N 1 за 2018год
Расчёты на прочность
Г.А. ГЕНИЕВ, д.т.н., К.П. ПЯТИКРЕСТОВСКИЙ, д.т.н.ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (АО«НИЦ«Строительство»), г.Москва
О ДЕФОРМАЦИОННЫХ ЗАВИСИМОСТЯХ И ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ УРАВНЕНИЯХ ДЛЯ ЛЬДА...2
Приведен пример использования разработанного Г.А. Гениевым критерия прочности льда для сложного напряженного состояния. Приведены зависимости двух входящих в критерий определяющих величин — пределов прочности на сжатие и растяжение от температуры, а также зависимости от нее модулей деформаций льда. Разработаны физические зависимости между напряжениями и деформациями льда в его допредельном состоянии с использованием модели упруго-вязкого тела, в которой учет вязких свойств обусловлен явлениями ползучести.
Ключевые слова: лед, критерий прочности, сложное напряженное состояние, пример расчета ледовой плотины.
Г.А. ГЕНИЕВ, д.т.н., К.П. ПЯТИКРЕСТОВСКИЙ, д.т.н.ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (АО«НИЦ«Строительство»), г.Москва
О ДЕФОРМАЦИОННЫХ ЗАВИСИМОСТЯХ И ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ УРАВНЕНИЯХ ДЛЯ ЛЬДА...2
Приведен пример использования разработанного Г.А. Гениевым критерия прочности льда для сложного напряженного состояния. Приведены зависимости двух входящих в критерий определяющих величин — пределов прочности на сжатие и растяжение от температуры, а также зависимости от нее модулей деформаций льда. Разработаны физические зависимости между напряжениями и деформациями льда в его допредельном состоянии с использованием модели упруго-вязкого тела, в которой учет вязких свойств обусловлен явлениями ползучести.
Ключевые слова: лед, критерий прочности, сложное напряженное состояние, пример расчета ледовой плотины.
UDC 624.01.016. The deformation dependencies and the constitutive equations for ice. Geniev G.A., Pyatikrestovsky K.P., JSC «SIC «Construction» – TSNIISK named after V.A. Kucherenko Moscow, Russia.
The article shows an example of using the ice strength criterion for the complex stress state developed by G.A. Geniev. The dependencies between two constituent values of criterion for determining the ultimate strength on compression and stretching temperature are given. Also the article considers the dependencies between temperatures and the deformation modules of ice. The authors developed the physical dependencies between stress and deformation of ice at his pre-ultimate condition using the model of elastic$viscous body, where the given elastic properties are caused by phenomena of creep.
Key words: ice, strength criterion, complex stress state, calculation example for ice dam.
The article shows an example of using the ice strength criterion for the complex stress state developed by G.A. Geniev. The dependencies between two constituent values of criterion for determining the ultimate strength on compression and stretching temperature are given. Also the article considers the dependencies between temperatures and the deformation modules of ice. The authors developed the physical dependencies between stress and deformation of ice at his pre-ultimate condition using the model of elastic$viscous body, where the given elastic properties are caused by phenomena of creep.
Key words: ice, strength criterion, complex stress state, calculation example for ice dam.
Г.А. ГЕНИЕВ, д.т.н., К.П. ПЯТИКРЕСТОВСКИЙ, д.т.н. ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко (АО «НИЦ «Строительство»), г. Москва
ОСЕСИММЕТРИЧНАЯ ЗАДАЧА О ПРЕДЕЛЬНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ ЛЕДОВОГО МАССИВА С ВНУТРЕННЕЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОЛОСТЬЮ...8
Приведено решение важной для практики задачи о напряженном состоянии цилиндрического ледового массива с внутренней полостью, при действии в ней избыточного радиального давления. Поперечное сечение массива ортогонально вертикальной оси Z. Массив делится концентрическими кругами, которые обозначают внешнюю границу области предельного состояния льда, величина которого заранее неизвестна и зависит от значения действующего на ней радиального давления. В направлении оси Z выполняются условия плоской деформации εz = 0. Составляется дифференциальное уравнение и решается с помощью замены переменных для двух значений внутреннего давления в полости при температуре – 20 оС и выполняется качественный анализ напряженного состояния на границе предельной и упругой областей. Напряженное состояние в упругой области определяется решением задачи Ламе для цилиндрического массива с внутренним радиусом «полости» r2 и внешним радиусом r3 – наружным контуром массива. Решение рассмотренной задачи может иметь приложение кроме проектирования емкостей к расчетам прочности значительного по глубине ледового поля вокруг цилиндрического опускного колодца.
Ключевые слова: ледовый массив, вертикальная цилиндрическая полость, напряженное состояние, избыточное радиальное давление, расчет.
ОСЕСИММЕТРИЧНАЯ ЗАДАЧА О ПРЕДЕЛЬНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ ЛЕДОВОГО МАССИВА С ВНУТРЕННЕЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОЛОСТЬЮ...8
Приведено решение важной для практики задачи о напряженном состоянии цилиндрического ледового массива с внутренней полостью, при действии в ней избыточного радиального давления. Поперечное сечение массива ортогонально вертикальной оси Z. Массив делится концентрическими кругами, которые обозначают внешнюю границу области предельного состояния льда, величина которого заранее неизвестна и зависит от значения действующего на ней радиального давления. В направлении оси Z выполняются условия плоской деформации εz = 0. Составляется дифференциальное уравнение и решается с помощью замены переменных для двух значений внутреннего давления в полости при температуре – 20 оС и выполняется качественный анализ напряженного состояния на границе предельной и упругой областей. Напряженное состояние в упругой области определяется решением задачи Ламе для цилиндрического массива с внутренним радиусом «полости» r2 и внешним радиусом r3 – наружным контуром массива. Решение рассмотренной задачи может иметь приложение кроме проектирования емкостей к расчетам прочности значительного по глубине ледового поля вокруг цилиндрического опускного колодца.
Ключевые слова: ледовый массив, вертикальная цилиндрическая полость, напряженное состояние, избыточное радиальное давление, расчет.
UDC 539.3:551.322. Axisymmetric problem of the ultimate stress state of an ice massif with an internal cylindrical cavity. Geniev G.A., Pyatikrestovsky K.P. JSC «SIC «Construction» – TSNIISK named after V.A. Kucherenko Moscow, Russia.
The article gives the solution for an important practical problem on the stress state of the cylindrical ice array with an internal cavity where there is an action of an excess radial pressure. The cross section of the massif is orthogonal to the vertical axis Z. The solid line denotes the boundary of the internal cavity of r1 radius, on which the pressure p1 acts. The dashed line represents. The massif is divided by concentric circles that represent the outer boundary of the ice ultimate state area, the value of which is unknown beforehand and depends on the value of acting radial pressure. Along the axis Z direction the conditions of plane strain εz = 0 are realized. The differential equation is to be compiled and to be solved by changing variables for two values of the internal pressure in the cavity at the temperature of – 20 °C. The qualitative analysis of the stress state at the boundary of ultimate and elastic areas is to be performed. The stress state in the elastic area is determined by the solution of Lame’s problem for a cylindrical massif with an inner «cavity» of the radius r2 and the outer radius r3 which is the outer contour of the massif. The solution to the considered problem can be applied to strength calculations of an ice field significant in depth around buried cylindrical caisson coffer and to design of reservoirs.
Key words: ice massif, vertical cylindrical cavity, stress state, excessive radial pressure calculation.
The article gives the solution for an important practical problem on the stress state of the cylindrical ice array with an internal cavity where there is an action of an excess radial pressure. The cross section of the massif is orthogonal to the vertical axis Z. The solid line denotes the boundary of the internal cavity of r1 radius, on which the pressure p1 acts. The dashed line represents. The massif is divided by concentric circles that represent the outer boundary of the ice ultimate state area, the value of which is unknown beforehand and depends on the value of acting radial pressure. Along the axis Z direction the conditions of plane strain εz = 0 are realized. The differential equation is to be compiled and to be solved by changing variables for two values of the internal pressure in the cavity at the temperature of – 20 °C. The qualitative analysis of the stress state at the boundary of ultimate and elastic areas is to be performed. The stress state in the elastic area is determined by the solution of Lame’s problem for a cylindrical massif with an inner «cavity» of the radius r2 and the outer radius r3 which is the outer contour of the massif. The solution to the considered problem can be applied to strength calculations of an ice field significant in depth around buried cylindrical caisson coffer and to design of reservoirs.
Key words: ice massif, vertical cylindrical cavity, stress state, excessive radial pressure calculation.
М.П. СОН, к.т.н., доц. Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь
КОЭФФИЦИЕНТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ СТЕНКИ КОЛОННЫ ВО ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ...11
Показано, что действие местной нагрузки, перпендикулярной стенке колонны, вызывает не только сжатие (растяжение) в ней, но также изгиб. В результате испытаний восьми полномасштабных натурных моделей получены показания деформаций 29 пар тензорезисторов, наклеенных по разные стороны стенки колонны. Статистическая обработка результатов показывает, что с вероятностью 95 % отклонение деформаций в крайних фибрах стенки не превзойдет 0,1 в средних. Что предлагается учитывать в расчетах с помощью коэффициента условий работы равного 0,9.
Ключевые слова: фланец, узел, колонна, коэффициент условий работы.
КОЭФФИЦИЕНТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ СТЕНКИ КОЛОННЫ ВО ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ...11
Показано, что действие местной нагрузки, перпендикулярной стенке колонны, вызывает не только сжатие (растяжение) в ней, но также изгиб. В результате испытаний восьми полномасштабных натурных моделей получены показания деформаций 29 пар тензорезисторов, наклеенных по разные стороны стенки колонны. Статистическая обработка результатов показывает, что с вероятностью 95 % отклонение деформаций в крайних фибрах стенки не превзойдет 0,1 в средних. Что предлагается учитывать в расчетах с помощью коэффициента условий работы равного 0,9.
Ключевые слова: фланец, узел, колонна, коэффициент условий работы.
UDC 624.04; 624.014. Partial ratio of the column wall in flange connections. Son M.P., Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russia
The article shows that local loads action, perpendicular to the wall of the
column, causes not only compression (tension) in it but also flexion. As a result of 8 experiments of full-scale models were obtained deformation values readied from 29 pairs of tensoresistors glues on different sides of the wall of the column. Statistical analysis of these results shows that with the probability of 95% the deflection of deformations in the extreme fibers of the wall from the average will not exceed 0.1 of its value. That is proposed to be taken into account in calculations partial ratio 0.9.
Key words: flange, node, column, partial ratio.
The article shows that local loads action, perpendicular to the wall of the
column, causes not only compression (tension) in it but also flexion. As a result of 8 experiments of full-scale models were obtained deformation values readied from 29 pairs of tensoresistors glues on different sides of the wall of the column. Statistical analysis of these results shows that with the probability of 95% the deflection of deformations in the extreme fibers of the wall from the average will not exceed 0.1 of its value. That is proposed to be taken into account in calculations partial ratio 0.9.
Key words: flange, node, column, partial ratio.
А.В. ИГНАТЬЕВ, к.т.н., доц., В.А. ИГНАТЬЕВ, д.т.н., проф., В.В. ГАБОВА, к.т.н. (Волгоградский государственный технический университет)
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ДЕФЕКТЫ НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ПЛОСКИХ РЕГУЛЯРНЫХ БАЛОЧНЫХ ФЕРМ...17
Предложена методика численного расчета плоских регулярных балочных ферм со сложной решеткой, основанная на МКЭ в форме классического смешанного метода, позволяющая не только верифицировать результаты расчета таких ферм, выполненных другими исследователями, но и дать объяснения некоторым выявленным ими особенностям их поведения под нагрузкой, в зависимости от типов решетки. Показана также некорректность некоторых выводов и заключений по результатам расчета некоторых типов таких ферм с использованием программного комплекса «ЛИРА-САПР 2013 R5».
Ключевые слова: плоские регулярные балочные фермы, сложная решетка, конструктивные дефекты и особенности
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ДЕФЕКТЫ НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ПЛОСКИХ РЕГУЛЯРНЫХ БАЛОЧНЫХ ФЕРМ...17
Предложена методика численного расчета плоских регулярных балочных ферм со сложной решеткой, основанная на МКЭ в форме классического смешанного метода, позволяющая не только верифицировать результаты расчета таких ферм, выполненных другими исследователями, но и дать объяснения некоторым выявленным ими особенностям их поведения под нагрузкой, в зависимости от типов решетки. Показана также некорректность некоторых выводов и заключений по результатам расчета некоторых типов таких ферм с использованием программного комплекса «ЛИРА-САПР 2013 R5».
Ключевые слова: плоские регулярные балочные фермы, сложная решетка, конструктивные дефекты и особенности
UDC 624.04: 519.6. Structural features and defects of some types of planar regular beam truss. Ignatev A.V., Ignatev V.A., Gabova V.V., Volgograd State Technical University, Russia.
In this paper, we propose a technique for the numerical calculation of planar regular beam trusses with complex lattice, based on the FEM in the form of a classical mixed method, which allows us not only to verify the results of the analysis of such trusses performed by other researchers, but also to explain some of the features of their behavior under load, depending on the types of lattice. The incorrectness of certain conclusions based on the results of calculation of some types of such trusses using the LIRA-SAPR 2013 R5 software package is also discussed.
Key words: planar regular beams truss, complex grid, structural defects and features of the stress$strain state.
In this paper, we propose a technique for the numerical calculation of planar regular beam trusses with complex lattice, based on the FEM in the form of a classical mixed method, which allows us not only to verify the results of the analysis of such trusses performed by other researchers, but also to explain some of the features of their behavior under load, depending on the types of lattice. The incorrectness of certain conclusions based on the results of calculation of some types of such trusses using the LIRA-SAPR 2013 R5 software package is also discussed.
Key words: planar regular beams truss, complex grid, structural defects and features of the stress$strain state.
Расчёты на сейсмостойкость
Г.М. НИГМЕТОВ1, к.т.н.,доц., В.А. АКАТЬЕВ2, д.т.н.,проф., А.М. САВИНОВ1, инж., Т.Г. НИГМЕТОВ1, инж. 1Научно-исследовательский институт гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций, 2МГТУ им. Н.Э. Баумана
ОЦЕНКА СЕЙСМОСТОЙКОСТИ ЗДАНИЙ ДИНАМИКО-ГЕОФИЗИЧЕСКИМ МЕТОДОМ С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ С СИСТЕМОЙ «ГРУНТ — СООРУЖЕНИЕ»...24
Представлены результаты исследований авторов по оценке сейсмостойкости зданий с применением экспериментально-расчетного способа — динамико-геофизических испытаний. Были выявлены характерные особенности разрушающего воздействия сейсмических волн на здания и сооружения в зависимости от характера местности, грунтовых условий, конструктивного исполнения и геометрии зданий и сооружений.
Ключевые слова: оценка сейсмостойкости зданий, поверхностные волновые воздействия, расчетно-экспериментальный метод.
UDC 699.84. Estimation of seismic resistance of buildings by the dynamic-geophysical method, taking into account the peculiarity of the interaction of the seismic wave with the «soil – construction» system. Nigmetov G.M., Savinov A.M., Nigmetov T.G., Research Institute for Civil Defense and Emergencies; Akatiev V.A., Moscow State Technical University named after N.E. Bauman.
The existing approaches to assess seismic resistance of buildings and structures are mainly based on the vibrational quasistatic approach and do not take into account the specific features of the wave action. While practical data show that the destruction of buildings from seismic action depends on ground conditions, topography, direction of the seismic wave, geometry and structural design of the building, the peculiarities of the location stiffness cores in the form of lift shafts and staircases. The influence of all these factors can be taken into account for existing objects by analyzing the nature of the passage of seismic waves through the «soil$structure» system using a multichannel measuring system. In this article given results of scientific researches provided by usage of a method of dynamic geophysical tests in zones of catastrophic earthquakes. In the course of the research, there were characteristic features of the destructive effect of seismic waves on buildings and structures, depending on the nature of the terrain, ground conditions, structural design, geometry of buildings and structures.
Key words: estimation of seismic resistance of buildings, surface wave effects, calculation and experimental method.
The existing approaches to assess seismic resistance of buildings and structures are mainly based on the vibrational quasistatic approach and do not take into account the specific features of the wave action. While practical data show that the destruction of buildings from seismic action depends on ground conditions, topography, direction of the seismic wave, geometry and structural design of the building, the peculiarities of the location stiffness cores in the form of lift shafts and staircases. The influence of all these factors can be taken into account for existing objects by analyzing the nature of the passage of seismic waves through the «soil$structure» system using a multichannel measuring system. In this article given results of scientific researches provided by usage of a method of dynamic geophysical tests in zones of catastrophic earthquakes. In the course of the research, there were characteristic features of the destructive effect of seismic waves on buildings and structures, depending on the nature of the terrain, ground conditions, structural design, geometry of buildings and structures.
Key words: estimation of seismic resistance of buildings, surface wave effects, calculation and experimental method.
Расчёты на надежность
В.С. УТКИН, д.т.н., проф. (Вологодский государственный университет)
РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ВИСЯЧИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СВАЙ В ГРУНТЕ ОСНОВАНИЯ...31
Рассмотрен метод расчета надежности висячей сваи по критериям прочности материала сваи в ее верхней части с наибольшими усилиями в свае и по несущей способности грунта основания фундамента, на основе нового подхода к работе сваи по обоим критериям ее работоспособности. Так прочность железобетонной сваи проверяется с учетом гипотезы плоских сечений из которой следует, что один из материалов достигает предельных деформаций, а второй остается недоиспользованным по своей несущей способности из-за большей его деформативности. Расчет надежности сваи по несущей способности грунта основания исходит из условия возникновения в свае сил трения-сцепления, вызванных деформацией материала сваи, при воздействии на нее сжимающей силы, а не силами трения при «срыве» сваи, принятых в нормативных документах (СП). Так как надежность сваи можно определить только по информации результатов ее испытаний, то статистическая информация для расчета ее надежности всегда ограниченная (неполная) и результаты вероятностно-статистических методов расчета надежности некорректны, поэтому расчет надежности висячей сваи в работе проводится возможностным методом с интервальным показателем надежности.
Ключевые слова: висячая свая, надежность сваи, прочность материала сваи, несущая способность грунта, интервал надежности, последовательная система.
РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ВИСЯЧИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СВАЙ В ГРУНТЕ ОСНОВАНИЯ...31
Рассмотрен метод расчета надежности висячей сваи по критериям прочности материала сваи в ее верхней части с наибольшими усилиями в свае и по несущей способности грунта основания фундамента, на основе нового подхода к работе сваи по обоим критериям ее работоспособности. Так прочность железобетонной сваи проверяется с учетом гипотезы плоских сечений из которой следует, что один из материалов достигает предельных деформаций, а второй остается недоиспользованным по своей несущей способности из-за большей его деформативности. Расчет надежности сваи по несущей способности грунта основания исходит из условия возникновения в свае сил трения-сцепления, вызванных деформацией материала сваи, при воздействии на нее сжимающей силы, а не силами трения при «срыве» сваи, принятых в нормативных документах (СП). Так как надежность сваи можно определить только по информации результатов ее испытаний, то статистическая информация для расчета ее надежности всегда ограниченная (неполная) и результаты вероятностно-статистических методов расчета надежности некорректны, поэтому расчет надежности висячей сваи в работе проводится возможностным методом с интервальным показателем надежности.
Ключевые слова: висячая свая, надежность сваи, прочность материала сваи, несущая способность грунта, интервал надежности, последовательная система.
UDC 624.154. Reliability analysis of reinforced concrete friction piles in soil base. Utkin V.S., Vologda State University, Vologda, Russia.
There is necessary to develop methods of reliability analysis of structural elements of buildings and structures in accordance with the requirements of new standards on the mechanical safety ensuring in the construction industry. In this regard, the article describes the method of reliability (safety) analysis of reinforced concrete piles for pile foundations. The article presents the method of reliability analysis of the friction piles according to the strength criterion of the pile material in its upper part with the greatest efforts in the pile and to the bearing capacity of the soil base. The offered methods based on the new approach of the piles design along both criteria of limit state. So, the strength of the reinforced concrete piles is verified considering the Bernoulli hypothesis, from which it follows that one of the materials reaches the ultimate strain, while the other remains underutilized for its load$bearing capacity because of the greater deformability. Reliability analysis of piles by soil bearing capacity criterion comes from the conditions of the friction$grip forces in the piles caused by the deformation of the piles material, when subjected to compressive forces and not only friction forces in the «failure» of the pile, which adopted in the regulations (SP). As the reliability of piles can be determined only according to the testing results, the statistical information for the reliability analysis is always limited (incomplete) and the results of the probabilistic$statistical methods of reliability analysis is incorrect, so the reliability analysis of friction piles in the article carried out possibilistic method with interval reliability index. The proposed method of the reliability analysis of single pile will allow us to analyze the reliability of the pile foundation as a mechanical system in terms of reliability theory. And the proposed method is the basis for the mechanical safety of above-foundation structure.
Key words: friction pile; reliability of a pile; pile material durability; the bearing ability of soil; reliability interval; consecutive system.
There is necessary to develop methods of reliability analysis of structural elements of buildings and structures in accordance with the requirements of new standards on the mechanical safety ensuring in the construction industry. In this regard, the article describes the method of reliability (safety) analysis of reinforced concrete piles for pile foundations. The article presents the method of reliability analysis of the friction piles according to the strength criterion of the pile material in its upper part with the greatest efforts in the pile and to the bearing capacity of the soil base. The offered methods based on the new approach of the piles design along both criteria of limit state. So, the strength of the reinforced concrete piles is verified considering the Bernoulli hypothesis, from which it follows that one of the materials reaches the ultimate strain, while the other remains underutilized for its load$bearing capacity because of the greater deformability. Reliability analysis of piles by soil bearing capacity criterion comes from the conditions of the friction$grip forces in the piles caused by the deformation of the piles material, when subjected to compressive forces and not only friction forces in the «failure» of the pile, which adopted in the regulations (SP). As the reliability of piles can be determined only according to the testing results, the statistical information for the reliability analysis is always limited (incomplete) and the results of the probabilistic$statistical methods of reliability analysis is incorrect, so the reliability analysis of friction piles in the article carried out possibilistic method with interval reliability index. The proposed method of the reliability analysis of single pile will allow us to analyze the reliability of the pile foundation as a mechanical system in terms of reliability theory. And the proposed method is the basis for the mechanical safety of above-foundation structure.
Key words: friction pile; reliability of a pile; pile material durability; the bearing ability of soil; reliability interval; consecutive system.
Динамические расчеты
И.И. ИВАНЧЕНКО, д.т.н., проф. (РУТ МИИТ, г. Москва)
АЭРОДИНАМИКА БАЛОЧНЫХ МОСТОВ, МОДЕЛИРУЕМЫХ ТОНКОСТЕННЫМИ СТЕРЖНЯМИ, ПРИ ДЕЙСТВИИ ИНЕРЦИОННОЙ ПОДВИЖНОЙ НАГРУЗКИ...36
Предлагается численный метод исследования совместных колебаний балочных пролетных строений мостов, взаимодействующих с подвижной инерционной нагрузкой (железнодорожной или автомобильной), при действии на указанную систему поперечного воздушного потока (в рамках скоростей, разрешающих движение по мосту). Методика строится на примере исследования взаимодействия двухпутного пролетного строения моста на ВСМ и высокоскоростного железнодорожного состава. При описании колебаний пролетного строения, в том числе, от самовозбуждающихся подъемных сил и моментов, при действии ветрового потока, движущегося со скоростью V, используются аэродинамические коэффициенты. При описании вертикальных и крутильных колебаний балки, учитывается связанность крутильных и поперечных ее колебаний. Рассматривается поперечная и вертикальная динамика подвижной нагрузки. Железнодорожный путь на пролетном строении и вне моста заменяется упруго-вязкими линейными и нелинейными элементами, каждый вагон состава моделируется механической системой с 25 степенями свободы. Учитываются поперечные смещения колесных пар относительно инертного рельса с учетом сил псевдоскольжения при вилянии колесных пар. Рассмотрены случаи возникновения срывного флаттера для пролетного строения, используя периодическую функцию для моделирования интенсивности сил, действующих на пролетное строение поперек воздушного потока.
Ключевые слова: колебания двухпутных мостов, боковая динамика, скоростные составы, тонкостенные стержни с открытым и замкнутыми профилями, шаговые процедуры, силы псевдоскольжения, аэродинамические коэффициенты, срывной флаттер.
АЭРОДИНАМИКА БАЛОЧНЫХ МОСТОВ, МОДЕЛИРУЕМЫХ ТОНКОСТЕННЫМИ СТЕРЖНЯМИ, ПРИ ДЕЙСТВИИ ИНЕРЦИОННОЙ ПОДВИЖНОЙ НАГРУЗКИ...36
Предлагается численный метод исследования совместных колебаний балочных пролетных строений мостов, взаимодействующих с подвижной инерционной нагрузкой (железнодорожной или автомобильной), при действии на указанную систему поперечного воздушного потока (в рамках скоростей, разрешающих движение по мосту). Методика строится на примере исследования взаимодействия двухпутного пролетного строения моста на ВСМ и высокоскоростного железнодорожного состава. При описании колебаний пролетного строения, в том числе, от самовозбуждающихся подъемных сил и моментов, при действии ветрового потока, движущегося со скоростью V, используются аэродинамические коэффициенты. При описании вертикальных и крутильных колебаний балки, учитывается связанность крутильных и поперечных ее колебаний. Рассматривается поперечная и вертикальная динамика подвижной нагрузки. Железнодорожный путь на пролетном строении и вне моста заменяется упруго-вязкими линейными и нелинейными элементами, каждый вагон состава моделируется механической системой с 25 степенями свободы. Учитываются поперечные смещения колесных пар относительно инертного рельса с учетом сил псевдоскольжения при вилянии колесных пар. Рассмотрены случаи возникновения срывного флаттера для пролетного строения, используя периодическую функцию для моделирования интенсивности сил, действующих на пролетное строение поперек воздушного потока.
Ключевые слова: колебания двухпутных мостов, боковая динамика, скоростные составы, тонкостенные стержни с открытым и замкнутыми профилями, шаговые процедуры, силы псевдоскольжения, аэродинамические коэффициенты, срывной флаттер.
UDC 624.07.534.1. Aerodynamics of beam bridges, modelled by thin-walled rods under the action of moving inertial load. Ivanchenko I.I., Moscow State University of Railway Engineering, MIIT, Moscow, Russia.
The article proposes a numerical study method for joint oscillations of beam superstructures of bridges that interact with a moving inertial load (rail or road) under the action on the mentioned system of transverse air flow (within the speed allowing traffic on the bridge). The method is based on the study example of the interaction of double-track span of a bridge with a high-speed railway and a high-speed train. The aerodynamic coefficients are used in the description of oscillations of a superstructure including the self-excited lift forces and moments under the action of wind flow moving with velocity V. The binding of torsional and transverse vibrations is taken into account in the description of vertical and torsional vibrations of a beam. The transverse and vertical dynamics of a moving load is discussed. Railway track on the span structure and outside of a bridge is replaced by elastic-viscous non-linear elements, each wagon is modelled by a mechanical system with 25 degrees of freedom. The cases of occurrence of stall flutter for the superstructure using a periodic function to the force intensity model acting on the superstructure across airflow are considered.
Key words: oscillations of double-track bridges, side dynamics, high-speed trains, thin-walled rods of open and closed profiles, stepping procedure, pseudo slip power, aerodynamic coefficients, stall flutter.
The article proposes a numerical study method for joint oscillations of beam superstructures of bridges that interact with a moving inertial load (rail or road) under the action on the mentioned system of transverse air flow (within the speed allowing traffic on the bridge). The method is based on the study example of the interaction of double-track span of a bridge with a high-speed railway and a high-speed train. The aerodynamic coefficients are used in the description of oscillations of a superstructure including the self-excited lift forces and moments under the action of wind flow moving with velocity V. The binding of torsional and transverse vibrations is taken into account in the description of vertical and torsional vibrations of a beam. The transverse and vertical dynamics of a moving load is discussed. Railway track on the span structure and outside of a bridge is replaced by elastic-viscous non-linear elements, each wagon is modelled by a mechanical system with 25 degrees of freedom. The cases of occurrence of stall flutter for the superstructure using a periodic function to the force intensity model acting on the superstructure across airflow are considered.
Key words: oscillations of double-track bridges, side dynamics, high-speed trains, thin-walled rods of open and closed profiles, stepping procedure, pseudo slip power, aerodynamic coefficients, stall flutter.
Численные расчеты
Ю.В. КЛОЧКОВ1, д.т.н., проф., А.П. НИКОЛАЕВ1, д.т.н., проф., М.Ю. КЛОЧКОВ2, инж. (1Волгоградский государственный аграрный университет, 2МГУ им.М.В. Ломоносова)
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДВУХ ВАРИАНТОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НДС ТОНКИХ ОБОЛОЧЕК С УЧЕТОМ ПОПЕРЕЧНОГО СДВИГА...46
Разработан конечный элемент тонкой оболочки на основе гипотезы Тимошенко. При получении определяющих геометрических соотношений рассматриваются два варианта отсчета угла поворота нормали, которые в дальнейшем сравниваются между собой. Элементом дискретизации выбирается четырехугольный фрагмент срединной поверхности с узлами i, j, k, l. В качестве узловых варьируемых параметров были использованы компоненты вектора перемещения, их первые производные по криволинейным координатам, а также компоненты вектора углов поворота нормали. В работе представлен численный пример расчета фрагмента эллиптического цилиндра, позволяющий сделать вывод об удовлетворительной точности разработанного алгоритма.
Ключевые слова: тонкая оболочка, поперечный сдвиг, угол поворота нормали, четырехугольный элемент.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДВУХ ВАРИАНТОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НДС ТОНКИХ ОБОЛОЧЕК С УЧЕТОМ ПОПЕРЕЧНОГО СДВИГА...46
Разработан конечный элемент тонкой оболочки на основе гипотезы Тимошенко. При получении определяющих геометрических соотношений рассматриваются два варианта отсчета угла поворота нормали, которые в дальнейшем сравниваются между собой. Элементом дискретизации выбирается четырехугольный фрагмент срединной поверхности с узлами i, j, k, l. В качестве узловых варьируемых параметров были использованы компоненты вектора перемещения, их первые производные по криволинейным координатам, а также компоненты вектора углов поворота нормали. В работе представлен численный пример расчета фрагмента эллиптического цилиндра, позволяющий сделать вывод об удовлетворительной точности разработанного алгоритма.
Ключевые слова: тонкая оболочка, поперечный сдвиг, угол поворота нормали, четырехугольный элемент.
UDC 539.3. Comparative analysis of two variants of determination of stressed-deformed states thin shells with regard to the transverse shear. Klochkov Yu.V., Nikolaev A.P.,Volgograd State Agrarian University;
Klochkov M.Yu., Moscow State University named after M.V.Lomonosov, Russia.
The final element of the thin shell was developed on the basis of Tymoshenko’s hypothesis. The article describes the algorithm of linear calculation thin shells considering transverse shear deformation on the basis of the finite element method (FEM). Upon receipt of determining the geometric relationships are considered two versions of the reference rotation angle of the normal, which in future are compared. As element selected quadrilateral fragment of the middle surface with nodes i, j, k, l. As of usual varied parameters of the displacement vector components are used, their first derivatives with respect to curvilinear coordinates, as well as the components of the rotation angles of the normal vector. This paper presents a numerical example of calculation of a fragment of an elliptical cylinder, which allows to conclude that satisfactory accuracy of the developed algorithm.
Key words: thin shell, transverse shear, rotation normal, quadrilateral element.
Klochkov M.Yu., Moscow State University named after M.V.Lomonosov, Russia.
The final element of the thin shell was developed on the basis of Tymoshenko’s hypothesis. The article describes the algorithm of linear calculation thin shells considering transverse shear deformation on the basis of the finite element method (FEM). Upon receipt of determining the geometric relationships are considered two versions of the reference rotation angle of the normal, which in future are compared. As element selected quadrilateral fragment of the middle surface with nodes i, j, k, l. As of usual varied parameters of the displacement vector components are used, their first derivatives with respect to curvilinear coordinates, as well as the components of the rotation angles of the normal vector. This paper presents a numerical example of calculation of a fragment of an elliptical cylinder, which allows to conclude that satisfactory accuracy of the developed algorithm.
Key words: thin shell, transverse shear, rotation normal, quadrilateral element.
Е.И. БРИТВИН1, канд.физ.мат.наук, А. ПЕЙСИН2, инж., М. ЭЙСЕНБЕРГЕР2, д-р философии,проф. (1Днепрпроектстальконструкция, г.Днепропетровск, Украина, 2Израильский технологический институт «Технион», Хайфа, Израиль)
ДЕФОРМИРУЕМЫЙ В СВОЕЙ ПЛОСКОСТИ ТРЕУГОЛЬНЫЙ КОНЕЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ВРАЩАТЕЛЬНЫМИ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ...53
Используя известное решение для треугольного мембранного конечного элемента с 10-ю узлами (20 ст.св.), деформируемого в своей плоскости, выведен новый треугольный элемент (3 узла, 9 ст.св.). Поступательные степени свободы шести промежуточных узлов на сторонах треугольника и центрального узла элемента преобразуются в 3 вращательные степени свободы в угловых точках, что приводит к новому элементу с девятью степенями свободы. Независимыми степенями свободы на каждом узле являются два смещения и поворот, перпендикулярный плоскости элемента. Показано, что точность решения может быть улучшена путем выбора соответствующего значения параметра пузырьковых функций формы. Даны сравнения с известными результатами и продемонстрированы отличные поведение полученного элемента.
Ключевые слова: конечный элемент, треугольный мембранный элемент, вращательные степени свободы.
ДЕФОРМИРУЕМЫЙ В СВОЕЙ ПЛОСКОСТИ ТРЕУГОЛЬНЫЙ КОНЕЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ВРАЩАТЕЛЬНЫМИ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ...53
Используя известное решение для треугольного мембранного конечного элемента с 10-ю узлами (20 ст.св.), деформируемого в своей плоскости, выведен новый треугольный элемент (3 узла, 9 ст.св.). Поступательные степени свободы шести промежуточных узлов на сторонах треугольника и центрального узла элемента преобразуются в 3 вращательные степени свободы в угловых точках, что приводит к новому элементу с девятью степенями свободы. Независимыми степенями свободы на каждом узле являются два смещения и поворот, перпендикулярный плоскости элемента. Показано, что точность решения может быть улучшена путем выбора соответствующего значения параметра пузырьковых функций формы. Даны сравнения с известными результатами и продемонстрированы отличные поведение полученного элемента.
Ключевые слова: конечный элемент, треугольный мембранный элемент, вращательные степени свободы.
UDC 539.3. Advanced triangular membran finite element with drilling degrees of freedom. Britvin E.I, Institute «Dneprproektstalkonstruktsiya, Ukraine; Eisenberger M., Peysin A., Faculty of Civil and Environmental Engineering, Technion, Haifa, Israel.
Using the well-known 10 node (20 DOF) membrane triangular element for in-plane static analysis, a new triangular element (3 nodes, 9 DOF) is derived. The 6 nodes along the edges s and the central node of the element are transformed to 3 drilling degrees of freedom at the corner nodes, resulting in a nine degree of freedom new element. The independent degrees of freedom at each node are the two displacements and a rotation perpendicular to the plane of the element. The stiffness matrix of the new element is given explicitly as the product of numerical matrices. It is found that the accuracy of the newly derived element can be improved by assigning values to a parameter that controls the resulting bubble functions in the interior of the element. Comparisons with known results are given and demonstrate the excellent results of the new element.
Using the well-known 10 node (20 DOF) membrane triangular element for in-plane static analysis, a new triangular element (3 nodes, 9 DOF) is derived. The 6 nodes along the edges s and the central node of the element are transformed to 3 drilling degrees of freedom at the corner nodes, resulting in a nine degree of freedom new element. The independent degrees of freedom at each node are the two displacements and a rotation perpendicular to the plane of the element. The stiffness matrix of the new element is given explicitly as the product of numerical matrices. It is found that the accuracy of the newly derived element can be improved by assigning values to a parameter that controls the resulting bubble functions in the interior of the element. Comparisons with known results are given and demonstrate the excellent results of the new element.
Key words: structural finite element, triangular membrane element, drilling degrees of freedom.
В помощь проектировщику
А.А. ПОГОРЕЛЬЦЕВ, к.т.н., В.О. СТОЯНОВ, инж. АО«НИЦ«Строительство» (ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко), г.Москва
УСИЛЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ БАЛОК С ТРЕЩИНАМИ НАКЛОННЫМ АРМИРОВАНИЕМ СТЕКЛОПЛАСТИКОВОЙ АРМАТУРОЙ...60
Клеевые соединения элементов изгибаемых деревянных конструкций подвержены риску расслоения в результате действия внутренних напряжений, обусловленных переменными температурно-влажностными воздействиями, нарушением условий эксплуатации, требований к транспортировке и монтажу, непроклеями. На сегодня вопросы ремонта и усиления деревянных конструкций, становятся все актуальнее. Применение стальных стержней часто является нежелательным, либо недопустимым из-за риска коррозии. В статье приводятся результаты исследования работы стеклопластиковых стержней в качестве связей сдвига в составных элементах и элементах с продольными трещинами. По результатам исследований приведена методика расчета и конструирования усиления наклонно вклеенными стержнями из стеклопластиковой арматуры в соответствии с новым СП 64.13330.2017. Приводится численный пример расчета и конструирования усиления.
Ключевые слова: древесина, трещина, связи сдвига, стеклопластик.
УСИЛЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ БАЛОК С ТРЕЩИНАМИ НАКЛОННЫМ АРМИРОВАНИЕМ СТЕКЛОПЛАСТИКОВОЙ АРМАТУРОЙ...60
Клеевые соединения элементов изгибаемых деревянных конструкций подвержены риску расслоения в результате действия внутренних напряжений, обусловленных переменными температурно-влажностными воздействиями, нарушением условий эксплуатации, требований к транспортировке и монтажу, непроклеями. На сегодня вопросы ремонта и усиления деревянных конструкций, становятся все актуальнее. Применение стальных стержней часто является нежелательным, либо недопустимым из-за риска коррозии. В статье приводятся результаты исследования работы стеклопластиковых стержней в качестве связей сдвига в составных элементах и элементах с продольными трещинами. По результатам исследований приведена методика расчета и конструирования усиления наклонно вклеенными стержнями из стеклопластиковой арматуры в соответствии с новым СП 64.13330.2017. Приводится численный пример расчета и конструирования усиления.
Ключевые слова: древесина, трещина, связи сдвига, стеклопластик.
UDC 694.143, 69.04. Strengthening of wooden beams with cracks by inclined reinforcement with fiberglass reinforcement. Pogoreltsev A.A., Stoianov V.O., JSC «SIC «Construction» – TSNIISK named after V.A. Kucherenko Moscow, Russia.
Glue joints of elements of bent timber structures are subject to the risk of stratification as a result of internal stresses caused by variable temperature and humidity influences, violation of operating conditions, transport and installation requirements, non$glulam. Today, the issues of repair and strengthening of wooden structures are becoming more urgent. The use of steel rods is often undesirable or unacceptable due to the risk of corrosion. The article presents the results of the investigation of the operation of GRP rods as shear bonds in composite elements and elements with longitudinal cracks. Based on the results of the research, a technique for calculating and constructing the gain by obliquely pasted rods from fiberglass reinforcement is presented in accordance with the new SP 64.13330.2017. A numerical example of calculation and design of amplification is given in the article.
Key words: timber, crack, shear bonds, GRP.
Glue joints of elements of bent timber structures are subject to the risk of stratification as a result of internal stresses caused by variable temperature and humidity influences, violation of operating conditions, transport and installation requirements, non$glulam. Today, the issues of repair and strengthening of wooden structures are becoming more urgent. The use of steel rods is often undesirable or unacceptable due to the risk of corrosion. The article presents the results of the investigation of the operation of GRP rods as shear bonds in composite elements and elements with longitudinal cracks. Based on the results of the research, a technique for calculating and constructing the gain by obliquely pasted rods from fiberglass reinforcement is presented in accordance with the new SP 64.13330.2017. A numerical example of calculation and design of amplification is given in the article.
Key words: timber, crack, shear bonds, GRP.
А.С. МАРУТЯН, к.т.н.,проф. Филиал Северо-Кавказского федерального университета в г. Пятигорске
НОВЫЙ СПОСОБ ПЕРЕПРОФИЛИРОВАНИЯ КРУГЛЫХ ТРУБ И РАСЧЕТ ЕГО ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ...66
Представлено новое техническое решение перепрофилирования круглых труб в плоскоовальные с отношением габаритов 1/3,064, что повышает их прочность на изгиб. Приведен расчет оптимальных параметров тонкостенных сечений плоскоовальной формы по приближенной методике, корректность которой подтверждена тестированием с использованных стандартных профилей. Такой расчет повторен применительно к тонкостенным сечениям овальной формы. Представлена вся диаграмма изменений расчетных параметров плоскоовальных и овальных труб при трансформации их поперечных сечений от вертикальных конфигураций к горизонтальным, включая переход через очертание круглой формы. Выполнен сравнительный анализ оптимизированных сечений плоскоовальных, овальных и круглых труб с учетов упругих и упруго-пластичных деформаций конструкционного материала, где в качестве разделительной черты между этими деформациями принята протяженность средней линии тонкостенного сечения. Показано, что для роста несущей способности плоскоовальных и овальных профилей на изгиб более предпочтительно перепрофилирование круглых труб без увеличения протяженности средних линий их поперечных сечений. Обоснован выбор в пользу плоскоовальных профильных труб за счет их более простой формы, включающей грани постоянной кривизны (плоские и полукруглые), сравнительно низкой себестоимости, меньшей высоты, большей компактности, повышенного момента сопротивления.
Ключевые слова: способ перепрофилирования, трубчатые профили, плоскоовал, овал, оптимизация сечений, расчет оптимальных параметров, балочные конструкции.
НОВЫЙ СПОСОБ ПЕРЕПРОФИЛИРОВАНИЯ КРУГЛЫХ ТРУБ И РАСЧЕТ ЕГО ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ...66
Представлено новое техническое решение перепрофилирования круглых труб в плоскоовальные с отношением габаритов 1/3,064, что повышает их прочность на изгиб. Приведен расчет оптимальных параметров тонкостенных сечений плоскоовальной формы по приближенной методике, корректность которой подтверждена тестированием с использованных стандартных профилей. Такой расчет повторен применительно к тонкостенным сечениям овальной формы. Представлена вся диаграмма изменений расчетных параметров плоскоовальных и овальных труб при трансформации их поперечных сечений от вертикальных конфигураций к горизонтальным, включая переход через очертание круглой формы. Выполнен сравнительный анализ оптимизированных сечений плоскоовальных, овальных и круглых труб с учетов упругих и упруго-пластичных деформаций конструкционного материала, где в качестве разделительной черты между этими деформациями принята протяженность средней линии тонкостенного сечения. Показано, что для роста несущей способности плоскоовальных и овальных профилей на изгиб более предпочтительно перепрофилирование круглых труб без увеличения протяженности средних линий их поперечных сечений. Обоснован выбор в пользу плоскоовальных профильных труб за счет их более простой формы, включающей грани постоянной кривизны (плоские и полукруглые), сравнительно низкой себестоимости, меньшей высоты, большей компактности, повышенного момента сопротивления.
Ключевые слова: способ перепрофилирования, трубчатые профили, плоскоовал, овал, оптимизация сечений, расчет оптимальных параметров, балочные конструкции.
UDC 624.072.2.014. A new way of reprofiling of round pipes and the calculation of its optimal parameters for beam structures. Marutyan A.S., North-Caucasian Federal University, Pyatigorsk, Russia
The article presents the new technical solution for reshaping of round pipes into plain oval ones with the ratio of size 1/3.064 which increases their bending strength. The calculation of the optimal parameters of thin-walled cross-sections of plain oval shape according to the approximate method is given, the correctness of the method is confirmed by the tests using standard profiles. Such calculation was remade for thin-walled oval cross-sections. The article shows the entire chart of design parameters’ changes for plain oval and oval pipes at the transformation of their cross-sections from a vertical configuration to a horizontal one, including the outline of a round shape. The comparative analysis of optimized cross-sections of plain oval, oval and circular pipes taking into account elastic and elastic-plastic deformations of structural material is carried out, where the dividing line between these deformations is a length of the middle line of a thin-walled section. The choice is proved in favour of plain oval profile pipes due to their more simple form, relatively low cost, lower height, greater compactness, increased moment of resistance.
Key words: reprofiling method, pipe profiles, plain oval, oval, cross-section optimization, calculation of optimal parameters, beam structures.
The article presents the new technical solution for reshaping of round pipes into plain oval ones with the ratio of size 1/3.064 which increases their bending strength. The calculation of the optimal parameters of thin-walled cross-sections of plain oval shape according to the approximate method is given, the correctness of the method is confirmed by the tests using standard profiles. Such calculation was remade for thin-walled oval cross-sections. The article shows the entire chart of design parameters’ changes for plain oval and oval pipes at the transformation of their cross-sections from a vertical configuration to a horizontal one, including the outline of a round shape. The comparative analysis of optimized cross-sections of plain oval, oval and circular pipes taking into account elastic and elastic-plastic deformations of structural material is carried out, where the dividing line between these deformations is a length of the middle line of a thin-walled section. The choice is proved in favour of plain oval profile pipes due to their more simple form, relatively low cost, lower height, greater compactness, increased moment of resistance.
Key words: reprofiling method, pipe profiles, plain oval, oval, cross-section optimization, calculation of optimal parameters, beam structures.
М.К. ИЩУК, к.т.н., зав.лабораторией ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (АО«НИЦ«Строительство»), г.Москва
ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КЛАДКИ ЛИЦЕВОГО СЛОЯ НАРУЖНЫХ СТЕН С ГИБКИМИ СВЯЗЯМИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРНО-ВЛАЖНОСТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ...72
Обобщены результаты натурных обследований зданий с наружными стенами из многослойной кладки, выявившие дефекты кладки и причины появления трещин в лицевых слоях, вызываемых как правило, температурно-влажностными деформациями и нарушениями при устройстве деформационных швов. Приведены результаты экспериментальных исследований крупномасштабной модели размерами 2×9×2,9 (h) м. Выявлены основные качественные и количественные показатели НДС кладки лицевого слоя в зависимости от характера опирания и годового хода температуры, необходимые для разработки и корректировки расчетных схем МКЭ.
Ключевые слова: трехслойные стены с гибкими связями, НДС кладки лицевого слоя, температурно-влажностные деформации, прочность кладки на растяжение, ширина раскрытия трещин.
ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КЛАДКИ ЛИЦЕВОГО СЛОЯ НАРУЖНЫХ СТЕН С ГИБКИМИ СВЯЗЯМИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРНО-ВЛАЖНОСТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ...72
Обобщены результаты натурных обследований зданий с наружными стенами из многослойной кладки, выявившие дефекты кладки и причины появления трещин в лицевых слоях, вызываемых как правило, температурно-влажностными деформациями и нарушениями при устройстве деформационных швов. Приведены результаты экспериментальных исследований крупномасштабной модели размерами 2×9×2,9 (h) м. Выявлены основные качественные и количественные показатели НДС кладки лицевого слоя в зависимости от характера опирания и годового хода температуры, необходимые для разработки и корректировки расчетных схем МКЭ.
Ключевые слова: трехслойные стены с гибкими связями, НДС кладки лицевого слоя, температурно-влажностные деформации, прочность кладки на растяжение, ширина раскрытия трещин.
UDC 693.22. Investigation of the stress-strain state of the laying of the face layer of external walls with flexible connections at temperature-humidity influences. Ischuk M.K., «SIC «Construction» – TSNIISK named after V.A.Kucherenko Moscow, Russia
The results of full-scale surveys of buildings with external walls of multilayer masonry, revealing defects in the masonry and the causes of the appearance of cracks in the face layers, caused, as a rule, by temperature-humidity deformations and disturbances in the construction of expansion joints are generalized. The results of experimental studies of a large-scale model with sizes of 2ґ9ґ2.9 (h) m are presented. The main qualitative and quantitative indices of the stress-strain state of the laying of the face layer are determined, depending on the nature of the support and the annual temperature variation necessary for the development and correction of the design schemes for FEM.
Key words: three-layered walls with flexible connections, stress-strain state of laying of the face layer, temperature-humidity deformations, tensile strength of the masonry, crack opening width.
The results of full-scale surveys of buildings with external walls of multilayer masonry, revealing defects in the masonry and the causes of the appearance of cracks in the face layers, caused, as a rule, by temperature-humidity deformations and disturbances in the construction of expansion joints are generalized. The results of experimental studies of a large-scale model with sizes of 2ґ9ґ2.9 (h) m are presented. The main qualitative and quantitative indices of the stress-strain state of the laying of the face layer are determined, depending on the nature of the support and the annual temperature variation necessary for the development and correction of the design schemes for FEM.
Key words: three-layered walls with flexible connections, stress-strain state of laying of the face layer, temperature-humidity deformations, tensile strength of the masonry, crack opening width.