклик системы с заданной точностью.
   Ключевые слова: линейно-спектральная теория, моды, спектры отклика.
UDC 624.04. Birbraer A.N., Sazonova J.V. INPYT OF HIGH MODES IN DYNAMIC RESPONSE OF SRUCTURES SUBJECTED TO HIGH FREQUENCY LOADS
The paper deals with the accuracy of a structure dynamic response calculation when limited number of modes is taken into account. The method was proposed by Sh. G. Napetvaridze for estimation of high modes input in the total structure response. This method is intended for seismic analysis of structures and used if the frequencies of neglected high modes are above of a usual seismic range (about 30 Hz). However high frequency dynamic loads (aircraft impact, air shock wave) have to be taken into account in a nuclear power plant design. Their frequencies may be as great as 200 Hz and more. The paper demonstrates that the method similar to the Napetvaridze’s one may be used when structure is designed for such high frequency loads. The frequencies of neglected modes are less than the greatest frequencies in the load spectrum. The range where the perfect solution lies is estimated. This estimation gives the possibility to calculate a structure response with required accuracy.

 
В.Б. ЗЫЛЁВ, д.т.н., проф., А.В. ШТЕЙН, к.т.н., Н.А. ГРИГОРЬЕВ, инж. (МГУПС, г. Москва)
РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ТОРНАДО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛИ ВИХРЯ РЕНКИНА...27
Рассмотрен расчёт конструкций на воздействие торнадо с использованием модели Вихря Ренкина.
   Ключевые слова: модель Вихря Ренкина.
 
Сейсмические расчёты
Ю.П. НАЗАРОВ, др техн. наук, проф., Г.А. ДЖИНЧВЕЛАШВИЛИ, канд. техн. наук (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СТРОИТЕЛЬСТВА СПОРТИВНЫХ СООРУЖЕНИЙ В Г. СОЧИ...31
Рассмотрены актуальные вопросы строительства спортивных сооружений в г.Сочи.
 
Ю.П. НАЗАРОВ, др техн. наук, проф., С.Б. ТУРКОВСКИЙ, др техн. наук, А.А. ПОГОРЕЛЬЦЕВ, канд. техн. наук (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)
ЭФФЕКТИВНОСТЬ НЕСУЩИХ КЛЕЕНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ СТРОИТЕЛЬСТВА...36

Обосновывается эффективность клееных деревянных конструкций (КДК) для каркасов зданий, включая большепролетные, при строительстве в сейсмически опасных районах. Приведено сравнение ТЭП покрытий для трех основных объектов Олимпиады 2014 г. в Сочи на стадии «П». Благодаря специфическим свойствам древесины удалось снизить стоимость КДК более чем в 2 раза по сравнению с металлоконструкциями. Сделан вывод о целесообразности расширения области рационального применения КДК.
   Ключевые слова: клееные деревянные конструкции, каркасы зданий, строительство в сейсмически опасных районах.
 
В.Л. ХАРЛАНОВ, др техн. наук, С.В. ХАРЛАНОВА, инж. (ВолгГАСУ, г. Волгоград)
РАСЧЕТ ЗДАНИЙ НА МНОГОКОМПОНЕНТНОЕ СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ...41

Пространственные динамические модели расчета на сейсмические воздействия предполагают задание многогокомпонентного сейсмического воздействия. Рассмотрены различные методы расчета пространственных систем на воздействие трех поступательных компонент акселерограмм землетрясений. Исследована возможность применения спектрального метода для расчета на многокомпонентное воздействие. Основные выводы: учет только одной компоненты ведет к занижению усилий от сейсмического воздействия; расчет спектральным методом возможен.
   Ключевые слова: сейсмическое воздействие, акселерограмма, модальный анализ, спектральный анализ, прямое интегрирование, многокомпонентное интегрирование.
 
Я.М. АЙЗЕНБЕРГ, д.т.н., проф., Г.В. МАМАЕВА, к.т.н. (ЦНИИСК им В.А. Кучеренко)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ...44

Проанализированы динамические характеристики (период основного тона) каркасных зданий. Дана оценка влияния размера здания в плане (протяженность) и категории грунта основания на величины периода упругих колебаний каркасных зданий. Предложены экспериментальные зависимости для каркасных зданий с учетом размера здания в плане и категории грунта основания по сейсмическим свойствам. Проведен анализ по учету влияния сейсмических воздействий различной интенсивности, продолжительности, повторяемости на величину динамических характеристик каркасных зданий.
   Ключевые слова: каркасные здания, динамические характеристики, сейсмические воздействия.
 
Теория надежности
В.Д. РАЙЗЕР, д.т.н., проф. (г. Сан;Диего, США)
ОПТИМИЗАЦИЯ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ И БЕЗОПАСНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА...54

Рассматриваются вопросы вероятностной оптимизации проектирования конструкций с достаточной степенью надежности и с экономически оправданным расходом материальных ресурсов.
   Ключевые слова: оптимальное проектирование сооружений, надежность конструкций.
UDC 624.012.2.046:69. Raizer V.D. OPTIMIZATION OF STRUCTURES RELIABILITY AND MAN SAFETY
The paper contains the model for probabilistic optimization of structures designing taking into consideration factor of uneconomic responsibility. The optimization includes the «life quality index» using.
 
Нелинейные расчёты
В.П. КОЖУШКО, д.т.н., проф. (Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, Украина)
УЧЕТ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ РАСЧЕТЕ ФУНДАМЕНТОВ НА НАБУХАЮЩИХ ГРУНТАХ...58

Изложен вопрос определения напряженно-деформированного состояния фундаментов на набухающих грунтах с учетом реологических особенностей деформирования глинистых грунтов.
   Ключевые слова: расчет фундаментов, реологические процессы, набухающие грунты.
UDC 624.012.2.046:69. Kozhushko V. ACCOUNT OF RHEOLOGICAL PROCESSES AT CALCULATION OF FOUNDATIONS ON SWELLING SOILS
The problem of determining stress and deformed state of foundation on swelling soils taking into account rheological features of clay deforming has been considered.

 
Гидродинамика
Ю.Э. СЕНИЦКИЙ, д.т.н., проф. (Самарский государственный архитектурно-строительный университет)
К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ В ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРАХ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ...63

Проводится точное в рамках обычных допущений решение краевых задач гидроупругости, связанных с определением импульсивной и конвективной состовляющих гидродинамического давления и динамической реакции плавающей крыши цилиндрического резервуара, возникающих в результате ее взаимодействия с жидкостью при горизонтальном сейсмическом воздействии. Полученные расчетные соотношения уточняют аналогичные результаты, приведенные в европейских нормах (Eurocode 8; part 4) и хорошо коррелируют с нормами США (API 650). Выяснена неблагоприятная ситуация для резервуаров с плавающей крышей.
   Ключевые слова: гидродинамическое давление, гидроупругость, цилиндрический резервуар.
UDC 530.145.6. Senitskiy Yu.A. THE PROBLEM OF HYDRODYNAMIC PRESSURE DETERMINATION IN STANDPIPES UNDER SEISMIC EXPOSURES
The paper contains exact solution, under common assumptions, for boundary value problems of hydroelasticity. Problems include both impulsive and convection components of hydrodynamic pressure and a dynamic reaction of standpipe breather roof determination. The dynamic reaction is the result of roof-liquid connection under horizontal seismic exposure.

 
Пожаростойкость
Ю.В. КРИВЦОВ, д.т.н., проф., А.К. МИКЕЕВ, докт.экон.наук, проф., Д.Г. ПРОНИН, инж. (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, НПО «Ассоциация КрилаК»)
ПОЖАРНЫЕ РИСКИ: ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ...68

Произведен краткий исторический обзор становления теории рисков. Сделаны рекомендации по применению теории пожарных рисков для оценки безопасности людей и имущества.
   Ключевые слова: оценки безопасности, пожарные риски.
UDC 614.841.33. Krivtsov U.V., Mikeev A.K., Pronin D.G. FIRE RISKS: HISTORY AND IMPROVEMENT
A brief historic outlook of risk theory is given. Recommendations for fire risk theory application for evaluation of safety of people and property are made.