N 6 за 2022 год
Расчеты на прочность
Strength calculations
И.С. ЗАВЬЯЛОВ, аспирант Волгоградский государственный технический университет; e-mail: is_zavyalov@mail.ru
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА ТОНКОЙ ИЗГИБАЕМОЙ ПЛАСТИНКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ МКЭ...8
В статье приведены результаты сравнительного анализа точности тонкой изгибаемой пластинки по МКЭ в форме классического смешанного метода (КСМ) и на основе МКЭ в перемещениях с использованием ПК ЛИРА САПР. Выполнен анализ результатов расчета для пластинок с несколькими типами граничных условий и представлением в виде ансамбля прямоугольных конечных элементов с 3 неизвестными в каждом узле. По результатам расчетов сделан вывод о точности и корректности расчетов по двум формам МКЭ. Приведены графики сходимости результатов расчета.
С.Б. ТУРКОВСКИЙ, к.т.н., А.А. ПОГОРЕЛЬЦЕВ, к.т.н., В.О. СТОЯНОВ, к.т.н. ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко (АО «НИЦ «Строительство»), г. Москва; e-mail: pogara@yandex.ru
ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ КЛЕЕНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЗЛАМИ СИСТЕМЫ ЦНИИСК...61
Серийное производство клееных деревянных конструкций (КДК) в России организовано в 1975 г. Конструктивная система «ЦНИИСК» создана и создана и совершенствуется с 1975 г. Признаком системы является применение в узлах и стыках сборных КДК соединений на вклеенных стержнях. Они применены в сотнях большепролетных зданий: аквапарках, манежах, терминалах для удобрений, спортивных сооружениях, запроектированных в Лаборатории несущих деревянных конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. Согласно Федеральному закону ФЗ №384 от 30.12.2009 конструкции этих сооружений подлежат натурным обследованиям и мониторингу. В статье приводятся систематизированные выводы о состоянии КДК по результатам их обследования. Характерными дефектами КДК являются расслоения по клеевым швам и трещины по древесине. Главные причины расслоений – условия эксплуатации с низкой относительной влажностью воздуха, нарушения технологии склеивания и ошибки в проектировании. Анализ состояния КДК позволил дать рекомендации по безопасной эксплуатации и предложения в нормы проектирования.
Ключевые слова: дефекты деревянных конструкций, расслоения, вклеенные стержни, жесткие стыки, усушка древесины.
УДК 519.65:624.042 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.2.7
А.П. ЛОКТИОНОВ, д.т.н., проф. Юго-Западный государственный университет, г. Курск; e-mail: loapa@mail.ru
ВОССТАНОВЛЕНИЕ НАЧАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ БАЛКИ ПРИ ЗАДАННЫХ МЛАДШИХ КОЭФФИЦИЕНТАХ УРАВНЕНИЯ ПРОГИБОВ...2
Рассмотрено математическое моделирование и экспериментальное исследование обратной задачи Коши по восстановлению начальных параметров упругой линии балочного элемента строительной конструкции при заданных младших коэффициентах уравнения прогибов балки. При равномерной непрерывной норме погрешности прогибомеров интерполированием полиномом Лагранжа получено распределение прогибомеров по балке, минимизирующее погрешность восстановления начальных параметров по критерию минимума функции Лебега.
Ключевые слова: балка, начальные параметры, моделирование, обратная задача Коши, функция Лебега, прогибомер.
А.П. ЛОКТИОНОВ, д.т.н., проф. Юго-Западный государственный университет, г. Курск; e-mail: loapa@mail.ru
ВОССТАНОВЛЕНИЕ НАЧАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ БАЛКИ ПРИ ЗАДАННЫХ МЛАДШИХ КОЭФФИЦИЕНТАХ УРАВНЕНИЯ ПРОГИБОВ...2
Рассмотрено математическое моделирование и экспериментальное исследование обратной задачи Коши по восстановлению начальных параметров упругой линии балочного элемента строительной конструкции при заданных младших коэффициентах уравнения прогибов балки. При равномерной непрерывной норме погрешности прогибомеров интерполированием полиномом Лагранжа получено распределение прогибомеров по балке, минимизирующее погрешность восстановления начальных параметров по критерию минимума функции Лебега.
Ключевые слова: балка, начальные параметры, моделирование, обратная задача Коши, функция Лебега, прогибомер.
UDC 519.65:624.042 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.2.7.RECOVERY OF THE INITIAL PARAMETERS OF THE BEAM WITH THE GIVEN JUNIOR COEFFICIENTS OF THE DEFLECTION EQUATION. A.P. Loktionov, Southwest State University; Kursk, Russia; e-mail: loapa@mail.ru
Abstract. Mathematical modeling and experimental study of the inverse Cauchy problem of restoring the initial parameters of the elastic line of a beam element of a building structure for given minor coefficients of the beam deflection equation are considered. With a uniform continuous absolute norm of error for measuring deflections by interpolating with a Lagrange polynomial, the distribution of deflection meters over the beam is obtained, which minimizes the error in restoring the initial parameters by the criterion of minimum of the Lebesgue function.
Key words: beam, initial conditions, modeling, inverse Cauchy problem, Lebesgue function, deflection meter.
Abstract. Mathematical modeling and experimental study of the inverse Cauchy problem of restoring the initial parameters of the elastic line of a beam element of a building structure for given minor coefficients of the beam deflection equation are considered. With a uniform continuous absolute norm of error for measuring deflections by interpolating with a Lagrange polynomial, the distribution of deflection meters over the beam is obtained, which minimizes the error in restoring the initial parameters by the criterion of minimum of the Lebesgue function.
Key words: beam, initial conditions, modeling, inverse Cauchy problem, Lebesgue function, deflection meter.
Численные расчеты
Numerical calculations
УДК 624.04 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.8.17И.С. ЗАВЬЯЛОВ, аспирант Волгоградский государственный технический университет; e-mail: is_zavyalov@mail.ru
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА ТОНКОЙ ИЗГИБАЕМОЙ ПЛАСТИНКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ МКЭ...8
В статье приведены результаты сравнительного анализа точности тонкой изгибаемой пластинки по МКЭ в форме классического смешанного метода (КСМ) и на основе МКЭ в перемещениях с использованием ПК ЛИРА САПР. Выполнен анализ результатов расчета для пластинок с несколькими типами граничных условий и представлением в виде ансамбля прямоугольных конечных элементов с 3 неизвестными в каждом узле. По результатам расчетов сделан вывод о точности и корректности расчетов по двум формам МКЭ. Приведены графики сходимости результатов расчета.
Ключевые слова: МКЭ в форме классического смешанного метода, расчет изгибаемых тонких пластин, МКЭ в форме перемещений, прямоугольный КЭ с различными типами граничных условий.
UDC 624.04 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.8.17. COMPARATIVE ANALYSIS OF THE ACCURACY OF THE CALCULATION RESULTS OF A THIN BENDABLE PLATE USING VARIOUS FORMS OF FEM. I.S. Zavyalov, Volgograd State Technical University; e-mail: is_zavyalov@mail.ru
Abstract. The article presents the results of a comparative analysis of the accuracy of a thin bending plate according to the FEM in the form of a classical mixed method (CSM) and based on the FEM in dis placements using the SP LIRA SAPR. The analysis of calculation results for plates with several types of boundary conditions and representation in the form of an ensemble of rectangular finite elements with 3 unknowns at each node is performed. Based on the results of calculations, a conclusion was made about the accuracy and correctness of calculations using two forms of the FEM. Graphs of convergence of calculation results are given.
Key words: FEM in the form of a classical mixed method, calculation of bending thin plates, FEM in the form of displacements, rectangular FE with various types of boundary conditions.
Abstract. The article presents the results of a comparative analysis of the accuracy of a thin bending plate according to the FEM in the form of a classical mixed method (CSM) and based on the FEM in dis placements using the SP LIRA SAPR. The analysis of calculation results for plates with several types of boundary conditions and representation in the form of an ensemble of rectangular finite elements with 3 unknowns at each node is performed. Based on the results of calculations, a conclusion was made about the accuracy and correctness of calculations using two forms of the FEM. Graphs of convergence of calculation results are given.
Key words: FEM in the form of a classical mixed method, calculation of bending thin plates, FEM in the form of displacements, rectangular FE with various types of boundary conditions.
УДК: 624.04’074.4:539.41:513.73 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.18.27
С.Н. КРИВОШАПКО, д.т.н., О.О. АЛЁШИНА, к.т.н., В.Н. ИВАНОВ, д.т.н. Российский университет дружбы народов, г. Москва; e-mail: sn_krivoshapko@mail.ru
СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОБОЛОЧЕК, ОЧЕРЧЕННЫХ ПО ПОВЕРХНОСТЯМ С ГЛАВНЫМ КАРКАСОМ ИЗ ТРЕХ ЗАДАННЫХ СУПЕРЭЛЛИПСОВ...18
В статье предлагается использовать в архитектуре и строительстве поверхности, рекомендуемые для формирования корпусов речных и морских судов. Эти поверхности содержат заданный главный каркас из трех плоских кривых в форме суперэллипсов. Наличие трех габаритных размеров и шести произвольных показателей степеней в явных и параметрических уравнениях рассматриваемых поверхностей дает возможность получать огромное количество разнообразных форм этих поверхностей, имея только три уравнения. Задача конструктора – выбрать наиболее оптимальную, исходя из архитектурных требований и условий прочности. В статье показаны и проиллюстрированы принципы геометрического моделирования срединных поверхностей тонких оболочек рассматриваемого типа и представлена возможность их статического расчета с помощью МКЭ.
Ключевые слова: тонкая оболочка, статический расчет, гидродинамическая поверхность, суперэллипс, метод конечного элемента.
С.Н. КРИВОШАПКО, д.т.н., О.О. АЛЁШИНА, к.т.н., В.Н. ИВАНОВ, д.т.н. Российский университет дружбы народов, г. Москва; e-mail: sn_krivoshapko@mail.ru
СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОБОЛОЧЕК, ОЧЕРЧЕННЫХ ПО ПОВЕРХНОСТЯМ С ГЛАВНЫМ КАРКАСОМ ИЗ ТРЕХ ЗАДАННЫХ СУПЕРЭЛЛИПСОВ...18
В статье предлагается использовать в архитектуре и строительстве поверхности, рекомендуемые для формирования корпусов речных и морских судов. Эти поверхности содержат заданный главный каркас из трех плоских кривых в форме суперэллипсов. Наличие трех габаритных размеров и шести произвольных показателей степеней в явных и параметрических уравнениях рассматриваемых поверхностей дает возможность получать огромное количество разнообразных форм этих поверхностей, имея только три уравнения. Задача конструктора – выбрать наиболее оптимальную, исходя из архитектурных требований и условий прочности. В статье показаны и проиллюстрированы принципы геометрического моделирования срединных поверхностей тонких оболочек рассматриваемого типа и представлена возможность их статического расчета с помощью МКЭ.
Ключевые слова: тонкая оболочка, статический расчет, гидродинамическая поверхность, суперэллипс, метод конечного элемента.
UDC: 624.04’074.4:539.41:513.73 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.18.27 STATIC ANALYSIS OF SHELLS WITH MIDDLE SURFACES CONTAINING THE MAIN FRAME FROM THREE GIVEN SUPERELLIPSES. S.N.Krivoshapko, O.O.Aleshina, V.N.Ivanov, Peoples' Friendship University of Russia, Moscow; e-mail: sn_krivoshapko@mail.ru
Abstract. In a paper, surfaces, recommended for forming hull shapes of river and see ships, are supposed to use in architecture and building construction. These surfaces contain the given main frame from three plane curves in the form of superellipses. The presence of three overall dimensions and six arbitrary exponents in explicit and parametric equations of presented surfaces gives an opportunity to have large quantity of diverse forms of these surfaces, having only three equations. Designers must choose the most optimal surface taking into account architectural demands and strength conditions. In a paper, it is shown and illustrated the principles of geometric modeling of middle surfaces of thin shells of the offered type and an opportunity of their static analysis with the help of FEM is presented.
Key words: thin shell, static analysis, hydrodynamic surface, superellipse, FEM.
Abstract. In a paper, surfaces, recommended for forming hull shapes of river and see ships, are supposed to use in architecture and building construction. These surfaces contain the given main frame from three plane curves in the form of superellipses. The presence of three overall dimensions and six arbitrary exponents in explicit and parametric equations of presented surfaces gives an opportunity to have large quantity of diverse forms of these surfaces, having only three equations. Designers must choose the most optimal surface taking into account architectural demands and strength conditions. In a paper, it is shown and illustrated the principles of geometric modeling of middle surfaces of thin shells of the offered type and an opportunity of their static analysis with the help of FEM is presented.
Key words: thin shell, static analysis, hydrodynamic surface, superellipse, FEM.
Динамические расчеты
Dynamic calculation
УДК 624.07.534.1 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.28.39
И.И. ИВАНЧЕНКО, д-р техн. наук, проф. Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ); e-mail: ivaii011@mtu-net.ru
МЕТОД РАСЧЕТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА И СКОРОСТНОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СОСТАВА ПРИ ПЕРЕМЕННОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ (к формированию норм для ВСМ)...28
Для расчета мостов на ВСМ при движении с переменной скоростью инерционной нагрузки (железнодорожных составов) предлагаются граничные элементы (ГЭ) для стержней на упругом основании. Для аппроксимации смещений при построении ГЭ используется набор линейных и тригонометрических функций. Граничные элементы применяются для расчета колебаний рельсового пути вне моста и пути на мосту, совместно со связанными через прослойки двухпутными балочными пролетными строениями, при скоростном движении произвольной силовой и инерционной нагрузок. Для построения методики используются, предложенные ранее автором статьи шаговый метод для решения задач неустановившейся динамики сооружений и метод расчета сооружения на действие подвижных силовых и инерционной нагрузок (метод узловых ускорений).
Ключевые слова: переменная скорость, шаговые процедуры, стержневые граничные элементы, рельсовый путь, мостовой переход, «метод узловых ускорений».
И.И. ИВАНЧЕНКО, д-р техн. наук, проф. Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ); e-mail: ivaii011@mtu-net.ru
МЕТОД РАСЧЕТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА И СКОРОСТНОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СОСТАВА ПРИ ПЕРЕМЕННОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ (к формированию норм для ВСМ)...28
Для расчета мостов на ВСМ при движении с переменной скоростью инерционной нагрузки (железнодорожных составов) предлагаются граничные элементы (ГЭ) для стержней на упругом основании. Для аппроксимации смещений при построении ГЭ используется набор линейных и тригонометрических функций. Граничные элементы применяются для расчета колебаний рельсового пути вне моста и пути на мосту, совместно со связанными через прослойки двухпутными балочными пролетными строениями, при скоростном движении произвольной силовой и инерционной нагрузок. Для построения методики используются, предложенные ранее автором статьи шаговый метод для решения задач неустановившейся динамики сооружений и метод расчета сооружения на действие подвижных силовых и инерционной нагрузок (метод узловых ускорений).
Ключевые слова: переменная скорость, шаговые процедуры, стержневые граничные элементы, рельсовый путь, мостовой переход, «метод узловых ускорений».
UDC 624.07.534.1 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.28.39. THE CALCULATING METHOD FOR INTERACTION OF A BRIDGE CROSSING AND A HIGHSPEED TRAIN AT VARIABLE SPEED (ELABORATING STANDARDS FOR HIGH-SPEED RAILWAYS (HSR). I.I. Ivanchenko, Russian University of Transport (RUT MIIT), Moscow; e-mail: ivaii011@mtu-net.ru
Abstract. Boundary elements for rods on an elastic base are proposed for the calculation of bridges on the HSR when moving at a variable speed of an inertial load (railway train). A set of linear and trigonometric functions is used to approximate the displacements at the construction of boundary elements. These elements are used to calculate the vibrations of the rail track outside the bridge and the track on the bridge, together with double-track girder superstructures connected through the interlayers at high-speed movement of arbitrary power and inertial loads. To construct the methodology, the step method proposed earlier by the author of the article for solving problems of unsteady dynamics of structures and the method of calculating structures for the action of mobile force and inertial loads (the method of nodal accelerations) are used.
Key words: variable speed, step procedures, rod boundary elements, rail track, bridge crossing, “nodal acceleration method”.
Abstract. Boundary elements for rods on an elastic base are proposed for the calculation of bridges on the HSR when moving at a variable speed of an inertial load (railway train). A set of linear and trigonometric functions is used to approximate the displacements at the construction of boundary elements. These elements are used to calculate the vibrations of the rail track outside the bridge and the track on the bridge, together with double-track girder superstructures connected through the interlayers at high-speed movement of arbitrary power and inertial loads. To construct the methodology, the step method proposed earlier by the author of the article for solving problems of unsteady dynamics of structures and the method of calculating structures for the action of mobile force and inertial loads (the method of nodal accelerations) are used.
Key words: variable speed, step procedures, rod boundary elements, rail track, bridge crossing, “nodal acceleration method”.
Сейсмические расчеты
Seismic calculations
УДК: 624.042.7 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.40.47
О.Б. САБИРОВА1, магистрант, Г.В. СОРОКИНА1, к.т.н., А.М. УЗДИН1, д.т.н., профессор, М.Ю. ФЕДОРОВА2, канд. физ.-мат. наук 1Петербургский государственный университет путей сообщения, 2Санкт-Петербургский государственный университет; e-mail: sabirovaanna95@yandex.ru
СПОСОБЫ СОЧЕТАНИЯ НАГРУЗОК ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СЕЙСМОСТОЙКИХ СООРУЖЕНИЙ...40
Рассмотрены способы сочетания нагрузок при оценке усилий и других показателей работы сооружения. Основное внимание уделено двум способам: построению функции плотности распределения анализируемого фактора от одновременного действия нагрузок и анализу равновероятных пар рассматриваемых нагрузок. Показано, что указанные способы описываются разными уравнениями и приводят к разным результатам. Первый способ оказывается более консервативным. Отмечается неоднозначность задачи определения расчетного сочетания нагрузок. Выводы проиллюстрированы на простом примере.
Ключевые слова: коэффициенты сочетания нагрузок, сейсмостойкое сооружение, сейсмическая нагрузка, проектное землетрясение, метод предельных состояний, повторяемость нагрузки, многоуровневое проектирование.
О.Б. САБИРОВА1, магистрант, Г.В. СОРОКИНА1, к.т.н., А.М. УЗДИН1, д.т.н., профессор, М.Ю. ФЕДОРОВА2, канд. физ.-мат. наук 1Петербургский государственный университет путей сообщения, 2Санкт-Петербургский государственный университет; e-mail: sabirovaanna95@yandex.ru
СПОСОБЫ СОЧЕТАНИЯ НАГРУЗОК ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СЕЙСМОСТОЙКИХ СООРУЖЕНИЙ...40
Рассмотрены способы сочетания нагрузок при оценке усилий и других показателей работы сооружения. Основное внимание уделено двум способам: построению функции плотности распределения анализируемого фактора от одновременного действия нагрузок и анализу равновероятных пар рассматриваемых нагрузок. Показано, что указанные способы описываются разными уравнениями и приводят к разным результатам. Первый способ оказывается более консервативным. Отмечается неоднозначность задачи определения расчетного сочетания нагрузок. Выводы проиллюстрированы на простом примере.
Ключевые слова: коэффициенты сочетания нагрузок, сейсмостойкое сооружение, сейсмическая нагрузка, проектное землетрясение, метод предельных состояний, повторяемость нагрузки, многоуровневое проектирование.
UDC: 624.042.7 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.40.47. METHODS FOR COMBINING LOADS IN THE DESIGN OF THE SEISMIC STABILITY STRUCTURES. O.B.Sabirova1, G.V.Sorokina1, А.М.Uzdin1, M.Yu.Fedorova2, 1St.Petersburg State University of Railway Transport, 2St.Petersburg State University; e-mail: sabirovaanna95@yandex.ru
Abstract. The ways of combining loads in evaluating strains and other indicators of the structure operation are considered. The main attention is paid to two methods: constructing the distribution density function of the analyzed factor caused by the simultaneous action of loads and the analysis of equiprobable pairs of the considered loads. It is shown that these methods are described by different equations and lead to different results. The first way is more conservative. The ambiguity of the task of determining the load design combination is noted. The conclusions are illustrated by a simple example.
Key words: load combination factors, seismic stability structure, seismic input, design earthquake, limit state method, load repeatability, multilevel design.
Abstract. The ways of combining loads in evaluating strains and other indicators of the structure operation are considered. The main attention is paid to two methods: constructing the distribution density function of the analyzed factor caused by the simultaneous action of loads and the analysis of equiprobable pairs of the considered loads. It is shown that these methods are described by different equations and lead to different results. The first way is more conservative. The ambiguity of the task of determining the load design combination is noted. The conclusions are illustrated by a simple example.
Key words: load combination factors, seismic stability structure, seismic input, design earthquake, limit state method, load repeatability, multilevel design.
Расчеты на устойчивость
Stability calculation
УДК: 624.044 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.48.54
С.В. ОСЫКОВ, аспирант, А.В. ТРОФИМОВ, к.т.н. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет; e-mail: osykovvv@gmail.com
ВЛИЯНИЕ ПОДАТЛИВОСТИ КОНТАКТНОГО СЛОЯ НА ЖЕСТКОСТЬ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ГРАНИЧНЫМИ УСЛОВИЯМИ...48
В сталежелезобетонных изгибаемых элементах деформативные характеристики материалов существенно различаются, что приводит к сдвигам в контактном слое и влияет на напряженно-деформированное состояние всей конструкции в целом. В работе представлено аналитическое выражение для определения параметра сцепления в сталежелезобетонных элементах при различных граничных условиях. Показан характер распределения силовых факторов в контактном слое таких конструкций. Оценен вклад податливости контактного слоя в общую жесткость составной конструкции. Произведено сравнение аналитических значений прогибов со значениями, полученными экспериментальным путем. Результаты сравнения показывают, что неучет податливости сцепления между элементами составной конструкции в актуальных на сегодняшний день нормативных документах не позволяет корректно оценить ее деформативность. Предложенная аналитическая модель может быть использована для определения жесткости сталежелезобетонных перекрытий.
Ключевые слова: сталежелезобетонная многопролетная балка, контактный слой, сдвиг, теория составных стержней, аналитическая модель, деформации.
С.В. ОСЫКОВ, аспирант, А.В. ТРОФИМОВ, к.т.н. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет; e-mail: osykovvv@gmail.com
ВЛИЯНИЕ ПОДАТЛИВОСТИ КОНТАКТНОГО СЛОЯ НА ЖЕСТКОСТЬ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ГРАНИЧНЫМИ УСЛОВИЯМИ...48
В сталежелезобетонных изгибаемых элементах деформативные характеристики материалов существенно различаются, что приводит к сдвигам в контактном слое и влияет на напряженно-деформированное состояние всей конструкции в целом. В работе представлено аналитическое выражение для определения параметра сцепления в сталежелезобетонных элементах при различных граничных условиях. Показан характер распределения силовых факторов в контактном слое таких конструкций. Оценен вклад податливости контактного слоя в общую жесткость составной конструкции. Произведено сравнение аналитических значений прогибов со значениями, полученными экспериментальным путем. Результаты сравнения показывают, что неучет податливости сцепления между элементами составной конструкции в актуальных на сегодняшний день нормативных документах не позволяет корректно оценить ее деформативность. Предложенная аналитическая модель может быть использована для определения жесткости сталежелезобетонных перекрытий.
Ключевые слова: сталежелезобетонная многопролетная балка, контактный слой, сдвиг, теория составных стержней, аналитическая модель, деформации.
UDC: 624.044 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.48.54.INFLUENCE OF INTERFACIAL INTERACTION TO THE STIFFNESS OF STEEL-CONCRETE COMPOSITES WITH VARIOUS BOUNDARY CONDITIONS UNDER BENDING MOMENTS. S.V.Osykov, A.V.Trofimov, Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering; e-mail: osykovvv@gmail.com
Abstract. Steel-concrete composite structures under bending moments have different deformation characteristics, which leads to interfacial slip and affects the stress-strain state of the entire structure as a whole. This paper presents an analytical expression for determining the friction capacity parameter in steel-concrete composite beam structures under various boundary conditions. The interfacial shear stress and interfacial shear force plot of such structures is shown. The contribution of the interfacial effect to the overall rigidity of the composite structure is estimated. The analytical values of the deflections are compared with the values obtained experimentally. The results of comparison show that neglecting the interfacial effect in current standards and guidelines leads to incorrect assessment of structural deformability. The proposed analytical model can be used to determine the stiffness of steel-concrete composite slabs.
Key words: steel-concrete continuous multi-span beam, interfacial interaction, slip, theory of built-up bars, analytical model, deformations.
Abstract. Steel-concrete composite structures under bending moments have different deformation characteristics, which leads to interfacial slip and affects the stress-strain state of the entire structure as a whole. This paper presents an analytical expression for determining the friction capacity parameter in steel-concrete composite beam structures under various boundary conditions. The interfacial shear stress and interfacial shear force plot of such structures is shown. The contribution of the interfacial effect to the overall rigidity of the composite structure is estimated. The analytical values of the deflections are compared with the values obtained experimentally. The results of comparison show that neglecting the interfacial effect in current standards and guidelines leads to incorrect assessment of structural deformability. The proposed analytical model can be used to determine the stiffness of steel-concrete composite slabs.
Key words: steel-concrete continuous multi-span beam, interfacial interaction, slip, theory of built-up bars, analytical model, deformations.
В помощь проектировщику
To help the designer
УДК 624.012 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.55.60
А.Э. ХУДАЙНАТОВ1, инж., А.В. ЛОГВИНОВ1, инж., А.Ю. ИВАНОВА2, инж., Е.А. ПАВЛОВА2, инж. 1ООО«ТД БРАЕР», г. Москва; e-mail: logvinov@braer.ru 2ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (АО«НИЦ«Строительство»), г. Москва; e-mail: 1701088@mail.ru
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ ИЗ КРУПНОФОРМАТНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ КАМНЕЙ НА СМЯТИЕ ПО РОССИЙСКИМ И ЕВРОПЕЙСКИМ НОРМАМ...55
Выполнен сравнительный анализ расчетных сечений кладки из керамического кирпича и крупноформатного керамического камня в соответствии с алгоритмом расчета на смятие (сосредоточенная нагрузка) по ЕN 1996-1-1 и российским стандартам. Указаны основные отличия при выполнении расчетов. Даны рекомендации по уточнению методики расчета на сосредоточенные нагрузки для кладки из крупноформатных керамических камней.
Ключевые слова: сравнительный анализ, местное сжатие, расчет на местную нагрузку, каменные конструкции.
А.Э. ХУДАЙНАТОВ1, инж., А.В. ЛОГВИНОВ1, инж., А.Ю. ИВАНОВА2, инж., Е.А. ПАВЛОВА2, инж. 1ООО«ТД БРАЕР», г. Москва; e-mail: logvinov@braer.ru 2ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко (АО«НИЦ«Строительство»), г. Москва; e-mail: 1701088@mail.ru
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ ИЗ КРУПНОФОРМАТНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ КАМНЕЙ НА СМЯТИЕ ПО РОССИЙСКИМ И ЕВРОПЕЙСКИМ НОРМАМ...55
Выполнен сравнительный анализ расчетных сечений кладки из керамического кирпича и крупноформатного керамического камня в соответствии с алгоритмом расчета на смятие (сосредоточенная нагрузка) по ЕN 1996-1-1 и российским стандартам. Указаны основные отличия при выполнении расчетов. Даны рекомендации по уточнению методики расчета на сосредоточенные нагрузки для кладки из крупноформатных керамических камней.
Ключевые слова: сравнительный анализ, местное сжатие, расчет на местную нагрузку, каменные конструкции.
UDC 624.012. SPECIFICS OF CALCULAR MASONRY LAGE-FORMAT ORGANIC BLOCK STRUCTURES CRUSHING (CONCENTRATED LOAD) ACCORDING TO RUSSIAN AND EUROPEAN STANDARTS. A.E. Khudaynatov1, A.V. Logvinov1, A.Y. Ivanova2, E.A. Pavlova2, 1LLC «Trade House BRAER», Moscow, 2TSNIISK named after V.A. Kucherenko (JSC «SIC «Construction»), Moscow; e-mail: 1701088@mail.ru
Abstract. A comparative analysis of the design cross-sections of ceramic bricks and large-format ceramic masonry according to the EN 1996-1-1 buckling (concentrated load) calculation algorithm and Russian standards is carried out. The main differences in calculations are pointed out. Recommendations are given for refining the methodology of concentrated load calculation for masonry made of large-format ceramic block.
Key words: comparative analysis, local compression, calculation for local load, masonry structures.
Abstract. A comparative analysis of the design cross-sections of ceramic bricks and large-format ceramic masonry according to the EN 1996-1-1 buckling (concentrated load) calculation algorithm and Russian standards is carried out. The main differences in calculations are pointed out. Recommendations are given for refining the methodology of concentrated load calculation for masonry made of large-format ceramic block.
Key words: comparative analysis, local compression, calculation for local load, masonry structures.
Экспериметальные исследования
Experimental studies
УДК 694.141.2 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.61.68С.Б. ТУРКОВСКИЙ, к.т.н., А.А. ПОГОРЕЛЬЦЕВ, к.т.н., В.О. СТОЯНОВ, к.т.н. ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко (АО «НИЦ «Строительство»), г. Москва; e-mail: pogara@yandex.ru
ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ КЛЕЕНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЗЛАМИ СИСТЕМЫ ЦНИИСК...61
Серийное производство клееных деревянных конструкций (КДК) в России организовано в 1975 г. Конструктивная система «ЦНИИСК» создана и создана и совершенствуется с 1975 г. Признаком системы является применение в узлах и стыках сборных КДК соединений на вклеенных стержнях. Они применены в сотнях большепролетных зданий: аквапарках, манежах, терминалах для удобрений, спортивных сооружениях, запроектированных в Лаборатории несущих деревянных конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. Согласно Федеральному закону ФЗ №384 от 30.12.2009 конструкции этих сооружений подлежат натурным обследованиям и мониторингу. В статье приводятся систематизированные выводы о состоянии КДК по результатам их обследования. Характерными дефектами КДК являются расслоения по клеевым швам и трещины по древесине. Главные причины расслоений – условия эксплуатации с низкой относительной влажностью воздуха, нарушения технологии склеивания и ошибки в проектировании. Анализ состояния КДК позволил дать рекомендации по безопасной эксплуатации и предложения в нормы проектирования.
Ключевые слова: дефекты деревянных конструкций, расслоения, вклеенные стержни, жесткие стыки, усушка древесины.
UDC 694.141.2 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.61.68.EXPERIENCE IN THE OPERATION OF LARGE-SPAN LAMINATED TIMBER STRUCTURES WITH TSNIISK SYSTEM NODES. S.B. Turkovskiy, A.A. Pogoreltsev, V.O. Stoyanov, TSNIISK named after V.A. Kucherenko. (JSC “SIC “Construction”), Moscow; e-mail: pogara@yandex.ru
Abstract. Serial production of glued wooden structures (GWS) in Russia was organized in 1975. The structural system “TSNIISK” was created and improved since 1975. The feature of the system is the use of prefabricated GWS joints on glued rods in nodes and joints. They were applied in hundreds of large-span buildings: water parks, playpens, fertilizer terminals, sports facilities, which were designed in the Loadbearing wood structures of laboratory of TSNIISK named after V. A. Koucherenko. According to Federal Law FL No. 384 of 12/30/2009, the structures of these buildings are subject to field surveys and monitoring. The article presents systematized conclusions about the state of GWS based on the results of their examination. Characteristic defects of the GWS are delaminations along the adhesive seams and cracks along the wood. The main causes of delamination are operating conditions with low relative humidity, violations of bonding technology and design errors. The analysis of the state of the GWS allowed to form recommendations for safe operation and suggestions to the design standards.
Key words: defects in wooden structures, delaminations, glued-in rods, rigid joints, wood shrinkage.
Abstract. Serial production of glued wooden structures (GWS) in Russia was organized in 1975. The structural system “TSNIISK” was created and improved since 1975. The feature of the system is the use of prefabricated GWS joints on glued rods in nodes and joints. They were applied in hundreds of large-span buildings: water parks, playpens, fertilizer terminals, sports facilities, which were designed in the Loadbearing wood structures of laboratory of TSNIISK named after V. A. Koucherenko. According to Federal Law FL No. 384 of 12/30/2009, the structures of these buildings are subject to field surveys and monitoring. The article presents systematized conclusions about the state of GWS based on the results of their examination. Characteristic defects of the GWS are delaminations along the adhesive seams and cracks along the wood. The main causes of delamination are operating conditions with low relative humidity, violations of bonding technology and design errors. The analysis of the state of the GWS allowed to form recommendations for safe operation and suggestions to the design standards.
Key words: defects in wooden structures, delaminations, glued-in rods, rigid joints, wood shrinkage.
В порядке обсуждения
In order to discuss
УДК 624.0722 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.69.74
В.В. КАТЮШИН, канд. техн. наук Научно-исследовательская и проектно-строительная фирма УНИКОН; e-mail: firm@uniconst.ru
КОНЦЕПЦИИ МЕТОДА РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНОМУ (НОРМИРОВАННОМУ) ПОВЕДЕНИЮ...69
Для отдельных конструкций и конструктивных систем, обладающих выраженными нелинейными свойствами или свойствами, которые не описываются и не регламентируются действующими нормами расчета, например, для тонкостенных конструкций; для систем с большими деформациями; для расчетов на прогрессирующее обрушение и т.д., предлагается дополнить метод предельных состояний, описывающий конструктивные системы в стационарных состояниях дополнить или, в ряде случаев, заменить ограничениями по ее предельному (нормированному) поведению ее элементов и узлов во времени и определяемых предельно допустимыми градиентами реакций системы от изменяющегося внешнего воздействия.
Ключевые слова: предельные состояния, предельное (нормированное) поведение, градиенты реакций строительной системы; нелинейность, прогрессирующее обрушение.
В.В. КАТЮШИН, канд. техн. наук Научно-исследовательская и проектно-строительная фирма УНИКОН; e-mail: firm@uniconst.ru
КОНЦЕПЦИИ МЕТОДА РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНОМУ (НОРМИРОВАННОМУ) ПОВЕДЕНИЮ...69
Для отдельных конструкций и конструктивных систем, обладающих выраженными нелинейными свойствами или свойствами, которые не описываются и не регламентируются действующими нормами расчета, например, для тонкостенных конструкций; для систем с большими деформациями; для расчетов на прогрессирующее обрушение и т.д., предлагается дополнить метод предельных состояний, описывающий конструктивные системы в стационарных состояниях дополнить или, в ряде случаев, заменить ограничениями по ее предельному (нормированному) поведению ее элементов и узлов во времени и определяемых предельно допустимыми градиентами реакций системы от изменяющегося внешнего воздействия.
Ключевые слова: предельные состояния, предельное (нормированное) поведение, градиенты реакций строительной системы; нелинейность, прогрессирующее обрушение.
UDC 624.0722 DOI: 10.37538/0039-2383.2022.6.69.74.CONCEPTS OF THE CALCULATION METHOD FOR STRUCTURES ACCORDING TO THE LIMIT (NORMALIZED) BEHAVIOR. V.V. Katyushin, Scientific Research and Design&Construction company UNICON; e-mail: firm@uniconst.ru.
Abstract. For individual structures and structural systems that have pronounced non-linear properties or properties that are not described or regulated by the current calculation standards, for example, for thin-walled structures; for systems with large deformations; for calculations for progressive collapse, etc., it is proposed to supplement the method of limit states, which describes structural systems in stationary states, to supplement or, in some cases, replace it with restrictions on its limiting (normalized) behavior of its elements and nodes in time and determined by the limit allowable gradients of system responses from changing external influences.
Key words: limiting states, limit (normalized) behavior, reaction gradients of construction system; non-linearity, progressive collapse.
Abstract. For individual structures and structural systems that have pronounced non-linear properties or properties that are not described or regulated by the current calculation standards, for example, for thin-walled structures; for systems with large deformations; for calculations for progressive collapse, etc., it is proposed to supplement the method of limit states, which describes structural systems in stationary states, to supplement or, in some cases, replace it with restrictions on its limiting (normalized) behavior of its elements and nodes in time and determined by the limit allowable gradients of system responses from changing external influences.
Key words: limiting states, limit (normalized) behavior, reaction gradients of construction system; non-linearity, progressive collapse.