Том 14, Номер 4, 2008

М.И. Казакевич
Хаос в аэроупругих системах 
Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна
Аннотация. В статье приведены убедительные аргументы существования в нелинейных детерминированных системах любой природы хаотических колебаний как непредсказуемого режима их динамического поведения. Причем непредсказуемость как признак хаоса обусловлен, в первую очередь, начальными условиями. На примере взаимодействия ветрового потока с тандемом круговых цилиндров исследованы характер обтекания, механизм возникновения и возможные режимы аэроупругих колебаний в зависимости от таких начальных условий, как скорость потока, скос потока (взаимное расположение обоих цилиндров относительно направления потока), собственная частота колебаний цилиндров. Показана хаотическая природа целого ряда явлений аэроупругой неустойчивости на примере галопирования.
Ключевые слова:нелинейная детерминированная система, тандем цилиндров, аэроупругие явления, хаотические колебания.

С.Ф. Пичугин
Оценка надежности элементов стальных конструкций 
Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка
Аннотация. Рассмотрены варианты оценки надежности стальных элементов. Разработанный метод учитывает фактор времени. Нагрузки и резерв несущей способности конструкций представлены в виде случайных процессов, абсолютных максимумов случайных процессов, случайных последовательностей независимых перегрузок, дискретного представления, экстремумов. Для сочетания нагрузок, представленных в различной стохастической технике, введены новые вероятностные параметры. Рекомендации по расчету надежности элементов сформулированы в виде последовательных алгоритмов.
Ключевые слова: надежность конструкций, случайные нагрузки, вероятностные модели нагрузок, сочетания нагрузок.

А.Я. Мартынюк, А.А. Нилов, М.В. Лазнюк
Сварные соединения элементов двутаврового сечения с тонкой поперечно-гофрированной стенкой 
ООО „ПЕМ Украина”, Zeman Group Киевский национальный университет строительства и архитектуры Государственный научно-исследовательский институт автоматизированных систем в строительстве
Аннотация. В статье обсуждаются проблемы проектирования и изготовления стальных конструкций двутаврового сечения с тонкой гофрированной стенкой. Рассматриваются технические проблемы сваривания тонких стенок с поясами, фланцами и ребрами, выполненными из толстолистовой стали. Отмечается, что вопрос о сварных швах тонких гофрированных стенок толщиной 2…3 мм с толстыми поясами и опорными ребрами или фланцами, толщины которых на практике могут достигать 30…40 мм, с точки зрения отечественных нормативных документов является неразрешенным. Основной целью данной работы является обсуждение и обоснование возможности применения при изготовлении конструкций двутаврового сечения с гофрированной стенкой сварных швов отличных от регламентируемых в нормах Украины. Анализируется технология изготовления таких конструкций. Предлагается заводские сварные соединения элементов таких конструкций выполнять по разработанным и апробированным на Украине и зарубежом технологическим инструкциям. Надежность таких соединений подтверждена многочисленными исследованиями, а также многолетним опытом использования в практике строительства.
Ключевые слова: сварной двутавр, тонкая гофрированная стенка, поясной сварной шов.

А.И. Давиденко, В.В. Стоянов
Исследование методом математического моделирования повышения трещиностойкости подкрановой балки в районе трещины с углепластиковой накладкой 
Научно-исследовательский институт строительных конструкций Одесская государственная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье рассматривается исследование методом математического моделирования трещиностойкости подкрановой балки в районе трещины с углепластиковой накладкой. Данное моделирование позволяет определить коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины и сравнить его с критическим значением коэффициента интенсивности, что дает возможность оценки трещиностойкости конструкций с имеющимися дефектами как на стадии проектирования, так и для продления эксплуатации подкрановых балок при условии наклеивания углеродных волокон. Моделирование трещины выполняется в вычислительном комплексе «Лира Windows» с помощью суперэлементов.
Ключевые слова: трещина, трещиностойкость, суперэлемент, углеродный холст, подкрановая балка.

М.В. Гоголь
Проектирование и расчет рациональных комбинированных металлических конструкций 
Национальный университет «Львовская политехника»
Аннотация. В статье на основании обобщенного опыта регулирования усилий в металлических конструкциях показано, что наиболее рациональным методом регулирования есть расчетный – в процессе проектирования. Такой метод не требует никаких дополнительних материальных затрат. Подчеркнуто, что проблема расчета строительных конструкций, в том числе комбинированных, изначально должна ставиться как проблема их рационального проектирования. Разработана обобщенная математическая модель расчета комбинированных конструкций на основе енергетического подхода с учетом деформированного состояния балки жорсткости. Показана суть расчета: сначала на основании метода декомпозиции системы разделяем систему на две подсистемы – главную и вспомагательную. Дальше, используя синтез системы, рассчитываем ее напряженно-деформированное состояние. Представлен алгоритм регулирования напряженно-деформированного состояния системи. Показана ефективность такого регулирования и примеры внедрения таких рациональных конструкций.конструкций.
Ключевые слова: модель, метод, комбинированные конструкции, равнонапряженность, рациональное проектирование, регулирование, эффективность.

А.М. Болдырев, А.А. Свентиков
Применение методов параметрической оптимизации при исследовании висячих конструкций с переменной расчетной схемой 
Воронежская государственная архитектурно-строительная академия
Аннотация. Рассматривается задача поиска оптимальных физических и геометрических компоновочных параметров висячих пространственных покрытий. Задача формулируется как многопараметрическая, однокритериальная, нелинейная, неявного вида. В основу локального поиска положена идея метода Хука-Дживса. Глобальный поиск выполняется методом пробных точек. Получены области рациональных компоновочных значений висячих пространственных покрытий с использованием перекрестных гибких нитей. Оценка напряженно-деформированного состояния осуществляется с использованием конечно-элементного алгоритма с учетом переменности расчетной схемы.
Ключевые слова: висячее покрытие, параметр, поиск, напряжение.

Ю.Г. Перетятько
Продольно-поперечный изгиб сварных колонн с учетом упругой работы поясных швов 
Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры
Аннотация. С использованием расчетной схеми в виде 3-х слойного составного стержня с упруго-податливыми связями теоретически в линейной постановке решена задача по определению напряженно-деформированного состояния сварной колонны двутаврового сечения с упруго-податливыми поясными швами, работающей на продольно-поперечный изгиб. С помощью этого решения также найдено критическое значение продольной сжимающей колонну силы. В качестве примера решение задачи выполнено для консольной сварной колонны длиной 6м, изготовленной из стали С245, двутаврового поперечного сечения с полками 120х10мм и стенкой 250х6мм. Поясные швы приняты катетами 6мм. Колонна напружена сжимающей силой Р на верхнем ее конце, а также поперечной равномерно распределенной нагрузкой постоянной интенсивности 0,3кН/м. При этом исследовано: влияние учета деформированной схемы на компоненты напряженно-деформированного состояния колонны; влияние жесткостей сварных поясных швов на значение критической силы; характер распределения и значения сдвигающих и поперечных усилий, возникающих в сварных швах при различных значениях сжимающей силы, в том числе и близких к критическому, а также выполнена оценка прочности этих швов.
Ключевые слова: сварные колонны, продольно-поперечный изгиб, составной стержень, напряженно-деформированное состояние, упругая податливость сварных швов, деформированная схема.

С.И. Билык
Методология проверки пространственной устойчивости колонн с переменной высотой стенки из плоскости действия изгибающего момента 
Киевский национальный университет строительства и архитектуры
Аннотация. Проведены аналитические исследования на основе теоретических положений теории тонкостенных стержней В.З. Власова при анализе пространственной устойчивости элементов рам и колонн переменного сечения при действии продольной силы и изгибающего момента. Получена система дифференциальных уравнений, которая описывает пространственную работу упругого стержня с переменным сечением в плоскости действия момента. Предложено приблизительное решение системы дифференциальных уравнений при аппроксимации момента инерции сечения и секториального момента инерции сечения параболической зависимостью. Разработана методика проверки устойчивости упругой двутавровой колонны переменного сечения из плоскости действия изгибающего момента. Показаны особенности методологического подхода проверки пространственной устойчивости колонн постоянного сечения, который принят в нормативных документах.
Ключевые слова: рациональніе конструкции, стальные рамы, колонны, двутавры переменного сечения, малоэнергоемкие здания, пространственная стойкость.

И.С. Холопов
Оптимальное проектирование стержневых металлических конструкций с использованием модулярных форм 
Самарский государственный архитектурно-строительный университет
Аннотация. Представлены принципы формирования оптимизационных моделей, принятия критерия качества, составления системы ограничений для задач оптимального проектирования стальных стержневых конструкций. Рассматривается общая постановка задачи оптимального проектирования стальных каркасов и пространственных решетчатых конструкций в условиях автоматизированного проектирования с применением ЭВМ. Сформулирована математическая оптимизационная модель на основе использования модулярных форм (МФ) и аутформ (АФ) объёма. Рассмотрены и проиллюстрированы свойства выпуклых гиперповерхностей, образованных МФ и АФ, предложены алгоритмы поиска оптимума. Разработан алгоритм для оптимального подбора сечений стальных стержневых элементов. Представлены частные решения задачи оптимального проектирования стальных рам электростанций, металлических структурных покрытий (плоских и вспарушенных), полученные на основе применения предложенной математической модели оптимизации. Показаны результаты расчетов и оптимального проектирования стальных рам и структур.
Ключевые слова: формы, аутформы объема, оптимальное проектирование, функция цели.

Е.В. Горохов, В.Ф. Мущанов, В.Р. Касимов, Я.В. Назим, С.Г. Кузнецов, В.Н. Васылев
Мониторинг сложных технических систем 
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье рассмотрены вопросы особенностей реализации мониторинга сложных технических систем в виде уникальных конструкций стационарных покрытий над трибунами стадионов, опор линий электропередач, высотных зданий, возводимых, в том числе, в условиях существующей застройки. Для стационарных большепролетных покрытий над трибунами стадионов на основе различных идеологических подходов к созданию таких систем (например, БСА «Лужники») предложена собственная оригинальная схема мониторинга, сочетающая в себе как текущие, так и долгосрочные автоматизированные измерения параметров напряженно-деформированного состояния, нагрузок и воздействий в режиме “on-line”, данные которых служат основой для разработки моделей изменения показателей надежности эксплуатируемого сооружения во времени. Для воздушных линий электропередачи приведены сведения о разработанной системе мониторинга гололедно-ветровых нагрузок, основным компонентом которой является автоматизированный гололедно-ветровой метеопост. Также в статье приводится описание структуры и принципов работы усовершенствованного гололедно-ветрового метеопоста, который в данное время находится на стадии внедрения в НЭК «Укрэнерго». Для высотных зданий приведены результаты натурных полномасштабных исследований ветровых нагрузок, выполненных с использованием разработанного электронно-вычислительного комплекса, в основу которых положена программа дренажных опытов определения коэффициентов давления.
Ключевые слова: мониторинг, покрытия над трибунами стадионов, опоры линий электропередачи, высотные здания.