N 6 за 2012год
Расчёты на прочность
Х.З.БАШИРОВ1,к.т.н., А.А.ДОРОДНЫХ2,инж. Вл.И.КОЛЧУНОВ3,д.т.н.,проф. И.А.ЯКОВЕНКО3,к.т.н., Н.В.УСЕНКО3,инж. (1МИИТ, г.Москва, 2Юго-западный государственный университет, г. Курск, 3 НАУ, г. Киев, Украина)
К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ДЕФОРМАЦИЙ РАСТЯНУТОГО БЕТОНА ДЛЯ РАСЧЕТА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО НАКЛОННЫМ СЕЧЕНИЯМ...2
Опираясь на данные экспериментальных исследований, рассмотрено построение расчетного аппарата по образованию и раскрытию наклонных трещин в железобетонных конструкциях при нарушении гипотезы сплошности и отказе от упрощенных подходов. В результате анализа выявлены веер наклонных трещин, прилегающих к сосредоточенной нагрузке и веер возможных наклонных трещин, прилегающих к опоре. Предложена расчетная схема к определению деформаций растянутого бетона для расчета трещиностойкости железобетонных конструкций по наклонным сечениям.

   Ключевые слова: наклонные трещины, деформации растянутого бетона, нарушение сплошности, трещиностойкость железобетонных конструкций.
UDC 624.012.045. H.Z. Bashirov, A.A. Dorodnyh, Vl. I. Kolchunov, I.A. Yakovenko, N.V. Usenko. Calculation of deformations of tensile concrete and fracture strength of reinforced concrete structures on sloping sections.
On the base of experimental researches authors considered construction of calculated process which describes formation and opening of inclined cracks in reinforced concrete structures at breach of hypothesis of continuity and renunciation of simplified approaches. Fan of inclined cracks adjoining to concentrated load and fan of possible inclined cracks adjoining to support was revealed as a result of analysis. Authors offered calculated model for estimation of deformations of tensile concrete for calculation of fracture strength of reinforced
concrete structures on inclined sections.
Key words: inclined cracks, deformations of tensile concrete, discontinuity, fracture strength of reinforced concrete structures.

 
В.М.БОНДАРЕНКО1,д.т.н.,проф.,акад РААСН, Вл.И. КОЛЧУНОВ2,д.т.н.,проф.,акад РААСН, Н.В.КЛЮЕВА3,д.т.н.,проф. Н.Б.АНДРОСОВА2,к.т.н. (1МГАКХиС,2ГУ– учебно-научно-производственный комплекс,3Юго-западный ГУ)
НЕКОТОРЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ К РАЗВИТИЮ ТЕОРИИ КОНСТРУКТИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ЖИВУЧЕСТИ СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ СИСТЕМ...7

Рассматриваются элементы новой концепции проектирования и эксплуатации зданий и сооружений. В ее основу положена современная модель защиты объектов недвижимости, базирующаяся на понятии конструктивной безопасности зданий и сооружений. Даны некоторые предложения по развитию теории конструктивной безопасности и живучести конструктивных систем в запредельных состояниях.
   Ключевые слова: конструктивная безопасность, критерий живучести, запредельное состояние, безопасность зданий и сооружений.
UDC 62401 V.M. Bondarenko, V.I. Kolchunov, N.V. Klyueva, N.B. Androsova. Some offers for development of theory of structural safety and survivability of statically indeterminate structural systems.
Authors consider some elements of a new concept for designing and maintenance of buildings and structures. The basis of the concept is modern model of safety of realty objects which is based on idea of structural safety of buildings and structures. The article includes some offers for development of theory of structural safety and survivability of structural systems at out-of-limit state.
Key words: structural safety, survivability criterion, out-of-limit state, safety of buildings and structures.

 
И.И. ОВЧИННИКОВ, канд. техн. наук (Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А.)
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛОВ С УЧЕТОМ КИНЕТИКИ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ...13

В двух вариантах приводится модель деформирования материала, подвергающегося обезуглероживанию при контакте с жидкими металлами, используемыми в качестве теплоносителя в ядерных реакторах. Разработана методика идентификации данной модели по экспериментальным данным. С помощью специального программного комплекса произведена идентификация и получены коэффициенты модели. Построенная модель может использоваться для прогнозирования поведения элементов конструкций, взаимодействующих с жидкометаллическими средами.
   Ключевые слова: моделирование, ползучесть, накопление повреждений, обезуглероживание, идентификация.
UDC 539.4. I.I. Ovchinnikov. Modelling of deformation and destruction processes of metals taking into account decarbonization kinetics.
The paper presents two variants of a model of material deformation. The material is subjected to decarburization during the contact with liquid metals used as heat0transfer agent in nuclear reactors. The method for identification of presented model from experimental data was developed. Identification was made and model coefficients were obtained with usage of special software package. The developed model can be used to predict behavior of structure elements which interact with liquid0metal environments.
Key words: modeling, creep, damages accumulation, decarbonization, identification.

 
А.В. ПЕРЕЛЬМУТЕР. д.т.н. (НПО Скад Софт, г. Киев), В.В. ЮРЧЕНКО к.т.н. (Киевский национальный университет строительства и архитектуры)
О РАСЧЕТЕ ПРОСТАНСТВЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТОНКОСТЕННЫХ СТЕРЖНЕЙ ОТКРЫТОГО ПРОФИЛЯ...18

Проверяется гипотеза расчета конструкции, составленной из тонкостенных стержней открытого профиля, с использованием семи узловых неизвестных. Проверка сводится к анализу результатов тестовых расчетов стержневых конструкций, поведение которых моделировалось путем создания расчетной схемы из тонких плоских конечных элементов и ее расчета в вычислительном комплексе SCAD.
   Ключевые слова: тонкостенный стержень, депланация, бимомент, численный эксперимент, среднеквадратичная ошибка.
UDC 624.073.012. A.V. Perelmuter, V.V. Yurchenko. Calculation of spatial structures from thinwalled bars with open profile.
Authors check a hypothesis for calculation of structure composed from thin-walled bars with open profile with usage of seven nodal unknowns. The check comes to results analysis of test calculations of bar systems. Behavior of bar systems was simulated by means of creation of design model consisting of thin flat finite elements and model calculation using SCAD computer system.
Key words: thin-walled bar, deplanation, bimoment, numerical experiment, mean-square error.

 
А.А.ТРЕЩЕВ,д.т.н.,проф., В.Г.ТЕЛИЧКО,к.т.н.,доц., Д.А.РОМАШИН,инж. (Тульский государственный университет)
ИЗГИБ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ПЛАСТИН ИЗ ОРТОТРОПНОГО НЕЛИНЕЙНОHУПРУГОГО РАЗНОСОПРОТИВЛЯЮЩЕГОСЯ МАТЕРИАЛА...26

В рамках работы построены определяющие соотношения для существенно-нелинейных материалов, которые характеризуются нелинейной зависимостью интенсивности напряжений от интенсивности деформаций. Построена, математическая модель для определения напряженно-деформированного состояния конструкций из таких материалов. Решена модельная задача о поперечном изгибе прямоугольной пластины из углерода AVCO Mod 3a. Представлены отдельные результаты решения указанной задачи.
   Ключевые слова: существенно-нелинейные материалы, разносопротивляющиеся материалы,интенсивность напряжений, напряженно-деформированное состояние.
UDC 539.3; 624.04. A.A. Treshchev, V.G. Telichko, D.A. Romashin. Bend of rectangular plates made of orthotropic elastic and nonlinear material having different resistances.
Defining correlations for highly nonlinear materials were built. Mathematical model for estimation of mode of deformation of structures made of such materials was built. Model problem for cross bend of rectangular plate made of AVCO Mod 3a carbon was solved.
Key words: highly nonlinear materials, materials having different resistances, stress intensity, mode of deformation.

 
А.В.ЦАРЕВА1,инж., О.В.БАЙДИН1,к.т.н.,докторант, А.ИВАНОВ2,д.т.н., В.М.БОНДАРЕНКО2,д.т.н.,проф. (1Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2МГАКХиС)
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ДИССИПАЦИИ СИЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАНИЮ ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА...30

Выявлены некоторые специфические особенности силового сопротивления железобетона, эксплуатируемого в агрессивной среде при нагружении и при разгружении, с учетом анизотропии, нелинейности, необратимости деформации и коррозионных повреждений.
   Ключевые слова: силовое сопротивление, диссипация, железобетон, нелинейность.
UDC 624.072.2. A.V. Tsareva, O.V. Bajdin, A. Ivanov, V.M.Bondarenko. Some problems of dissipation of force resistance to deformation of exploited reinforced concrete.
Authors revealed some specific features of force resistance of reinforced concrete exploited in corrosive medium under loading and without loading taking into account anisotropy, nonlinearity, irreversibility of deformations and corrosion damages.
Key words: force resistance, dissipation, reinforced concrete, nonlinearity.

 
Динамические расчёты
А.Г. ТЯПИН, д.т.н. (ОАО «Атомэнергопроект», г. Москва)
РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКОГО ОТРЫВА ФУНДАМЕНТНОЙ ПЛИТЫ ОТ ОСНОВАНИЯ ЧАСТЬ I. УПРОЩЕННЫЕ МОДЕЛИ....39

Автор предлагает применить введенную им ранее платформенную модель системы «сооружение — основание» с использованием пружин и демпферов с запаздыванием для расчета отрыва фундаментной плиты от основания при сейсмическом воздействии. В первой публикации рассматриваются очень простые модели с отрывом плиты от грунтовых пружин.
   Ключевые слова: взаимодействие сооружения с основанием, динамические жесткости, сейсмическая реакция.
UDC 699.841.624.042.7. A.G. Tyapin. Calculation of dynamical detachment of baseplate from foundation. Part I: simplified models.
The author suggests to use previously introduced platform model of «building – foundation» system with usage of springs and dampers with time lag to calculate detachment of baseplate from foundation under seismic load. In first part of article author examines very simple models with detachment of plate from ground springs.
Key words: building – foundation interaction, dynamic stiffness, seismic reaction.

 
Расчёты на надежность
В.С. УТКИН, д.т.н., проф., Е.А. ШЕПЕЛИНА, инж. (Вологодский государственный технический университет)
РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ОСНОВАНИЙ ФУНДАМЕНТОВ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ ПРИ ОГРАНИЧЕННОЙ (НЕПОЛНОЙ) ИНФОРМАЦИИ О ПАРАМЕТРАХ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ...47

Рассмотрена проблема определения давления на грунт основания зданий и сооружений на стадии эксплуатации, а также приведена методика расчета надежности основания фундамента по критерию прочности с описанием случайной величины в математической модели предельного состояния с помощью усеченного интервального закона распределения вероятностей. Данная статья рассчитана на научных работников, специалистов по обеспечению безопасности зданий и сооружений, аспирантов и студентов строительных направлений.
   Ключевые слова: здания и сооружения, критерий прочности, предельное состояние.
UDC К 624.046.5. V.S. Utkin, E.A. Shepelina. Reliability calculation of beds foundations of multistory buildings with limited information.
The paper deals with problem of estimation of ground pressure of buildings and structures foundation during maintenance. The paper also presents method for calculation of reliability of bed foundation according to strength condition with description of random value in mathematical model of limiting state by means of the truncated interval law of probability distribution. This paper is oriented on scientific workers, specialists who are responsible for buildings and structures safety, postgraduate students and students who deal with construction.
Key words: buildings, structures, strength condition, limiting state.

 
Численные методы
Ю.В.КЛОЧКОВ,д.т.н.,проф., А.П.НИКОЛАЕВ, д.т.н.,проф., Т.А.КИСЕЛЕВА,инж. (Волгоградский государственный аграрный университет)
РАСЧЕТ ПРОИЗВОЛЬНЫХ ОБОЛОЧЕК НА ОСНОВЕ МКЭ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЕКТОРНОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ ПОЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ...51

Изложен алгоритм расчета произвольных оболочек в форме эллипсоида и компенсатора на основе МКЭ с использованием векторной интерполяции полей перемещений. Предложены новые формулы для радиус-векторов срединной поверхности эллипсоида и компенсатора. В качестве элемента дискретизации используется четырехугольный криволинейный конечный элемент с восемнадцатью степенями свободы в узле. На примерах расчета эллипсоида и компенсатора проведена верификация разработанного алгоритма и показана его эффективность.
   Ключевые слова: произвольная оболочка, векторная интерполяция, четырехугольный конечный элемент, эллипсоид, компенсатор.
UDC 539.3. Yu.V. Klochkov, A.P. Nikolaev, T.A. Kiseleva. Calculation of arbitrary shells on the base of fem with usage of vectorial interpolation of displacement fields.
The paper describes algorithm for calculation of arbitrary shells in the form of ellipsoid and compensator on the base of FEM with usage of vectorial interpolation of displacement fields. Authors suggested new formulas for radius0vectors of middle surface of ellipsoid and compensator. Quadrangular curved finite element with eighteen degrees of freedom in a junction is used as an element of discretization. Verification of the developed algorithm was carried out and algorithm efficiency was shown on the examples of ellipsoid and compensator calculation.
Key words: arbitrary shell, vectorial interpolation, quadrangular finite element, ellipsoid, compensator.

 
Экспериментальные исследования
М.И.ФАРФЕЛЬ, к.т.н. (ОАО НИЦ «Строительство», ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗАВАРИЙНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ УНИКАЛЬНОГО БОЛЬШЕПРОЛЕТНОГО ПОКРЫТИЯ БОЛЬШОЙ СПОРТИВНОЙ АРЕНЫ ОЛИМПИЙСКОГО СТАДИОНА «ЛУЖНИКИ»...56

Статья посвящена мониторингу большепролетного покрытия Большой спортивной арены Олимпийского комплекса «Лужники» в Москве. Приведены принципы организации мониторинга на стадии изготовления, монтажа и эксплуатации. Проиллюстрирован монтаж покрытия, выявлены проблемы и нештатные ситуации, которые были устранены с помощью системы мониторинга.
   Ключевые слова: большепролетное покрытие, мониторинг, устойчивость сооружения от лавинообразного разрушения, металлические конструкции, колонны, наружный опорный контур, внутренний контур, радиальные балки, деформометр, напряженно-деформированное состояние.
UDC 624.014. M.I. Farfel. Ensuring of troublefree maintenance of unique largespan shell of large athletic arena of «Luzhniki» Olympic stadium.
The paper is dedicated to monitoring of large-span shell of large athletic arena of «Luzhniki» Olympic complex in Moscow. The paper presents principles for organization of monitoring at stage of production, installation and maintenance. Shell installation was illustrated, problems and worst-case situations which was removed by means of monitoring system was revealed.
Key words: large-span shell, monitoring, building stability to avalanche-type destruction, metal structures, columns, outboard support contour, inboard contour, radial beam, deformation gauge, mode of deformation.

 
Нормирование
И.И. ВЕДЯКОВ, д.т.н., П.Д. ОДЕССКИЙ, д.т.н., М.И. ГУКОВА, к.т.н., Б.С. ЦЕТЛИН, к.т.н. (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)
АКТУАЛИЗИРОВАННАЯ РЕДАКЦИЯ СНИП 2.03.06-85 «АЛЮМИНИЕВЫЕ КОНСТРУКЦИИ» – СП 128.13330.2012...62

Последняя редакция СНиП 2.03.06-85 «Алюминиевые конструкции» была в 1986 г., и по настоящее время они ни разу не переиздавались. В ряде положений документ морально устарел: в действующем документе приведены данные с используемыми в строительстве сплавами алюминия и стандартами по свойствам этих сплавов, соответствующие 1985 г. и ранее. В действующих СНиП 2.03.06-85 «Алюминиевые конструкции» не отражены новые разработки в области проектирования металлических конструкций за истекший период. В 2004 г. выпущен новый национальный стандарт на алюминиевые сплавы «Цветные металлы. Алюминий. Технические условия. Марки». В связи с этим необходима корректировка материалов конструкций. Пересмотр СНиП 2.03.06-85 «Алюминиевые конструкции. Нормы проектирования» в качестве доказательной базы Федерального Закона от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» является приоритетным направлением программы разработки строительных норм и правил в области проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений по Минрегиону РФ. В статье перечислены изменения, внесенные в актуализированную редакцию по сравнению с действующими СНиП 2.03.06-85.
   Ключевые слова: алюминиевые сплавы, алюминий, строительные конструкции, состояние полуфабрикатов, термически не упрочняемый, упрочняемый, прутки, листы, профили, расчетные характеристики материалов и соединений, устойчивость, прочность, коэффициенты, узлы, стержни, проектирование, элементы, колонны, стойки, фермы, связи, балки, мембраны.
UDC 69+624.014.2.04. I.I. Vedyakov, P.D. Odesskiy, M.I. Gukova, B.S. Tsetlin. Actualized version of building regulations 2.03.06 85 «Aluminium structures» — building acts 128.13330.2012
Key words: aluminium alloys, aluminum, building structures, state of half-finished products, thermally non-hardenable, hardenable, bars, boards, profiles, calculated characteristics of materials and joints, stability, durability, coefficients, junctions, rods, designing, elements, columns, posts, farms, connections, beams, membranes.

 
В.З. КЛИМЕНКО, проф., действ.член Академии строительства Украины (Киевский национальный университет строительства и архитектуры, Украина)
РАСЧЕТ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ И НА ПРОЧНОСТЬ ПО ДЕФОРМИРОВАННОЙ СХЕМЕ...69

В нормах проектирования деревянных конструкций в методиках расчета на прочность по деформируемой схеме и по деформациям используются два разных модуля упругости древесины. Представление о двух модулях E в пределах упругой работы материала не имеет объяснения ни с физической, ни с теоретической точек зрения.
   Ключевые слова: расчет по деформированной схеме, расчет по деформациям.
UDC 624. 011. V.Z. Klimenko. Stiffness analysis of wood structures and calculation of their durability according to deformed scheme.
Two different modulus of elasticity of wood is used in codes of design of wood structures in methods of calculation of durability according to deformed scheme and stiffness analysis. The idea of two modules of elasticity within the scope of elastic behavior of material has no explanation neither from physical nor from theoretical point of view.
Key words: calculation according to deformed scheme, stiffness analysis.

 
К.П. ПЯТИКРЕСТОВСКИЙ, др техн. наук (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко)
К ВОПРОСУ О ВЫБОРЕ МОДУЛЕЙ УПРУГОСТИ ПРИ РАСЧЕТЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРОЧНОСТЬ, УСТОЙЧИВОСТЬ И ПО ДЕФОРМАЦИЯМ...73

Статья написана в порядке обсуждения публикации В.З. Клименко «Расчет деревянных конструкций по деформациям и на прочность по деформированной схеме», опубликованной в нашем журнале №6, 2012 г. В ней справедливо обращается внимание на некоторые нечеткости формулировок российских норм проектирования деревянных конструкций СНиП II-25-80 и последующих редакций этих норм. Центральным вопросом, вынесенным в выводы по статьям В.З.Клименко является неверное по его мнению использование двух модулей упругости Е и Е/ при расчетах согласно заголовку статьи. Признавая целесообразность внесения в очередную новую редакцию норм отдельных изменений, способствующих однозначному толкованию указаний норм, считаем необходимым пояснить происхождение и назначение разных модулей при расчете деревянных конструкций на прочность и устойчивость.
   Ключевые слова: древесина, модуль упругости, центрально-сжатые стержни.
UDC 624.011. K.P. Pyatikrestovskiy. Problem of choice of modulus of elasticity for calculation of durability, stability and stiffness analysis of wood structures.
The paper was written in order of discussion of «Stiffness analysis of wood structures and calculation of their durability according to deformed scheme» article by V.Z. Klimenko. The article was published in our journal № 6, 2012.
Key words: wood, modulus of elasticity, centrally tight bar.