N 4 за 2010год
Расчёты на прочность
В.А. ГОРДОН, д р техн. наук, проф., Э.А. КРАВЦОВА, инж., ОрелГТУ, г. Орел
ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В НАГРУЖЕННОЙ СОСТАВНОЙ БАЛКЕ ПРИ ДЕГРАДАЦИИ СВЯЗЕЙ СДВИГА...2
Рассматривается трансформация напряженно-деформированного состояния, инициируемая квазистатическим расслоением (трещинообразованием) статически неопределимой двухопорной балки, нагруженной распределенной нагрузкой заданной интенсивности. Балка моделируется составным (по А.Р. Ржаницыну) стержнем. Расслоение образуется в результате прогрессирующего разрыва сдвиговых связей между слоями. Исследуются локализация и величина наибольших растягивающих и сжимающих напряжений в зависимости от расположения и размеров участка расслоения. Показано, что параметры расслоения существенно изменяют картину напряженно-деформированного состояния, сложившуюся в исходной монолитной балке. При этом величина наибольших растягивающих напряжений изменяется немонотонно при увеличении размеров участка расслоения, тогда как величина наибольших сжимающих напряжений с ростом участка расслоения только возрастает.
Рассматривается трансформация напряженно-деформированного состояния, инициируемая квазистатическим расслоением (трещинообразованием) статически неопределимой двухопорной балки, нагруженной распределенной нагрузкой заданной интенсивности. Балка моделируется составным (по А.Р. Ржаницыну) стержнем. Расслоение образуется в результате прогрессирующего разрыва сдвиговых связей между слоями. Исследуются локализация и величина наибольших растягивающих и сжимающих напряжений в зависимости от расположения и размеров участка расслоения. Показано, что параметры расслоения существенно изменяют картину напряженно-деформированного состояния, сложившуюся в исходной монолитной балке. При этом величина наибольших растягивающих напряжений изменяется немонотонно при увеличении размеров участка расслоения, тогда как величина наибольших сжимающих напряжений с ростом участка расслоения только возрастает.
Ключевые слова: составной стержень, конструктивно нелинейные системы, связи сдвига, деградация связей сдвига, расслоение, трещинообразование, напряжение, деформация.
UDC 624.074.4.042.7. Gorgon V.A., Kravtsova E.A. Stress redistribution in loaded built-up beam under degradation of shifting bonds.
The paper considers transformation of mode of deformation. The transformation is initiated by quasi-static stratification (crack formation) of statically indeterminable beam which has two supports and distributed load with predetermined rate. The beam is designed by compound bar (by A.R. Rzhanitsin). Stratification is formed as a result of progressing abruption of shifting bonds between layers. The paper deals with localization and value of the greatest tensile and compressive stresses depending on location and measurement of stratification area. It is showed that parameters of stratification change the state of mode of deformation, existing in initial monolithic beam, considerably. At the same time value of the greatest tensile stresses is changed nonmonotonically by increasing of measurement of stratification area whereas value of greatest compressive stresses is increased by expansion of stratification area.
Key words: compound rods, structurally nonlinear systems, shifting bonds, degradation of shifting bonds, stratification.
The paper considers transformation of mode of deformation. The transformation is initiated by quasi-static stratification (crack formation) of statically indeterminable beam which has two supports and distributed load with predetermined rate. The beam is designed by compound bar (by A.R. Rzhanitsin). Stratification is formed as a result of progressing abruption of shifting bonds between layers. The paper deals with localization and value of the greatest tensile and compressive stresses depending on location and measurement of stratification area. It is showed that parameters of stratification change the state of mode of deformation, existing in initial monolithic beam, considerably. At the same time value of the greatest tensile stresses is changed nonmonotonically by increasing of measurement of stratification area whereas value of greatest compressive stresses is increased by expansion of stratification area.
Key words: compound rods, structurally nonlinear systems, shifting bonds, degradation of shifting bonds, stratification.
Е.Ю. ДАВЫДОВ, к.т.н. (Белорусский национальный технический университет)
К ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ В ПАНЕЛЯХ-ОБОЛОЧКАХ ПОКРЫТИЙ ИЗ КОНСТРУКТИВНО-АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ НАЛИЧИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ...7
Приведены результаты решения задачи по определению напряжений в конструктивно-анизотропной среде при наличии отверстий. Задача решается на примере панелейоболочек покрытий, где в качестве пролетной конструкции используется стальной профилированный настил, работающий преимущественно на растяжение. Сопоставление полученных теоретических результатов с экспериментальными показывает, что аналитические зависимости для изотропного материала дают значения более близкие к экспериментальным, чем аналитические зависимости для анизотропного материала.
Ключевые слова: конструктивно-анизотропная среда, панелиоболочки покрытий, напряженное состояние.
К ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ В ПАНЕЛЯХ-ОБОЛОЧКАХ ПОКРЫТИЙ ИЗ КОНСТРУКТИВНО-АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ НАЛИЧИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ...7
Приведены результаты решения задачи по определению напряжений в конструктивно-анизотропной среде при наличии отверстий. Задача решается на примере панелейоболочек покрытий, где в качестве пролетной конструкции используется стальной профилированный настил, работающий преимущественно на растяжение. Сопоставление полученных теоретических результатов с экспериментальными показывает, что аналитические зависимости для изотропного материала дают значения более близкие к экспериментальным, чем аналитические зависимости для анизотропного материала.
Ключевые слова: конструктивно-анизотропная среда, панелиоболочки покрытий, напряженное состояние.
UDC 624.014.2.074.43. Davydov E.Yu. Determination of stress state in panels – covers of surfaces from constructive and anisotropic materials in presence of working apertures.
The paper presents results of problem solution for determination of stresses in constructive and anisotropic medium in the presence of apertures. Panels–covers of surfaces are used as the example for the problem solution where steel profile and mainly tensile flat bed is used as span. Comparison of obtained theoretical and experimental results shows that analytical relations give more approximate values to experimental results for isotropic material than analytical relations for anisotropic material.
Key words: constructive and anisotropic medium, stress state.
The paper presents results of problem solution for determination of stresses in constructive and anisotropic medium in the presence of apertures. Panels–covers of surfaces are used as the example for the problem solution where steel profile and mainly tensile flat bed is used as span. Comparison of obtained theoretical and experimental results shows that analytical relations give more approximate values to experimental results for isotropic material than analytical relations for anisotropic material.
Key words: constructive and anisotropic medium, stress state.
Е.А.КАЛЕНТЬЕВ1,инж., В.В.ТАРАСОВ1,д.т.н.,проф., В.Н.НОВИКОВ2,инж. (1Институт прикладной механики УрО РАН, г.Ижевск,2Ижевская государственная сельскохозяйственная академия)
УТОЧНЕНИЕ РЕШЕНИЯ ТРАНСЦЕНДЕНТНОГО УРАВНЕНИЯ ПРИ РАСЧЕТЕ ГЕОМЕТРИИ КАНАТОВ ЛИНЕЙНОГО КАСАНИЯ...12
На основе системы синтезирующих уравнений геометрии каната линейного касания производится уточнение решения вспомогательного уравнения. Решение строится на отыскания минимума функциональной зависимости расстояния между винтовыми осями линейно контактирующих проволок путем разложения производной в ряд Тейлора в окрестности некоторой точки. Показано, что применение полученных результатов позволяет проводить практические расчеты канатов линейного касания с высокой степенью точности.
Ключевые слова: геометрия канатов линейного касания, трансцендентное уравнение.
УТОЧНЕНИЕ РЕШЕНИЯ ТРАНСЦЕНДЕНТНОГО УРАВНЕНИЯ ПРИ РАСЧЕТЕ ГЕОМЕТРИИ КАНАТОВ ЛИНЕЙНОГО КАСАНИЯ...12
На основе системы синтезирующих уравнений геометрии каната линейного касания производится уточнение решения вспомогательного уравнения. Решение строится на отыскания минимума функциональной зависимости расстояния между винтовыми осями линейно контактирующих проволок путем разложения производной в ряд Тейлора в окрестности некоторой точки. Показано, что применение полученных результатов позволяет проводить практические расчеты канатов линейного касания с высокой степенью точности.
Ключевые слова: геометрия канатов линейного касания, трансцендентное уравнение.
UDC 622.673.6. Kalen’t’ev E.A., Tarasov V.V., Novikov V.N. Correction of solution of transcendental equation using calculation of ropes geometry with linear contact.
On the basis of system of synthesizing equations of rope geometry with linear contact the author makes correction of solution of auxiliary equation. The solution is made on finding of minimum value of functional dependence, distance between screw axises of linearly contacted wires, by development of derivative in Taylor series in neighborhood of some point. It is showed that usage of obtained results allows to make practical calculations of ropes with linear contact with high accuracy degree.
Key words: ropes geometry with linear contact, transcendental equation
On the basis of system of synthesizing equations of rope geometry with linear contact the author makes correction of solution of auxiliary equation. The solution is made on finding of minimum value of functional dependence, distance between screw axises of linearly contacted wires, by development of derivative in Taylor series in neighborhood of some point. It is showed that usage of obtained results allows to make practical calculations of ropes with linear contact with high accuracy degree.
Key words: ropes geometry with linear contact, transcendental equation
А.А. МЕРКУЛОВ, инж. (ЮУрГУ, г. Челябинск)
РАБОТА РАМНО-СВЯЗЕВЫХ КАРКАСОВ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ С УЧЕТОМ ПОДАТЛИВОСТИ УЗЛОВ СОПРЯЖЕНИЯ СБОРНЫХ КОЛОНН, ДИАФРАГМ И ПЛОСКИХ МОНОЛИТНЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ...15
Предлагается методика определения НДС железобетонных рамносвязевых каркасов, позволяющая учесть податливость узлов сопряжения сборных колонн, диафрагм и плоских монолитных перекрытий. Приведены результаты расчета каркаса 16-этажного жилого дома и их анализ.
Ключевые слова: железобетонные рамносвязевых каркасы, узлы сопряжения сборных колонн.
РАБОТА РАМНО-СВЯЗЕВЫХ КАРКАСОВ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ С УЧЕТОМ ПОДАТЛИВОСТИ УЗЛОВ СОПРЯЖЕНИЯ СБОРНЫХ КОЛОНН, ДИАФРАГМ И ПЛОСКИХ МОНОЛИТНЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ...15
Предлагается методика определения НДС железобетонных рамносвязевых каркасов, позволяющая учесть податливость узлов сопряжения сборных колонн, диафрагм и плоских монолитных перекрытий. Приведены результаты расчета каркаса 16-этажного жилого дома и их анализ.
Ключевые слова: железобетонные рамносвязевых каркасы, узлы сопряжения сборных колонн.
UDC 624.042.12. Merkulov A.A. Box frames operation of multistory buildings taking into consideration yielding of junctions of sectional columns, diaphragms and simple monolithic flat-slab dacks.
The paper considers method for determination of NDS of ferroconcrete box frames. The method allows taking into account yielding of junctions of sectional columns, diaphragms and simple monolithic flat-slab dacks. The paper presents calculation results and their analysis of carcass of 16-storeyed domestic house.
Key words: ferroconcrete box frames, junctions of sectional columns.
The paper considers method for determination of NDS of ferroconcrete box frames. The method allows taking into account yielding of junctions of sectional columns, diaphragms and simple monolithic flat-slab dacks. The paper presents calculation results and their analysis of carcass of 16-storeyed domestic house.
Key words: ferroconcrete box frames, junctions of sectional columns.
В.Н. СИМБИРКИН, к.т.н., В.В. МАТКОВСКИЙ, инж. (ЦНИИСК им.В.А. Кучеренко, ЕВРОСОФТ, г. Москва)
К РАСЧЕТУ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО НОРМАЛЬНЫМ СЕЧЕНИЯМ...20
Представлены методики расчета напряженнодеформированного состояния, прочности и трещиностойкости элементов железобетонных конструкций по нормальным сечениям. Выполнен сопоставительный анализ результатов расчета различными методами для сечений различной геометрической формы с различным продольным армированием при различном виде и уровне напряженного состояния. Даны рекомендации по выбору метода расчета и формы диаграммы деформирования бетона, используемых при анализе сечений.
Ключевые слова: железобетонные элементы, нормальные сечения, численный расчет, метод предельных усилий, деформационная модель, диаграммы деформирования бетона и арматурной стали.
К РАСЧЕТУ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО НОРМАЛЬНЫМ СЕЧЕНИЯМ...20
Представлены методики расчета напряженнодеформированного состояния, прочности и трещиностойкости элементов железобетонных конструкций по нормальным сечениям. Выполнен сопоставительный анализ результатов расчета различными методами для сечений различной геометрической формы с различным продольным армированием при различном виде и уровне напряженного состояния. Даны рекомендации по выбору метода расчета и формы диаграммы деформирования бетона, используемых при анализе сечений.
Ключевые слова: железобетонные элементы, нормальные сечения, численный расчет, метод предельных усилий, деформационная модель, диаграммы деформирования бетона и арматурной стали.
UDC 624.042.12:624.044. Simbirkin V.N., Matkovskiy V.V. On strain, stress, and strength analysis of reinforced concrete element crosssections.
The paper considers methods used in analysis of strains, stresses, strength and cracking resistance of the reinforced concrete member cross-sections. A comparative numerical analysis for cross-sections of various shapes with different reinforcement ratios under different types and levels of stress state is accomplished using different methods. The paper gives recommendations to choose an analysis technique and shape of concrete constitutive laws used in cross-sectional analysis.
Key words: reinforced concrete elements, cross-sections, numerical analysis, limit force method, general strain model, stress-strain relationships for concrete and reinforcing steel.
The paper considers methods used in analysis of strains, stresses, strength and cracking resistance of the reinforced concrete member cross-sections. A comparative numerical analysis for cross-sections of various shapes with different reinforcement ratios under different types and levels of stress state is accomplished using different methods. The paper gives recommendations to choose an analysis technique and shape of concrete constitutive laws used in cross-sectional analysis.
Key words: reinforced concrete elements, cross-sections, numerical analysis, limit force method, general strain model, stress-strain relationships for concrete and reinforcing steel.
С.М. ПЕТРОВ, инж. (Самарский государственный архитектурно-строительного университет)
РАСЧЕТ МНОГОПРОЛЕТНЫХ «СЭНДВИЧ»ПАНЕЛЕЙ С УЧЕТОМ СДВИГА СТРУКТУРИРОВАННОГО ОРТОТРОПНОГО МИНЕРАЛОВАТНОГО СРЕДНЕГО СЛОЯ И УПРУГОЙ ПОДАТЛИВОСТИ ОПОР...27
Описана методика определения напряженно-деформированного состояния многопролетных «сэндвич»панелей с учетом сдвига структурированного орторопного минераловатного среднего слоя и упругой податливости опор. Приведено сравнение результатов расчета «сэндвич»панели по разработанной методике с результатами натурных испытаний.
Ключевые слова: «сэндвич»панель, волокнистая минеральная вата, сдвиг среднего слоя, упругая податливость опор, натурные испытания.
РАСЧЕТ МНОГОПРОЛЕТНЫХ «СЭНДВИЧ»ПАНЕЛЕЙ С УЧЕТОМ СДВИГА СТРУКТУРИРОВАННОГО ОРТОТРОПНОГО МИНЕРАЛОВАТНОГО СРЕДНЕГО СЛОЯ И УПРУГОЙ ПОДАТЛИВОСТИ ОПОР...27
Описана методика определения напряженно-деформированного состояния многопролетных «сэндвич»панелей с учетом сдвига структурированного орторопного минераловатного среднего слоя и упругой податливости опор. Приведено сравнение результатов расчета «сэндвич»панели по разработанной методике с результатами натурных испытаний.
Ключевые слова: «сэндвич»панель, волокнистая минеральная вата, сдвиг среднего слоя, упругая податливость опор, натурные испытания.
UDC 624.016, 624.073, 624.048, 624.042.62. Petrov S.M. Structural orthotropic mineral wool middle layers shift and the elastic pliability of supports in the multispan “sandwich”panel analysis.
The procedure of a stress and strain state analysis of the multi-span “sandwich”-panels is described with the factors of the structural orthotropic mineral wool middle layers shift and the elastic pliability of supports. The paper presents comparison of “sandwich”-panel’s results of calculation of in-place tests.
Key words: “sandwich”-panel, structural orthotropic mineral wool, middle layer shift, elastic pliability of supports, design procedure.
The procedure of a stress and strain state analysis of the multi-span “sandwich”-panels is described with the factors of the structural orthotropic mineral wool middle layers shift and the elastic pliability of supports. The paper presents comparison of “sandwich”-panel’s results of calculation of in-place tests.
Key words: “sandwich”-panel, structural orthotropic mineral wool, middle layer shift, elastic pliability of supports, design procedure.
О.Н. ПОПОВ, к.т.н., М.О. МОИСЕЕНКО, к.т.н, Т.А. ТРЕПУТНЕВА, инж. (ТГАСУ, Томск)
ВЛИЯНИЕ СИММЕТРИЧНОЙ ОБЩЕЙ НАЧАЛЬНОЙ ПОГИБИ НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ ПОЛОГИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК...34
Приведено исследование влияния общей начальной симметричной погиби на результаты расчета шарнирно закрепленной, цилиндрической, пологой оболочки постоянной толщины из материала Д16Т на действие равномерно распределенной нагрузки. Наиболее деформируемой является оболочка с положительной начальной погибью. Однако оболочка с отрицательной начальной погибью теряет устойчивость в «большом».
Ключевые слова: пологая оболочка, ребра жесткости, нелинейность, начальный прогиб.
ВЛИЯНИЕ СИММЕТРИЧНОЙ ОБЩЕЙ НАЧАЛЬНОЙ ПОГИБИ НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ ПОЛОГИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК...34
Приведено исследование влияния общей начальной симметричной погиби на результаты расчета шарнирно закрепленной, цилиндрической, пологой оболочки постоянной толщины из материала Д16Т на действие равномерно распределенной нагрузки. Наиболее деформируемой является оболочка с положительной начальной погибью. Однако оболочка с отрицательной начальной погибью теряет устойчивость в «большом».
Ключевые слова: пологая оболочка, ребра жесткости, нелинейность, начальный прогиб.
UDC 7.04:535.4.011.22.23. Popov O.N., Moiseenko M.O., Treputneva T.A. Influence of symmetric general initial flexure on mode of deformation and stability of flat cylindrical shells.
The paper presents the research of influence of general initial symmetric flexure on results of calculation of floated cylindrical flat shell under uniformly distributed load. The shell is made from D16T material and has constant thickness. Shell with positive initial flexure is more deformed. However shell with negative initial flexure loses stability in “large”.
Key words: flat shell, webbings, nonlinearity, initial deflection.
The paper presents the research of influence of general initial symmetric flexure on results of calculation of floated cylindrical flat shell under uniformly distributed load. The shell is made from D16T material and has constant thickness. Shell with positive initial flexure is more deformed. However shell with negative initial flexure loses stability in “large”.
Key words: flat shell, webbings, nonlinearity, initial deflection.
Расчёты на надёжность
В.Д. РАЙЗЕР, д.т.н., проф. (г.Сан-Диего, США)
АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ НЕРАЗРУШАЮЩЕМ КОНТРОЛЕ...40
Рассматривается надежность конструкций с учетом накопления повреждений, оцениваемыми неразрушающими методами контроля.
Ключевые слова: надежность конструкций, вероятность отказа, неразрушающий контроль.
АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ НЕРАЗРУШАЮЩЕМ КОНТРОЛЕ...40
Рассматривается надежность конструкций с учетом накопления повреждений, оцениваемыми неразрушающими методами контроля.
Ключевые слова: надежность конструкций, вероятность отказа, неразрушающий контроль.
UDC 624.012.2.046:69. Raizer V.D. Reliability analysis of constructions under carrying out of nondestructive check.
The paper considers reliability of constructions taking into account damages accumulations which are estimated by nondestructive methods of check.
Key words: reliability of constructions, probability of failure, nondestructive check
The paper considers reliability of constructions taking into account damages accumulations which are estimated by nondestructive methods of check.
Key words: reliability of constructions, probability of failure, nondestructive check
Динамические расчёты
Ю.В. БОНДАРЕВ, к.т.н, НГУИЕН ТХАНХ СУАН, инж. (СПбГАСУ)
РАСЧЕТ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ ПРИ ВНЕЗАПНОМ УДАЛЕНИИ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ...43
Рассматривается динамическая реакция конструкций зданий и сооружений, моделируемых стержневыми системами при запроектном воздействии определенного типа: внезапном удалении отдельных элементов. Формулируется причина возникающих при этом колебаний. Рассматривается решение задачи с помощью метода разложения по главным формам колебаний.
Ключевые слова: внезапное удаление элемента, запроектное воздействие, прогрессирующее разрушение.
РАСЧЕТ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ ПРИ ВНЕЗАПНОМ УДАЛЕНИИ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ...43
Рассматривается динамическая реакция конструкций зданий и сооружений, моделируемых стержневыми системами при запроектном воздействии определенного типа: внезапном удалении отдельных элементов. Формулируется причина возникающих при этом колебаний. Рассматривается решение задачи с помощью метода разложения по главным формам колебаний.
Ключевые слова: внезапное удаление элемента, запроектное воздействие, прогрессирующее разрушение.
UDC 624.042.8:534.014.1:624.074.5. Bondarev Yuri V., Nguyen Thanh Xuan. Calculation of bar systems due to sudden removal of individual elements.
The paper considers the dynamic response of the construction of buildings and structures, simulated bar systems due to sudden removal of some individual elements. The reason for oscillations arising from the sudden removal of elements is formulated. Solution of this problem is considered by mode superposition method.
Key words: sudden removal of elements, unaccounted effects, progressive collapse.
The paper considers the dynamic response of the construction of buildings and structures, simulated bar systems due to sudden removal of some individual elements. The reason for oscillations arising from the sudden removal of elements is formulated. Solution of this problem is considered by mode superposition method.
Key words: sudden removal of elements, unaccounted effects, progressive collapse.
А.Г. ТЯПИН, д.т.н. («Атомэнергопроект», Москва)
РЕЗЕРВЫ КОНСЕРВАТИЗМА В РАСЧЕТАХ ДИНАМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СООРУЖЕНИЙ С ГРУНТОВЫМ ОСНОВАНИЕМ. Часть II: ВЛИЯНИЕ УЧЕТА ЗАГЛУБЛЕНИЯ, ОСОБЕННОСТЕЙ АКСЕЛЕРОГРАММЫ И ПОДАТЛИВОСТИ ОСНОВАНИЯ...49
Автор представляет результаты специального исследования по учету роли различных факторов в сейсмическом расчете системы «сооружение — основание». Шесть последовательных расчетов для одного и того же сооружения позволили разделить влияние учета некогерентности сейсмических волн, пересчета воздействия с исходного на пригруженное основание, учета заглубления, учета особенностей акселерограммы воздействия и учета податливости основания. В данной публикации представлены результаты последних трех из шести расчетов. Результаты первых трех расчетов представлены в предыдущей публикации.
Ключевые слова: сейсмическая реакция, взаимодействие сооружения с основанием, поэтажные спектры ускорений.
РЕЗЕРВЫ КОНСЕРВАТИЗМА В РАСЧЕТАХ ДИНАМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СООРУЖЕНИЙ С ГРУНТОВЫМ ОСНОВАНИЕМ. Часть II: ВЛИЯНИЕ УЧЕТА ЗАГЛУБЛЕНИЯ, ОСОБЕННОСТЕЙ АКСЕЛЕРОГРАММЫ И ПОДАТЛИВОСТИ ОСНОВАНИЯ...49
Автор представляет результаты специального исследования по учету роли различных факторов в сейсмическом расчете системы «сооружение — основание». Шесть последовательных расчетов для одного и того же сооружения позволили разделить влияние учета некогерентности сейсмических волн, пересчета воздействия с исходного на пригруженное основание, учета заглубления, учета особенностей акселерограммы воздействия и учета податливости основания. В данной публикации представлены результаты последних трех из шести расчетов. Результаты первых трех расчетов представлены в предыдущей публикации.
Ключевые слова: сейсмическая реакция, взаимодействие сооружения с основанием, поэтажные спектры ускорений.
UDC 699.841:624.042.7. Tyapin A.G. Reserves of conservatism in SSI. Part II: Influence of embedment, site-specific excitation and soil flexibility.
The author presents results of special research considering the role of different factors in SSI. Six step-by-step SSI analyses for the same structure enabled to split the influence of the incoherency accounting, seismic excitation modification from the initial soil to the loaded soil, embedment, site-specific excitation and accounting for the soil flexibility. This publication presents the results of three last analyses. Three first ones were presented in the previous paper.
Key words: seismic reaction, interworking of construction with foundation bed, floor spectrums of accelerations.
The author presents results of special research considering the role of different factors in SSI. Six step-by-step SSI analyses for the same structure enabled to split the influence of the incoherency accounting, seismic excitation modification from the initial soil to the loaded soil, embedment, site-specific excitation and accounting for the soil flexibility. This publication presents the results of three last analyses. Three first ones were presented in the previous paper.
Key words: seismic reaction, interworking of construction with foundation bed, floor spectrums of accelerations.
Ю.Т. ЧЕРНОВ, д.т.н., проф. (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)
К РАСЧЕТУ СИСТЕМ С ВЫКЛЮЧАЮЩИМИСЯ СВЯЗЯМИ...53
Анализируется характер колебаний при выключении (разрушении) связей, как в системах, находящихся в положении статического равновесия, так и при колебаниях. Отмечается, что при выключении связи дополнительное воздействие на систему равно реакции связи в этот момент. Такое воздействие приводит к скачку ускорений, но не скоростей. В процессе колебаний величина этой реакции естественно меняется, что может быть учтено с помощью «фиктивной» нагрузки. Предлагается два метода расчета подобных систем.
Ключевые слова: колебания, статическое равновесие, реакция, скачок ускорений.
К РАСЧЕТУ СИСТЕМ С ВЫКЛЮЧАЮЩИМИСЯ СВЯЗЯМИ...53
Анализируется характер колебаний при выключении (разрушении) связей, как в системах, находящихся в положении статического равновесия, так и при колебаниях. Отмечается, что при выключении связи дополнительное воздействие на систему равно реакции связи в этот момент. Такое воздействие приводит к скачку ускорений, но не скоростей. В процессе колебаний величина этой реакции естественно меняется, что может быть учтено с помощью «фиктивной» нагрузки. Предлагается два метода расчета подобных систем.
Ключевые слова: колебания, статическое равновесие, реакция, скачок ускорений.
UDC 624.072.2 Chernov Yu.T. Calculation of systems with shutdown of connections.
The paper presents analysis of oscillations type under shutdown of connections. The analysis is made as for systems operating in state of static balance as for systems with oscillations. It is noted that under shutdown of connection additional influence on system is equal reaction of connection in this moment. Such influence leads to accelerations jump but without speeds jump. In the process of oscillations value of this reaction is being changed naturally and it can be specified by usage of “fictitious” load. The paper suggests two methods for calculation of such systems.
Key words: oscillations, static balance, reaction, accelerations jump.
The paper presents analysis of oscillations type under shutdown of connections. The analysis is made as for systems operating in state of static balance as for systems with oscillations. It is noted that under shutdown of connection additional influence on system is equal reaction of connection in this moment. Such influence leads to accelerations jump but without speeds jump. In the process of oscillations value of this reaction is being changed naturally and it can be specified by usage of “fictitious” load. The paper suggests two methods for calculation of such systems.
Key words: oscillations, static balance, reaction, accelerations jump.
Экспериментальные исследования
А.А.ПОКРОВСКИЙ, д.т.н., проф., ПГУАС, Пенза
ОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ ДЕФОРМАЦИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ...57
Предлагается замерять деформации по линиям треугольной сетки наносимой на поверхность конструкций. Это позволяет сократить потребность в тензодатчиках примерно на треть посравнению с традиционной формой – в виде розеток.
Ключевые слова: деформации, линия, поверхность конструкций.
ОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ ДЕФОРМАЦИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ...57
Предлагается замерять деформации по линиям треугольной сетки наносимой на поверхность конструкций. Это позволяет сократить потребность в тензодатчиках примерно на треть посравнению с традиционной формой – в виде розеток.
Ключевые слова: деформации, линия, поверхность конструкций.
UDC 624.04:539:519.6. Pokrovskiy A.A. Experimental determination of deformations on the surface of constructions.
The author suggests to measure deformations along lines of triangular net marked on the surface of constructions. It allows to reduce requirement in strain gauges approximately on one third in comparison with traditional form – in the wall outlet shape.
Key words: deformation, line, surface of constructions.
The author suggests to measure deformations along lines of triangular net marked on the surface of constructions. It allows to reduce requirement in strain gauges approximately on one third in comparison with traditional form – in the wall outlet shape.
Key words: deformation, line, surface of constructions.
Нелинейные расчёты
Г.Т. ТАРАБРИН, д.т.н., проф. (ВолгГТУ, г. Волгоград)
УСТОЙЧИВОСТЬ К ПРОЩЕЛКИВАНИЮ КОНИЧЕСКОЙ ПОЛОГОЙ ОБОЛОЧКИ...59
Упругая пологая оболочка в форме прямого усеченного конуса при сжатии по направлению продольной оси превращается в кольцевую пластину. Попытка дальнейшего поперечного нагружения пластины приводит к ее скачкообразному прогибу в сторону, противоположную начальной выгнутости оболочки. Это явление называют прощелкиванием. В рамках гипотез о физической и геометрической линейности решается задача о критической сжимающей силе, действие которой создает прощелкивание.
Ключевые слова: оболочка, упругость, устойчивость.
УСТОЙЧИВОСТЬ К ПРОЩЕЛКИВАНИЮ КОНИЧЕСКОЙ ПОЛОГОЙ ОБОЛОЧКИ...59
Упругая пологая оболочка в форме прямого усеченного конуса при сжатии по направлению продольной оси превращается в кольцевую пластину. Попытка дальнейшего поперечного нагружения пластины приводит к ее скачкообразному прогибу в сторону, противоположную начальной выгнутости оболочки. Это явление называют прощелкиванием. В рамках гипотез о физической и геометрической линейности решается задача о критической сжимающей силе, действие которой создает прощелкивание.
Ключевые слова: оболочка, упругость, устойчивость.
UDK 539.3. Tarabrin G.T. Stability to conversion of convexity of a conic flat shell.
The elastic flat shell in the form of the frustum of a cone at compression on a direction of a longitudinal axis turns to a ring plate. Attempt of the further cross load the plate results in jump deflection aside, opposite to initial convexity of a shell. This effect name is the conversion of convexity. In the framework of hypotheses about physical and geometrical linearity the paper suggests solution for the problem about the critical compressing force and its action which creates the conversion of convexity.
Key words: shell; elasticity; stability.
The elastic flat shell in the form of the frustum of a cone at compression on a direction of a longitudinal axis turns to a ring plate. Attempt of the further cross load the plate results in jump deflection aside, opposite to initial convexity of a shell. This effect name is the conversion of convexity. In the framework of hypotheses about physical and geometrical linearity the paper suggests solution for the problem about the critical compressing force and its action which creates the conversion of convexity.
Key words: shell; elasticity; stability.
А.А. ТРЕЩЁВ, д.т.н., проф., А.Н. ЗАБЕЛИН, инж. (Тульский государственный университет)
УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ТОНКОЙ ПОЛОГОЙ ОБОЛОЧКИ ИЗ РАЗНОСОПРОТИВЛЯЮЩИХСЯ ДИЛАТИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ КОНЕЧНЫХ ПРОГИБАХ...63
Исследуется напряжено-деформированное состояние тонких пологих оболочек положительной гауссовой кривизны выполненных из дилатирующих материалов за пределом упругости. Получены дифференциальные уравнения, определяющие работу оболочки за пределом упругости и учитывающие работу материала при односторонней и двусторонней пластичности. Представлены результаты решения полученных дифференциальных уравнений. Приведены результаты начала развития зон пластичности при разных нагрузках и для различных условий пластичности.
Ключевые слова: напряжено-деформированное состояние, тонкие пологие оболочки, дилатирующие материалы, условия пластичности.
УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ТОНКОЙ ПОЛОГОЙ ОБОЛОЧКИ ИЗ РАЗНОСОПРОТИВЛЯЮЩИХСЯ ДИЛАТИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ КОНЕЧНЫХ ПРОГИБАХ...63
Исследуется напряжено-деформированное состояние тонких пологих оболочек положительной гауссовой кривизны выполненных из дилатирующих материалов за пределом упругости. Получены дифференциальные уравнения, определяющие работу оболочки за пределом упругости и учитывающие работу материала при односторонней и двусторонней пластичности. Представлены результаты решения полученных дифференциальных уравнений. Приведены результаты начала развития зон пластичности при разных нагрузках и для различных условий пластичности.
Ключевые слова: напряжено-деформированное состояние, тонкие пологие оболочки, дилатирующие материалы, условия пластичности.
UDC 624.04:539.219.2:539.37:539.385. Treshchyov A.A., Zabelin A.N. Plasto-elastic deformation of thin flat shell from materials with dilatation and various resistances at finite bendings.
The paper researches mode of deformation of thin flat shells with positive Gaussian curvature. Shells are made from materials with dilatation outside of limit of elasticity. The paper presents differential equations defining shell operation outside of limit of elasticity and taking into account material operation at the single-sided and double-sided plasticity. The paper also presents solution results of obtained differential equations and results of beginning of progress of plasticity zones under different loads and for various conditions of plasticity.
Key words: mode of deformation, thin flat shells, materials with dilatation, conditions of plasticity.
The paper researches mode of deformation of thin flat shells with positive Gaussian curvature. Shells are made from materials with dilatation outside of limit of elasticity. The paper presents differential equations defining shell operation outside of limit of elasticity and taking into account material operation at the single-sided and double-sided plasticity. The paper also presents solution results of obtained differential equations and results of beginning of progress of plasticity zones under different loads and for various conditions of plasticity.
Key words: mode of deformation, thin flat shells, materials with dilatation, conditions of plasticity.
Д.В. ДЕРЕВЯНКИН, инж., В.И. СЛИВКЕР, д.т.н., проф. (Гипростроймост, Санкт-Петербург)
О СТАБИЛИЗАЦИИ НЕКОНСЕРВАТИВНЫХ СИСТЕМ С ПОМОЩЬЮ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ МАСС...69
Введение дополнительных динамических степеней свободы в неконсервативную механическую систему способно приводить как к стабилизирующему, так и к дестабилизирующему эффекту. Существующее в теории неконсервативных систем гипотетическое предположение о гарантированном дестабилизирующем влиянии бесконечно малых дополнительных масс опровергается построенным в статье контрпримером с тремя динамическими степенями свободы.
Ключевые слова: устойчивость равновесия, неконсервативные системы, стабилизация массой.
О СТАБИЛИЗАЦИИ НЕКОНСЕРВАТИВНЫХ СИСТЕМ С ПОМОЩЬЮ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ МАСС...69
Введение дополнительных динамических степеней свободы в неконсервативную механическую систему способно приводить как к стабилизирующему, так и к дестабилизирующему эффекту. Существующее в теории неконсервативных систем гипотетическое предположение о гарантированном дестабилизирующем влиянии бесконечно малых дополнительных масс опровергается построенным в статье контрпримером с тремя динамическими степенями свободы.
Ключевые слова: устойчивость равновесия, неконсервативные системы, стабилизация массой.
UDC 624.046.3. Derevyankin D.V., Slivker V.I. On stabilization of nonconservative systems with additional masses.
The additional masses are able to stabilize or destabilize nonconservative systems. There is opinion in the theory that an infinite small mass always leads to the destabilization of system. But this hypothesis is incorrect what is proved by simple model of nonconservative system.
Key words: stability of equilibrium, nonconservative systems, stabilization with masses.
The additional masses are able to stabilize or destabilize nonconservative systems. There is opinion in the theory that an infinite small mass always leads to the destabilization of system. But this hypothesis is incorrect what is proved by simple model of nonconservative system.
Key words: stability of equilibrium, nonconservative systems, stabilization with masses.
Численные расчёты
А.В. ЕРМАКОВА, канд. техн. наук (ЮУрГУ, Челябинск)
ОСНОВНАЯ РАЗРЕШАЮЩАЯ СИСТЕМА ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ МЕТОДА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ...74
Рассмотрены некоторые вопросы, связанные с формированием основной разрешающей системы линейных алгебраических уравнений, которая используется при нелинейном расчете железобетонных конструкций методом дополнительных конечных элементов (МДКЭ). Приведены примеры, показывающие изменение основной разрешающей системы уравнений и формирование дополнительных нагрузок в зависимости от стадии работы конструкции.
Ключевые слова: метод дополнительных конечных элементов, дополнительные расчетные схемы, дополнительные конечные элементы, предельные состояния, железобетонные конструкции.
ОСНОВНАЯ РАЗРЕШАЮЩАЯ СИСТЕМА ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ МЕТОДА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ...74
Рассмотрены некоторые вопросы, связанные с формированием основной разрешающей системы линейных алгебраических уравнений, которая используется при нелинейном расчете железобетонных конструкций методом дополнительных конечных элементов (МДКЭ). Приведены примеры, показывающие изменение основной разрешающей системы уравнений и формирование дополнительных нагрузок в зависимости от стадии работы конструкции.
Ключевые слова: метод дополнительных конечных элементов, дополнительные расчетные схемы, дополнительные конечные элементы, предельные состояния, железобетонные конструкции.
UDC 624.012.07. Ermakova A.V. The main solving set of linear algebraic equations using addinional finite element method.
The paper considers some problems connected with formation of the main solving set of linear algebraic equations of nonlinear design of reinforced concrete structures by means of additional finite element method (AFEM). AFEM is a variant of finite element method (FEM) destined for analysis of reinforced concrete structure at limit strength state. Additional finite element method adds to the traditional sequence of problem solving by FEM the units of design by ultimate equilibrium (limit strength states) and method of additional loads (elastic decision). The paper includes the examples of changes of the main set of equations and formation of additional loads depending on the stage of structural behaviour.
Key words: additional finite element method, additional design diagrams, additional finite elements, limit states.
The paper considers some problems connected with formation of the main solving set of linear algebraic equations of nonlinear design of reinforced concrete structures by means of additional finite element method (AFEM). AFEM is a variant of finite element method (FEM) destined for analysis of reinforced concrete structure at limit strength state. Additional finite element method adds to the traditional sequence of problem solving by FEM the units of design by ultimate equilibrium (limit strength states) and method of additional loads (elastic decision). The paper includes the examples of changes of the main set of equations and formation of additional loads depending on the stage of structural behaviour.
Key words: additional finite element method, additional design diagrams, additional finite elements, limit states.