N 1 за 2012год
К 90-летию со дня образования в МИИТе кафедры «Строительные конструкции».Посвящается памяти Г.А. Гениева. К 85-летию со дня рождения...2
К 90-летию со дня образования в МИИТе кафедры «Строительные конструкции».Посвящается памяти Г.А. Гениева. К 85-летию со дня рождения...2
Расчёты на прочность
Н.С. БЛОХИНА, канд. техн. наук, доц. (МГСУ)
РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ С УЧЕТОМ ФИЗИЧЕСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ...3
В работе рассмотрена проблема учета физической нелинейности при расчете конструкций и их элементов из анизотропных материалов, огромную роль, в решение которой внес профессор Центрального научно-исследовательского института строительных конструкций им.В.А.Кучеренко Г.А.Гениев. Под его руководством и с его непосредственным участием были разработаны теории предельного напряженного состояния и варианты деформационной теории пластичности для ряда анизотропных материалов, таких как бетон, железобетон, каменная кладка, древесина, асбестоцемент. Также представлена методика расчета конструкций и их элементов в соответствии с вариантом деформационной теории пластичности на основе одифицированного метода Ньютона – Рафсона.
Ключевые слова: физическая нелинейность, расчет конструкций, анизотропные материалы.
В работе рассмотрена проблема учета физической нелинейности при расчете конструкций и их элементов из анизотропных материалов, огромную роль, в решение которой внес профессор Центрального научно-исследовательского института строительных конструкций им.В.А.Кучеренко Г.А.Гениев. Под его руководством и с его непосредственным участием были разработаны теории предельного напряженного состояния и варианты деформационной теории пластичности для ряда анизотропных материалов, таких как бетон, железобетон, каменная кладка, древесина, асбестоцемент. Также представлена методика расчета конструкций и их элементов в соответствии с вариантом деформационной теории пластичности на основе одифицированного метода Ньютона – Рафсона.
Ключевые слова: физическая нелинейность, расчет конструкций, анизотропные материалы.
UDC 624.072.2. O.V. Baydin. Increase resistance to formation of cracks of defective reinforced concrete by corrosion
The method of quantity estimation of influence of clamping of reinforced concrete elements on increase of their crack growth resistance, paying attention to corrosion of materials damages is given.
Key words: clamping of clamping, corrosion damage, cracks formation.
Г.С. ВАРДАНЯН, д.т.н., проф. (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, г. Москва)
The method of quantity estimation of influence of clamping of reinforced concrete elements on increase of their crack growth resistance, paying attention to corrosion of materials damages is given.
Key words: clamping of clamping, corrosion damage, cracks formation.
Г.С. ВАРДАНЯН, д.т.н., проф. (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, г. Москва)
ОБ ОДНОЙ ВОЗМОЖНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ (РАЗРУШЕНИЯ) СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ...6
Рассматривается возможность применения анализа размерностей, основанного на взаимнооднозначном соответствии между размерными величинами и их размерностями. С помощью предложенного подхода установлены критерии подобия, позволяющие моделировать процессы разрушения конструкций, изготовленных из хрупких или вязкоупругих материалов.
Рассматривается возможность применения анализа размерностей, основанного на взаимнооднозначном соответствии между размерными величинами и их размерностями. С помощью предложенного подхода установлены критерии подобия, позволяющие моделировать процессы разрушения конструкций, изготовленных из хрупких или вязкоупругих материалов.
Ключевые слова: анализ размерностей, моделирование, критерии подобия, хрупкое разрушение, прочность, долговечность.
UDC 642.04: 539.376. A.S. Dekhtyar. Load carrying capacity of conical shell and its maintenance in aggressive environment
The shallow conical shell of middle thickness is considered. A shell has a variable thickness and transversal load depending on the outline of shell. Action of aggressive environment results in reduction of thickness and reduction of bearing capacity of shell respectively. Recommendations in relation to safe exploitation of such a structure are done for the case when its maintenance is not carried out properly.
Key words: conical shell Load carrying capacity, corrosion destruction.
The shallow conical shell of middle thickness is considered. A shell has a variable thickness and transversal load depending on the outline of shell. Action of aggressive environment results in reduction of thickness and reduction of bearing capacity of shell respectively. Recommendations in relation to safe exploitation of such a structure are done for the case when its maintenance is not carried out properly.
Key words: conical shell Load carrying capacity, corrosion destruction.
А.С. ДОРОГАН, к.т.н. (Дальневосточный государственный университет путей сообщения, г. Хабаровск)
БЕЗРАСПОРНЫЕ ВИСЯЧИЕ МОСТЫ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ...11
Рассмотрены «классические» безраспорные висячие мосты и дается анализ их статической работы и регулирование усилий. Используется программа «Интэл», основанная на методе граничных интегральных уравнений (МГИУ). Предложены конструкции балок жесткости и методы их монтажа для мостов больших пролетов.
Ключевые слова: распорные висячие мосты, безраспорные висячие мосты, МКЭ, МГИУ.
UDC 624.04: 624.5. A.S. Dorogan. Earth and selfanchored (combined) suspension bridges. Part 1
The suspension bridges with high level of connecting of additional cables to pylons are offered in part 1. The analysis of their static work and regulation of strength is given. The program «Intel» is used and realizes in the form of BEM.
Key words: self:anchored suspension bridges, earth-anchored suspension bridges, combined suspension bridges, FEM, BEM.
The suspension bridges with high level of connecting of additional cables to pylons are offered in part 1. The analysis of their static work and regulation of strength is given. The program «Intel» is used and realizes in the form of BEM.
Key words: self:anchored suspension bridges, earth-anchored suspension bridges, combined suspension bridges, FEM, BEM.
В.И. КОРОБКО, д.т.н., проф., С.Ю. САВИН, инж. (ФГБОУ ВПО «Государственный университет – учебно:научно:производственный комплекс»)
ИЗГИБ ОРТОТРОПНЫХ ПЛАСТИНОК В ВИДЕ ПАРАЛЛЕЛОГРАММА С ОДНОРОДНЫМИ И КОМБИНИРОВАННЫМИ ГРАНИЧНЫМИ УСЛОВИЯМИ...18
Рассматриваются задачи поперечного изгиба упругих ортотропных пластинок в виде параллелограммов, нагруженных равномерно распределенной нагрузкой, при однородных и комбинированных граничных условиях. Решение задачи осуществляется методом интерполяции по коэффициенту формы. Для пластинок в виде ромбов по значениям максимальных прогибов, полученным с помощью МКЭ, построены аппроксимирующие функции, аргументами которых являются коэффициент формы и соотношения цилиндрических жесткостей. Эти функции могут быть использованы непосредственно для нахождения значений максимальных прогибов пластинок в виде ромбов либо для получения опорных значений при решении задачи поперечного изгиба ортотропных пластин в виде параллелограммов методом интерполяции по коэффициенту формы.
Ключевые слова: ортотропные пластинки в виде параллелограммов, максимальный прогиб, однородные и комбинированные граничные условия, метод интерполяции по коэффициенту формы.
ИЗГИБ ОРТОТРОПНЫХ ПЛАСТИНОК В ВИДЕ ПАРАЛЛЕЛОГРАММА С ОДНОРОДНЫМИ И КОМБИНИРОВАННЫМИ ГРАНИЧНЫМИ УСЛОВИЯМИ...18
Рассматриваются задачи поперечного изгиба упругих ортотропных пластинок в виде параллелограммов, нагруженных равномерно распределенной нагрузкой, при однородных и комбинированных граничных условиях. Решение задачи осуществляется методом интерполяции по коэффициенту формы. Для пластинок в виде ромбов по значениям максимальных прогибов, полученным с помощью МКЭ, построены аппроксимирующие функции, аргументами которых являются коэффициент формы и соотношения цилиндрических жесткостей. Эти функции могут быть использованы непосредственно для нахождения значений максимальных прогибов пластинок в виде ромбов либо для получения опорных значений при решении задачи поперечного изгиба ортотропных пластин в виде параллелограммов методом интерполяции по коэффициенту формы.
Ключевые слова: ортотропные пластинки в виде параллелограммов, максимальный прогиб, однородные и комбинированные граничные условия, метод интерполяции по коэффициенту формы.
UDC 624.04. V.I. Korobko, S.Yu. Savin. Bending of parallelogram orthotropic plates with homogenous and combined boundary conditions
The article describes the problem of transverse bending of parallelogram elastic orthotropic plates, loaded with an evenly distributed load, with combined and with homogeneous boundary conditions. This problem is solved using the interpolation technique by shape factor. For rhombic plates the values of the maximum deflection obtained by FEM to construct an approximating function whose arguments are the shape factor and the ratio of flexural rigidity. These functions can be directly used for finding of values of the maximum deflection of rhombic plates, or to obtain reference values to solving the problem of transverse bending of parallelogram orthotropic plates using the interpolation technique by shape factor.
Key words: parallelogram orthotropic plates, maximum deflection, homogeneous and combined boundary conditions, interpolation technique by shape factor.
The article describes the problem of transverse bending of parallelogram elastic orthotropic plates, loaded with an evenly distributed load, with combined and with homogeneous boundary conditions. This problem is solved using the interpolation technique by shape factor. For rhombic plates the values of the maximum deflection obtained by FEM to construct an approximating function whose arguments are the shape factor and the ratio of flexural rigidity. These functions can be directly used for finding of values of the maximum deflection of rhombic plates, or to obtain reference values to solving the problem of transverse bending of parallelogram orthotropic plates using the interpolation technique by shape factor.
Key words: parallelogram orthotropic plates, maximum deflection, homogeneous and combined boundary conditions, interpolation technique by shape factor.
А.А. ПОКРОВСКИЙ, д.т.н., проф. (ПГУАС, г. Пенза)
О ПРЕДСТАВЛЕНИИ ДЕФОРМИРУЕМОЙ СТЕРЖНЕВОЙ КОНСТРУКЦИИ СИСТЕМОЙ НЕДЕФОРМИРУЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СОЕДИНЕННЫХ УПРУГО3ПОДАТЛИВЫМИ СВЯЗЯМИ...23
Предлагается в расчетах деформируемых стержневых конструкций применять расчетную схему в виде системы недеформируемых элементов соединенных упруго-податливыми связями заданных жесткостей. При такой расчетной схеме упрощается структура уравнений методов сил, перемещений, смешанного, легче вычисляются коэффициенты уравнений, проще решается система уравнений. Методика расчета продемонстрирована на примере рамы. Рекомендуется применять разработанную методику к расчету различных стержневых конструкций.
Ключевые слова: недеформируемые элементы, упруго-податливые связи, методы расчета.
О ПРЕДСТАВЛЕНИИ ДЕФОРМИРУЕМОЙ СТЕРЖНЕВОЙ КОНСТРУКЦИИ СИСТЕМОЙ НЕДЕФОРМИРУЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СОЕДИНЕННЫХ УПРУГО3ПОДАТЛИВЫМИ СВЯЗЯМИ...23
Предлагается в расчетах деформируемых стержневых конструкций применять расчетную схему в виде системы недеформируемых элементов соединенных упруго-податливыми связями заданных жесткостей. При такой расчетной схеме упрощается структура уравнений методов сил, перемещений, смешанного, легче вычисляются коэффициенты уравнений, проще решается система уравнений. Методика расчета продемонстрирована на примере рамы. Рекомендуется применять разработанную методику к расчету различных стержневых конструкций.
Ключевые слова: недеформируемые элементы, упруго-податливые связи, методы расчета.
UDC 624.04:539:519.6. A.A. Pokrovsky. Representation of a deformed framing as a system of warpfree elements connected by elastoplastic bonds
To calculate deformed framings it is suggested to use scheme in the form of system of warp:free elements connected by elastoplastic bonds of specified rigidities. The calculation method is demonstrated on an example. To calculate different deformed framings it is recommended to use the developed method.
Key words: warp:free elements, elastoplastic bonds, calculation methods.
To calculate deformed framings it is suggested to use scheme in the form of system of warp:free elements connected by elastoplastic bonds of specified rigidities. The calculation method is demonstrated on an example. To calculate different deformed framings it is recommended to use the developed method.
Key words: warp:free elements, elastoplastic bonds, calculation methods.
В.С. УТКИН, д.т.н., проф., Н.Г. МЫСОВА, инж. (Вологодский государственный технический университет)
ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ — СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ И ЖИВУЧЕСТИ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ...25
Рассмотрено использование предупредительных элементов в составе зданий и сооружений для повышения долговечности и живучести несущих конструкций. Примером такого элемента служит железобетонная балка или плита. За счет использования в конструкциях одного или нескольких предупредительных элементов можно определить время начала диагностики элементов конструкции, а также начало оценки безопасности конструкции на стадии эксплуатации. При этом предупредительный элемент должен содержать один легко контролируемый параметр (критерий предельного состояния), по значению которого выявляется надежность предупредительного элемента и время диагностики всей конструкции.
Ключевые слова: долговечность, живучесть, несущий элемент, критерии работоспособности, предупредительный элемент, надежность, механическая безопасность.
ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ — СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ И ЖИВУЧЕСТИ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ...25
Рассмотрено использование предупредительных элементов в составе зданий и сооружений для повышения долговечности и живучести несущих конструкций. Примером такого элемента служит железобетонная балка или плита. За счет использования в конструкциях одного или нескольких предупредительных элементов можно определить время начала диагностики элементов конструкции, а также начало оценки безопасности конструкции на стадии эксплуатации. При этом предупредительный элемент должен содержать один легко контролируемый параметр (критерий предельного состояния), по значению которого выявляется надежность предупредительного элемента и время диагностики всей конструкции.
Ключевые слова: долговечность, живучесть, несущий элемент, критерии работоспособности, предупредительный элемент, надежность, механическая безопасность.
UDC 624.046.5. V.S. Utkin, N.G. Mysova. A preventive element is resource for durability and survivability rising of bearing structures
The paper considers preventive elements using for structures and buildings for durability and survivability rising of bearing structures. A concrete beam and plate are example of such element.
Key words: durability, survivability, bearing element, integrity criteria, preventive element, reliability, mechanical safety.
The paper considers preventive elements using for structures and buildings for durability and survivability rising of bearing structures. A concrete beam and plate are example of such element.
Key words: durability, survivability, bearing element, integrity criteria, preventive element, reliability, mechanical safety.
В.Н. БЕЛЕВИЧ, инж., С.В. БОСАКОВ, д.т.н., проф. (РУП «Институт БелНИИС», г. Минск)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ЗОНЫ ПЕРЕДАЧИ НАПРЯЖЕНИЙ В ПРЕДНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТАХ БЕЗОПАЛУБОЧНОГО ФОРМОВАНИЯ...29
Изложены материалы теоретических исследований по определению длины зоны передачи напряжений арматурных канатов в плитах безопалубочного формования и величины втягивания канатов. С использованием энергетического подхода получены формулы, отражающие влияние физических параметров плиты и канатов на величины длины зоны передачи напряжений и втягивания канатов.
Ключевые слова: плита безопалубочного формования, энергетический баланс, метод Ритца, длина зоны передачи напряжений.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ЗОНЫ ПЕРЕДАЧИ НАПРЯЖЕНИЙ В ПРЕДНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТАХ БЕЗОПАЛУБОЧНОГО ФОРМОВАНИЯ...29
Изложены материалы теоретических исследований по определению длины зоны передачи напряжений арматурных канатов в плитах безопалубочного формования и величины втягивания канатов. С использованием энергетического подхода получены формулы, отражающие влияние физических параметров плиты и канатов на величины длины зоны передачи напряжений и втягивания канатов.
Ключевые слова: плита безопалубочного формования, энергетический баланс, метод Ритца, длина зоны передачи напряжений.
UDC 624.04+624.012. V.N. Belevich, S.V. Bosakov. Transmission length determination in prestressed concrete plates shaped without form
The paper presents materials of theoretical researches for determination of transmission length of reinforcing cables in plates shaped without form and value of cables drawing. Using an energy approach authors received formulas which reflect influence of physical parameters of the plate and cables on values of transmission length and cables drawing.
Key words: plate shaped without form, energy balance, Ritz method, transmission length.
The paper presents materials of theoretical researches for determination of transmission length of reinforcing cables in plates shaped without form and value of cables drawing. Using an energy approach authors received formulas which reflect influence of physical parameters of the plate and cables on values of transmission length and cables drawing.
Key words: plate shaped without form, energy balance, Ritz method, transmission length.
А.А. ТРЕЩЕВ, советник РААСН, д.т.н., проф., А.Н. ЦАРЕВ, инж., В.Г. ТЕЛИЧКО, канд. техн. наук, доц. (ТулГУ, г. Тула)
МОДЕЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТОЛСТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК ИЗ РАЗНОСОПРОТИВЛЯЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ..32
Рассматривается модификация объемного конечного элемента в форме тетраэдра для расчета пространственных конструкций. Выведена матрица жесткости для конечного элемента в форме тетраэдра с тремя степенями свободы в узле. Построена модель решения задачи определения НДС толстой цилиндрической оболочки.
Ключевые слова: оболочка, анизотропия, ортотропия, напряженно-деформированное состояние, разносопротивляемость, конечный элемент.
МОДЕЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТОЛСТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК ИЗ РАЗНОСОПРОТИВЛЯЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ..32
Рассматривается модификация объемного конечного элемента в форме тетраэдра для расчета пространственных конструкций. Выведена матрица жесткости для конечного элемента в форме тетраэдра с тремя степенями свободы в узле. Построена модель решения задачи определения НДС толстой цилиндрической оболочки.
Ключевые слова: оболочка, анизотропия, ортотропия, напряженно-деформированное состояние, разносопротивляемость, конечный элемент.
UDC 539.3. A.A. Treshchev, A.N. Tsarev, V.G. Telichko. Model for mode of deformation determination of thick cylindrical shells of materials with multimodulus behavior
The paper considers modification of a three:dimensional finite element in the form of tetrahedron for calculation of space frames. A stiffness matrix for finite element in the form of tetrahedron with three degrees of freedom in junction was received. The model for problem solution of mode of deformation determination of the thick cylindrical shell was developed.
Key words: shell, anisotropy, orthotropy, mode of deformation, multimodulus behavior, finite element.
The paper considers modification of a three:dimensional finite element in the form of tetrahedron for calculation of space frames. A stiffness matrix for finite element in the form of tetrahedron with three degrees of freedom in junction was received. The model for problem solution of mode of deformation determination of the thick cylindrical shell was developed.
Key words: shell, anisotropy, orthotropy, mode of deformation, multimodulus behavior, finite element.
А.И. ШЕИН, д.т.н., проф., М.Б. ЗАЙЦЕВ, канд. техн. наук, доц. (ПГУАС, г. Пенза)
МЕТОД СМЕЩЕННЫХ РАЗНОСТЕЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ ДВИЖЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ...38
Разработан метод численного решения системы дифференциальных уравнений, описывающих движение механических систем. Метод можно рассматривать как модификацию метода центральных разностей для повышения устойчивости и точности вычислительного процесса. Приведены формулы конечноIразностной аппроксимации производных в случае неравномерного шага интегрирования. Показан алгоритм решения системы дифференциальных уравнений с использованием смещенных разностей и представлены результаты численных экспериментов.
Ключевые слова: системы дифференциальных уравнений, конечно-разностная аппроксимация производных, неравномерный шаг интегрирования.
МЕТОД СМЕЩЕННЫХ РАЗНОСТЕЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ ДВИЖЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ...38
Разработан метод численного решения системы дифференциальных уравнений, описывающих движение механических систем. Метод можно рассматривать как модификацию метода центральных разностей для повышения устойчивости и точности вычислительного процесса. Приведены формулы конечноIразностной аппроксимации производных в случае неравномерного шага интегрирования. Показан алгоритм решения системы дифференциальных уравнений с использованием смещенных разностей и представлены результаты численных экспериментов.
Ключевые слова: системы дифференциальных уравнений, конечно-разностная аппроксимация производных, неравномерный шаг интегрирования.
UDC 624.042.8. A.I. Shein, M.B. Zaytsev. Method of biased differences for solution of differential equations systems of movements of mechanical systems
Authors developed a method for numerical solution of system of differential equation describing movement of mechanical systems. The paper shows solution algorithm of differential equations system by biased differences. Results of numerical experiments are presented.
Key words: differential equations systems, finite-difference approximation of derivatives, irregular integration step.
Authors developed a method for numerical solution of system of differential equation describing movement of mechanical systems. The paper shows solution algorithm of differential equations system by biased differences. Results of numerical experiments are presented.
Key words: differential equations systems, finite-difference approximation of derivatives, irregular integration step.
А.А. ЗЕМЛЯНСКИЙ, канд. физ.мат. наук (НИИПС, г. Бишкек)
ВОЛНОВЫЕ ПОЛЯ ДОРОЖНЫХ СООРУЖЕНИЙ....41
Рассмотрен бесконтактный, цифровой метод контроля перемещений фрагментов дорожного полотна в реальном времени. Установлены зависимости точности получаемой информации, изменяемой в диапазоне от 0,1 до 343,4 мкм, от характеристик используемых устройств.
Ключевые слова: распознавание образов, точность контроля перемещений.
ВОЛНОВЫЕ ПОЛЯ ДОРОЖНЫХ СООРУЖЕНИЙ....41
Рассмотрен бесконтактный, цифровой метод контроля перемещений фрагментов дорожного полотна в реальном времени. Установлены зависимости точности получаемой информации, изменяемой в диапазоне от 0,1 до 343,4 мкм, от характеристик используемых устройств.
Ключевые слова: распознавание образов, точность контроля перемещений.
UDC 624.042.8. A.A. Zemlanski. Wave fields of road constructions
Recognition of movements of a fragment of road object by means of the computer program in the presence of a video file. The contactless, digital method of recognition of orthogonal increments of movements Is offered. The roller received by a video camera in the form of a file with expansion .avi, is a physical basis for recognition of parameters of a deformable firm body. After processing of a video file by the computer program, the text file containing tabulated values of vertical and horizontal movements (fluctuations) of fragments of the investigated construction, a design is create.
Key words: patterns recognition, accuracy of movement control.
Recognition of movements of a fragment of road object by means of the computer program in the presence of a video file. The contactless, digital method of recognition of orthogonal increments of movements Is offered. The roller received by a video camera in the form of a file with expansion .avi, is a physical basis for recognition of parameters of a deformable firm body. After processing of a video file by the computer program, the text file containing tabulated values of vertical and horizontal movements (fluctuations) of fragments of the investigated construction, a design is create.
Key words: patterns recognition, accuracy of movement control.
В.Л. МОНДРУС, д.т.н., проф., А.И. КАРАКОЗОВА, инж. (МГСУ, г. Москва)
К ВОПРОСУ ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЛОГАРИФМИЧЕСКИХ ДЕКРЕМЕНТОВ КОЛЕБАНИЙ ВЫСОТНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ...45
В связи со специфическими особенностями высотных металлических сооружений логарифмический декремент колебаний не может быть с достаточной точностью определен по СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». В статье приводится способ его вычисления на основе построения спектра реакций сооружений на воздействие пульсаций скорости ветра.
Ключевые слова: ветровое воздействие, колебания, частота колебаний, логарифмический декремент колебаний, спектральная плотность.
К ВОПРОСУ ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЛОГАРИФМИЧЕСКИХ ДЕКРЕМЕНТОВ КОЛЕБАНИЙ ВЫСОТНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ...45
В связи со специфическими особенностями высотных металлических сооружений логарифмический декремент колебаний не может быть с достаточной точностью определен по СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». В статье приводится способ его вычисления на основе построения спектра реакций сооружений на воздействие пульсаций скорости ветра.
Ключевые слова: ветровое воздействие, колебания, частота колебаний, логарифмический декремент колебаний, спектральная плотность.
UDC 699.841.624.042.7. V.L. Mondrus, A.I. Karakozova. About the calculation of the real logarithmic oscillation decrement
Research of the real logarithmic oscillation decrement calculation basing on the wind load reactions spectrum in connection with the problems of its calculation according to SNiP 2.01.07-85*.
Key words: wind influence, fluctuations, frequency of fluctuations, logarithmic oscillation decrement, spectrum density.
Research of the real logarithmic oscillation decrement calculation basing on the wind load reactions spectrum in connection with the problems of its calculation according to SNiP 2.01.07-85*.
Key words: wind influence, fluctuations, frequency of fluctuations, logarithmic oscillation decrement, spectrum density.
А.Ю. СОЛДАТОВ, инж., В.Л. ЛЕБЕДЕВ, канд. техн. наук, В.А. СЕМЕНОВ, д.т.н., проф. (ООО Техсофт, г. Москва)
АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ СТАЛЬНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИАГРАММЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛА...48
Рассматривается задача устойчивости для стальных стержневых систем с учетом физической нелинейности. Реализован итерационный алгоритм решения задачи в рамках метода конечных элементов. Для учета негативного влияния моментов и эксцентриситетов сжимающих сил предложено использовать критерий «нулевой отпорности».
Ключевые слова: устойчивость, МКЭ, физическая нелинейность, отпорность, АКМ, стальные конструкции.
АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ СТАЛЬНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИАГРАММЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛА...48
Рассматривается задача устойчивости для стальных стержневых систем с учетом физической нелинейности. Реализован итерационный алгоритм решения задачи в рамках метода конечных элементов. Для учета негативного влияния моментов и эксцентриситетов сжимающих сил предложено использовать критерий «нулевой отпорности».
Ключевые слова: устойчивость, МКЭ, физическая нелинейность, отпорность, АКМ, стальные конструкции.
UDC 624.04.046.3. A.Y. Soldatov, V.L. Lebedev, V.A.Semenov. Analysis of steel bar systems stability taking into account nonlinear stress strain diagram of material
The problem of stability for the steel bar systems is considered taking into account the physical nonlinearity. The iterative algorithm for solving of this problem using FEM framework is presented. To take into account the negative impact of the moments and eccentricities of forces is proposed to use the «zero reaction» criterion.
Key words: stability, FEM, physical nonlinearity, steel structures.
The problem of stability for the steel bar systems is considered taking into account the physical nonlinearity. The iterative algorithm for solving of this problem using FEM framework is presented. To take into account the negative impact of the moments and eccentricities of forces is proposed to use the «zero reaction» criterion.
Key words: stability, FEM, physical nonlinearity, steel structures.
В.С. ФЕДОРОВ, д.т.н., проф., В.Е. ЛЕВИТСКИЙ, канд. техн. наук (Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ))
ОЦЕНКА ОГНЕСТОЙКОСТИ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН ПО ПОТЕРЕ УСТОЙЧИВОСТИ...53
Приведен анализ исходных предпосылок и представлены результаты расчета огнестойкости внецентренно нагруженных железобетонных колонн по предельным усилиям и по деформационной модели, выполнено сравнение результатов расчетов с опытными данными.
Ключевые слова: железобетон, внецентренное сжатие, огнестойкость, потеря устойчивости.
ОЦЕНКА ОГНЕСТОЙКОСТИ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН ПО ПОТЕРЕ УСТОЙЧИВОСТИ...53
Приведен анализ исходных предпосылок и представлены результаты расчета огнестойкости внецентренно нагруженных железобетонных колонн по предельным усилиям и по деформационной модели, выполнено сравнение результатов расчетов с опытными данными.
Ключевые слова: железобетон, внецентренное сжатие, огнестойкость, потеря устойчивости.
UDC 699.812:614.841. V.S. Fedorov, V.E. Levitskiy. The assessment of the fire resistance of the eccentrically compressed reinforced concrete columns by the loss of stability
The analysis of the initial preconditions and the results of calculating of the fire resistance of the eccentrically compressed reinforced concrete columns by limiting condition and deformative model are given in this article. Moreover, the comparison of the results of the calculations with the experimental data is presented.
Key words: reinforced concrete, eccentric compression, fire resistance, loss of stability.
The analysis of the initial preconditions and the results of calculating of the fire resistance of the eccentrically compressed reinforced concrete columns by limiting condition and deformative model are given in this article. Moreover, the comparison of the results of the calculations with the experimental data is presented.
Key words: reinforced concrete, eccentric compression, fire resistance, loss of stability.
Ю.Л. РУТМАН, д.т.н., проф. (СПбГАСУ)
АНАЛИЗ НАГРУЖЕННОСТИ СООРУЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВЕЛИЧИНЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КРИТЕРИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ...61
Рассматривается возможность использования критерия интенсивности землетрясения CAV (критерия импульса) для анализа сейсмостойкости сооружений без решения динамической задачи. Предложена оценка энергии, которая может поступить в механическую систему (сооружение) за конечное время в результате работы внешних сил. При сейсмическом воздействии эта оценка выражается через CAV. Оцененная таким образом энергия является ограничением в задаче нелинейного программирования, сформулированной для установления возможных максимальных внутренних усилий в сооружении при сейсмических воздействиях.
Ключевые слова: сейсмические воздействия, критерий интенсивности землетрясения CAV.
АНАЛИЗ НАГРУЖЕННОСТИ СООРУЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВЕЛИЧИНЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КРИТЕРИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ...61
Рассматривается возможность использования критерия интенсивности землетрясения CAV (критерия импульса) для анализа сейсмостойкости сооружений без решения динамической задачи. Предложена оценка энергии, которая может поступить в механическую систему (сооружение) за конечное время в результате работы внешних сил. При сейсмическом воздействии эта оценка выражается через CAV. Оцененная таким образом энергия является ограничением в задаче нелинейного программирования, сформулированной для установления возможных максимальных внутренних усилий в сооружении при сейсмических воздействиях.
Ключевые слова: сейсмические воздействия, критерий интенсивности землетрясения CAV.
UDC 624.04:[624.042.7+699.841]. Yu. L. Rutman. Analysis of structure loading on basis of value of an energy criterion of earthquake intensity
The paper considers possibility of using of CAV criterion of earthquake intensity (impulse criterion) for an analysis of seismic stability of structures without solution of dynamical problem. The suggested assessment is limitation for a nonlinear programming problem formulated for determination of possible maximal internal forces in structures under seismic influences.
Key words: seismic influences, CAV criterion of earthquake intensity.
The paper considers possibility of using of CAV criterion of earthquake intensity (impulse criterion) for an analysis of seismic stability of structures without solution of dynamical problem. The suggested assessment is limitation for a nonlinear programming problem formulated for determination of possible maximal internal forces in structures under seismic influences.
Key words: seismic influences, CAV criterion of earthquake intensity.
А.Г. ТЯПИН, д.т.н. (ОАО «Атомэнергопроект», г. Москва)
ПРУЖИНЫ И ДЕМПФЕРЫ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ ПРИ РАСЧЕТАХ В ПРЯМОМ ВРЕМЕНИ: УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА ДЛЯ ЖЕСТКОГО ФУНДАМЕНТА...64
Обсуждаются вопросы использования в платформенных моделях системы «сооружение-основание» для моделирования «грунтового подвеса» наряду с традиционными пружинами и демпферами также пружин и демпферов с запаздыванием. Применительно к программе конечноэлементных расчетов ABAQUS в статье описывается использование специальных пользовательских подпрограмм, реализующих вычисление силовой нагрузки в зависимости от реакции прошлых периодов. На примере сооружения на жестком фундаменте показано, что платформенная модель с запаздыванием дает хорошие результаты при расчете во временном диапазоне даже без модификации воздействия.
Ключевые слова: взаимодействие сооружения с основанием, динамические жесткости, сейсмическая реакция.
ПРУЖИНЫ И ДЕМПФЕРЫ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ ПРИ РАСЧЕТАХ В ПРЯМОМ ВРЕМЕНИ: УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА ДЛЯ ЖЕСТКОГО ФУНДАМЕНТА...64
Обсуждаются вопросы использования в платформенных моделях системы «сооружение-основание» для моделирования «грунтового подвеса» наряду с традиционными пружинами и демпферами также пружин и демпферов с запаздыванием. Применительно к программе конечноэлементных расчетов ABAQUS в статье описывается использование специальных пользовательских подпрограмм, реализующих вычисление силовой нагрузки в зависимости от реакции прошлых периодов. На примере сооружения на жестком фундаменте показано, что платформенная модель с запаздыванием дает хорошие результаты при расчете во временном диапазоне даже без модификации воздействия.
Ключевые слова: взаимодействие сооружения с основанием, динамические жесткости, сейсмическая реакция.
UDK 699.841.624.042.7. A.G.Tyapin. Springs and dashpots with time lag in the time domain analyses: simplified approach for rigid basement
Implementation of springs and dashpots with time lag along with conventional springs and dashpots in the platform model of the soil-structure system (in the «soil support») is discussed. Special user subroutines in computer code ABAQUS are described to provide loads depending on the past response. For the rigid basement the platform model with time lags provides good results in the time domain analysis even without the modification of seismic excitation.
Key words: structure:foundation interaction, dynamic stiffness, seismic reaction.
Implementation of springs and dashpots with time lag along with conventional springs and dashpots in the platform model of the soil-structure system (in the «soil support») is discussed. Special user subroutines in computer code ABAQUS are described to provide loads depending on the past response. For the rigid basement the platform model with time lags provides good results in the time domain analysis even without the modification of seismic excitation.
Key words: structure:foundation interaction, dynamic stiffness, seismic reaction.
С.В. БАКУШЕВ, д.т.н., проф. (Пензенский государственный университет архитектуры и строительства)
К ВОПРОСУ О ВОЗМОЖНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛОСКИХ УДАРНЫХ ВОЛН В СПЛОШНЫХ СРЕДАХ...70
Для одномерных плоских волн деформаций, распространяющихся в сплошных средах, механическое поведение которых описывается как геометрически линейными, так и геометрически нелинейными математическими моделями с учетом физической нелинейности, рассматриваются условия, при которых для непрерывных краевых условий возможно образование ударной волны или волны сильного разрыва. Получены аналитические зависимости, определяющие условия и диапазон изменения интенсивности деформаций сдвига, при которых в толще массива возможно образование ударной волны.
Ключевые слова: одномерная деформация, ударные волны, геометрическая и физическая нелинейность.
К ВОПРОСУ О ВОЗМОЖНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛОСКИХ УДАРНЫХ ВОЛН В СПЛОШНЫХ СРЕДАХ...70
Для одномерных плоских волн деформаций, распространяющихся в сплошных средах, механическое поведение которых описывается как геометрически линейными, так и геометрически нелинейными математическими моделями с учетом физической нелинейности, рассматриваются условия, при которых для непрерывных краевых условий возможно образование ударной волны или волны сильного разрыва. Получены аналитические зависимости, определяющие условия и диапазон изменения интенсивности деформаций сдвига, при которых в толще массива возможно образование ударной волны.
Ключевые слова: одномерная деформация, ударные волны, геометрическая и физическая нелинейность.
UDK 534.11. S.V. Bakushev. To the question of the possibility of creatin flat shock waves in solid media
For one-dimensional plane waves deformation in solid media mechanical behavior of which is described by geometrically linear and geometrically nonlinear mathematical models taking into account physical nonlinearity, the author considers boundary conditions in which shock wave or strong gap wave formation is possible. The author has got analytical dependences defining condition and range of deformation intensity change where shock wave formation is possible.
Key words: 1-dimensional deformation, shock waves, geometrical and physical nonlinearity
For one-dimensional plane waves deformation in solid media mechanical behavior of which is described by geometrically linear and geometrically nonlinear mathematical models taking into account physical nonlinearity, the author considers boundary conditions in which shock wave or strong gap wave formation is possible. The author has got analytical dependences defining condition and range of deformation intensity change where shock wave formation is possible.
Key words: 1-dimensional deformation, shock waves, geometrical and physical nonlinearity
С.И. ТРУШИН, д.т.н., проф., С.А. ИВАНОВ, инж. (МГСУ, ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)
ЧИСЛЕННЫЙ АЛГОРИТМ РАСЧЕТА НЕЛИНЕЙНО ДЕФОРМИРУЕМЫХ ЗАМКНУТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК С НИЗКОЙ СДВИГОВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ...76
В статье представлен алгоритм решения задачи деформирования и устойчивости замкнутой круговой цилиндрической оболочки из композиционного анизотропного материала с низкой сдвиговой жесткостью. Исходные геометрические и физические соотношения построены для многослойной оболочки с учетом геометрической нелинейности. Численная методика решения задачи включает в себя вариационно-разностный метод и метод продолжения решения по параметру. Показано наличие изолированной ветви, соответствующей неустойчивым равновесным состояниям, которая не может быть получена непрерывным движением от исходного недеформированного состояния.
Ключевые слова: устойчивость, кривая равновесных состояний, геометрическая нелинейность, многослойная цилиндрическая оболочка, композиционный материал.
ЧИСЛЕННЫЙ АЛГОРИТМ РАСЧЕТА НЕЛИНЕЙНО ДЕФОРМИРУЕМЫХ ЗАМКНУТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК С НИЗКОЙ СДВИГОВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ...76
В статье представлен алгоритм решения задачи деформирования и устойчивости замкнутой круговой цилиндрической оболочки из композиционного анизотропного материала с низкой сдвиговой жесткостью. Исходные геометрические и физические соотношения построены для многослойной оболочки с учетом геометрической нелинейности. Численная методика решения задачи включает в себя вариационно-разностный метод и метод продолжения решения по параметру. Показано наличие изолированной ветви, соответствующей неустойчивым равновесным состояниям, которая не может быть получена непрерывным движением от исходного недеформированного состояния.
Ключевые слова: устойчивость, кривая равновесных состояний, геометрическая нелинейность, многослойная цилиндрическая оболочка, композиционный материал.
UDC 624.04. S.I. Trushin, S.A. Ivanov. Numerical algorithm for nonlinear deformable closed cylindrical shells with a low shear rigidity
The article contains an algorithm of solving a problem of deformation and stability of a closed circular cylindrical shell made of composite anisotropic material with low shear rigidity. The geometric and physical relations for multilayer shells with account of geometrical non:linearity
are created. The numerical method for analysis includes the finite difference energy method and the incremental technique. It has been shown the presentation of the isolated unstable equilibrium curve which cannot be obtained by continuous motion from a undeformed state.
Key words: stability, equilibrium curve, geometric nonlinearity, multi-layered cylindrical shell, composite material.
The article contains an algorithm of solving a problem of deformation and stability of a closed circular cylindrical shell made of composite anisotropic material with low shear rigidity. The geometric and physical relations for multilayer shells with account of geometrical non:linearity
are created. The numerical method for analysis includes the finite difference energy method and the incremental technique. It has been shown the presentation of the isolated unstable equilibrium curve which cannot be obtained by continuous motion from a undeformed state.
Key words: stability, equilibrium curve, geometric nonlinearity, multi-layered cylindrical shell, composite material.